Los desórdenes musculoesqueléticos (DME) de origen laboral son el principal problema de salud relacionado con el trabajo en todos los países industrializados y una de las primeras causas de ausentismo laboral. Las lesiones musculoesqueléticas relacionadas con el trabajo se producen como consecuencia de la exposición a diversos factores de riesgo relacionados con altos requerimientos de carga física en términos de postura, fuerza y movimiento, diseño inadecuado del puesto de trabajo y organización ineficiente del trabajo, pueden influir de manera negativa constituyendo factores de riesgo que generan Desordenes musculoesqueléticos que ocupan los primeros lugares de frecuencia en las patologías de origen ocupacional.
La lumbalgia es la sensación de dolor o molestia localizada entre el límite inferior de las costillas y el límite inferior de los glúteos, cuya intensidad varía en función de las posturas y de la actividad física. Suele acompañarse de limitación dolorosa del movimiento y puede asociarse o no a dolor referido o irradiado. El diagnóstico de lumbalgia inespecífica implica que el dolor no se debe a fracturas, traumatismos o enfermedades sistémicas y que no existe compresión radicular demostrada ni indicación de tratamiento quirúrgico. La duración promedio de los episodios sintomáticos es de 4 semanas con o sin tratamiento médico.
Las condiciones de trabajo relacionadas con los DME son la manipulación de cargas, particularmente si se realizan desde planos bajos que exijan flexiones y rotaciones profundas del tronco, posturas prolongadas y mantenidas de pie o en sedente, adopción frecuente de posturas forzadas como cuclillas o sostenimiento anti gravitatorio de los brazos por encima de los hombros, carga de elementos pesados o de difícil manipulación, exposición a la vibración de cuerpo entero y alta frecuencia de movimientos repetidos de la columna lumbar. La lumbalgia aparece como un problema agudo, con incapacidad para la actividad física y laboral y se recupera espontáneamente en un tiempo aproximado de seis semanas siempre que se permita el reposo muscular.
Las labores de mantenimiento de equipos en minería a cielo abierto implican jornadas extensas de trabajo y grandes esfuerzos físicos por la misma naturaleza de las tareas relacionados con manejo de cargas manual (herramientas, componentes, repuestos), posiciones forzadas, prolongadas o mantenidas, movimientos repetitivos y vibraciones, lo cual representa un riesgo alto de generar en el trabajador DME, por lo cual para Komatsu Colombia S.A.S. el riesgo biomecánico es considerado como prioritario y las acciones encaminadas a la prevención apuntan, en primera instancia, hacia el uso de nuevas tecnologías de mantenimiento que reduzcan al mínimo el esfuerzo físico del trabajador, generándose de esta manera un desarrollo más seguro y eficiente de las tareas de mantenimiento.
JUSTIFICACIÓN:
Los riesgos del manejo manual de cargas está en cualquier tarea que el trabajador, con su esfuerzo físico incluya: levantamiento, descenso, transporte, tracción o empuje de objetos pesados. Más de una cuarta parte de los accidentes de trabajo se relacionan con el manejo de cargas, las lesiones de espalda que afectan a gran número de trabajadores y les dejan literalmente incapacitados también tienen mucho que ver con esto.
Tradicionalmente se han centrado las acciones preventivas en la formación del trabajador en técnicas de manejo seguro de cargas, desviando el verdadero núcleo del problema: eliminar el manejo peligroso de cargas. Esta es la forma más eficaz de reducir las lesiones de espalda en el trabajo.
La mayoría de estos trastornos de origen laboral se desarrollan a lo largo del tiempo, originados por el propio trabajo o por el contexto en el que se lleva a cabo. Los causantes suelen ser factores biomecánicos (acciones repetitivas, esfuerzos y postura), o factores psicosociales relacionados con la organización del trabajo. Principalmente afectan músculos, tendones y nervios de las extremidades y el tronco. Los más comunes se desarrollan en los miembros superiores: tendinitis, síndrome del túnel carpiano, dolor de espalda baja y ciática.
El dolor de espalda es la principal causa de ausentismo laboral en menores de 45 años. Los DME provocan incomodidad, molestias y dolor al realizar movimientos, lo cual puede tener un impacto significativo en la vida profesional y privada de los trabajadores afectados. En consecuencia, el cuerpo se vuelve más torpe debido al dolor que se incrementa, incluso imposibilitando algunos movimientos. Peor aún, con el tiempo algunas lesiones pueden llegar a ser irreversibles.
Los DME constituyen un problema de salud pública a nivel mundial. Del total de los costos que se generan por enfermedades profesionales, 40% corresponde a la atención de desórdenes musculoesqueléticos. Datos de la Organización Internacional del Trabajo (OIT). Los efectos de los DME representan un costo financiero significativo para las empresas: atención médica, recuperación y rehabilitación, disminución en la productividad y la calidad, ausentismo frecuente, etc. En los casos más crónicos, pudiera resultar una discapacidad permanente, por lo que la empresa tendría que indemnizar de por vida.
La solución para las empresas consiste en llevar a cabo una evaluación de riesgos y posteriormente la aplicación de medidas preventivas, además de comprobar periódicamente que estas medidas no pierdan efectividad. Teniendo en cuenta la jerarquía de controles, se debe siempre, en primera instancia, direccionar las acciones hacia la eliminación del riesgo, lo cual se logra en muchos de los casos con la inclusión de ayudas mecánicas para eliminar el levantamiento manual de la carga.
Objetivo General:
Diseñar e implementar un sistema mecánico para la extracción e instalación de los filtros de retorno de palas Komatsu PC8000, que permita eliminar el riesgo de sobreesfuerzo por manejo de carga manual.
Objetivos Específicos:
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Diseñar un sistema mecánico que facilite el cambio de filtros de retorno de las palas Komatsu PC8000.
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Implementar el sistema mecánico para el cambio de los filtros garantizando el control de los nuevos riesgos asociados al uso de la herramienta.
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Elaboración de una guía técnica de usuario que incluya las recomendaciones de seguridad para el uso del sistema mecánico.
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Realizar socialización de guía técnica de usuario al personal técnico de la compañía.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:
En la operación de mantenimiento de las palas Komatsu PC8000 el cambio de filtros de retorno es una tarea que involucra el riesgo de manejo de carga manual, en la cual la carga que se manipula tiene un peso que supera los 25 Kg (aprox. de 40 Kg), además de no poder ser manipulada entre dos personas y de presentarse también el riesgo de adoptar posiciones forzadas, debido al espacio reducido en la máquina para el desarrollo de la labor. A lo anterior, se suma la frecuencia con la que se desarrolla esta labor (cada 10 días aprox.), el número de filtros que se deben cambiar en cada mantenimiento (8 filtros) y la duración de la tarea (6 horas aprox.), lo cual hace necesario la implementación de un sistema mecánico que permita eliminar el riesgo biomecánico por manejo de carga manual y posición forzada.
Este proyecto se llevará a cabo bajo una metodología aplicada teniendo en cuenta que el proyecto está basado en la aplicación de elementos tecnológicos para la solución de un problema que se presenta en una tarea cotidiana de mantenimiento de palas Komatsu PC8000. Los resultados de este proyecto serán de aplicación para todo el personal técnico de mantenimiento de palas en el proyecto Cerrejón, pero también se plantea que según sus resultados en el tiempo pueda ser aplicado en proyectos como Drummond y Prodeco. El proyecto se llevará a cabo básicamente en dos etapas: el diseño del sistema y la implementación y puesta en marcha de un prototipo.
DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO:
El proyecto está enfocado en la prevención de desórdenes musculoesqueléticos en los técnicos mecánicos que laboran en el mantenimiento de las palas Komatsu PC8000 producida por la exposición a sobre esfuerzos y posiciones forzadas, por medio de la implementación de un control de ingeniería basado en un sistema mecánico de tracción y elevación controlado eléctricamente.
A continuación, se describen detalladamente cada una de las etapas en las que se desarrolló el proyecto:
1) Diseño:
Para el diseño del prototipo se basó en las características técnicas del equipo donde se realiza la tarea (pala Komatsu PC8000) en términos de dimensiones del espacio y fuentes de energía disponibles para el sistema. También se tuvo en cuenta las necesidades de los técnicos al momento de realizar el cambio de los elementos filtrantes del tanque hidráulico. El sistema que se diseñó consta de los siguientes elementos:
Winche: Dentro de la selección del sistema mecánico a utilizar se plantea como primer elemento, un winche de accionamiento eléctrico, se buscaron en el mercado los diferentes tipos de winches encontrando que sus principales características son:
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Capacidad de levante
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El tipo de alimentación de voltaje.
Teniendo en cuenta las características de la carga a levantar la cual se estima un peso aproximado de 40 Kg (filtro impregnado con aceite) se busca en el mercado un sistema electromecánico capaz de levantar como mínimo el doble de este peso, encontrando que a este nivel no son comerciales, se indaga con proveedores encontrando que los winches comerciales de nivel industrial con una fuerza de levante de 500 Kg es la opción comercial de menor capacidad más asequible.
Para el tipo de voltaje de alimentación del sistema eléctrico, teniendo en cuenta que la pala Komatsu PC8000 es una pala eléctrica (alimentación de 7.200 V) en la cual se cuenta con puntos de alimentación constante de 110 V (AC) durante los mantenimientos, se seleccionó un winche de 110 V (AC).
Gancho: El siguiente elemento que se tuvo en cuenta para el diseño fue el elemento encargado de conectar la carga con el sistema de levante, para tal fin se diseñó un gancho doble con un seguro o pestillo que permite asegurar la carga y evitar el desbalance del filtro durante la extracción e instalación. Este gancho se fabricó con una capacidad de carga de 100Kg para tener un factor de seguridad mayor a 2.
Base corrediza para punto de anclaje: Debido al poco espacio entre el techo de la máquina y el tanque hidráulico donde se encuentran instalados los filtros no es posible colgar el winche en la parte superior de éstos y lograr sacarlos completamente del tanque ya que el recorrido de la guaya finaliza antes de que el filtro salga del compartimento, por esta razón se diseñó una base con un punto de anclaje, que puede deslizarse sobre rieles que están soldados en el techo en la parte superior de los filtros, para instalar una polea y poder armar una configuración que permita ubicar el winche en la parte frontal del tanque hidráulico y realizar un cambio de dirección de la fuerza para levantar el filtro hasta que salga completamente del compartimento del tanque y posteriormente desplazar el filtro hasta poderlos ubicar en el pasillo en la parte lateral del tanque. Esta base se fabricó con una capacidad de carga de 100Kg para tener un factor de seguridad mayor a 2.
Polea: La polea provista de un gancho, junto con la base corrediza, hace posible la configuración del cambio de dirección de la fuerza del sistema para que el filtro pueda ser sacado completamente del tanque con la guaya de levante. Esta polea está certificada para soportar un peso mayor a 100Kg manteniendo un factor de seguridad superior a 2.
2) Implementación:
Una vez calculados y diseñados los elementos se procede con la compra y fabricación de los partes que conforman el sistema mecánico. Se realiza el análisis de seguridad para la implementación del control de ingeniería en la labor y se realizan los primeros montajes para probar la configuración del sistema.
Con el sistema mecánico instalado en una pala Komatsu PC8000 se analiza el área donde se desarrolla la labor y se identifica la mejor ubicación donde se puede anclar el winche que aporta la fuerza de levante, estas pruebas arrojan un punto óptimo de anclaje en la parte frontal del tanque hidráulico, donde se procede a instalar un cáncamo de 1Ton para anclar en ese punto el sistema.
El sistema mecánico de tracción y elevación es puesto en prueba por técnicos mecánicos que realizan comúnmente la tarea de cambio de filtros de retorno, estos muestran satisfacción con el uso de la herramienta y hacen aportes de seguridad que posteriormente fueron tenidos en cuenta en la elaboración de la guía técnica para el uso del equipo.
3) Elaboración de guía técnica:
Basados en el diseño inicial y los aportes realizados por los técnicos que realizaron la prueba la herramienta se elabora una guía técnica de usuario que permite a todos los técnicos mecánicos de la compañía poder realizar un correcto uso de la herramienta de manera confiable y segura.
Esta guía de usuario describe detalladamente:
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Componentes del sistema.
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Precauciones de seguridad
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Procedimiento detallado de cambio de filtros utilizando esta herramienta.
Anexo: Guía técnica para el cambio filtros de retorno con herramienta eléctrica de tracción y elevación portátil de mano de 110 voltios AC.
4) Socialización de guía técnica:
Después de afinar todos los detalles de la herramienta y reunir toda la información de funcionamiento y recomendaciones dadas por el personal experto en mantenimiento de los equipos para la elaboración de la guía técnica de usuario, se realizó la socialización de la guía en las tres jornadas laborales en todos los equipos de trabajo, presentándose la nueva herramienta y la información detalla de la guía de usuario, para cubrir dudas que pudieran presentarse y lograr la utilización segura y eficiente del sistema mecánico en el cambio de los filtros de retorno.
Después de poner a prueba el prototipo con los técnicos mecánicos de diferentes grupos de trabajo se obtienen los siguientes resultados:
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Un sistema de levante electromecánico que permitió el mejoramiento en la tarea de cambio de filtros de retorno de las palas Komatsu PC8000, en términos de seguridad y eficiencia.
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Eliminar el riesgo de lesiones musculoesqueléticas asociadas con sobreesfuerzos durante la ejecución de la tarea de cambio de filtros de retorno, reemplazando el manejo de cargas manual con la condición del peso de la carga que sobrepasa el límite permitido de manipulación, por un control de ingeniería que permite el manejo de la carga con un sistema mecánico.
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La aceptación, por parte del personal técnico mecánico, de un nuevo método de trabajo en el cual reconocen la mejora en seguridad por la disminución considerable del esfuerzo físico que requería la tarea.
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La reducción del tiempo de ejecución de la tarea en un 50%, pasando de un tiempo estimado inicial de 6 horas a un tiempo actual de 3 horas con el uso del sistema mecánico.
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Se reduce el tiempo de la exposición a temperaturas de 50°C y a posiciones forzadas en un 50%, pasando de 36 horas hombre de exposición mensual a 18 horas hombre de exposición.
Teniendo en cuenta los riesgos asociados al mantenimiento de los equipos de minería a cielo abierto como las palas Komatsu PC8000, se hace necesario estar continuamente evolucionado e innovando en la implementación de nuevas tecnologías de mantenimiento como herramientas y controles de ingeniería que ayuden a eliminar o controlar los riesgos, a su vez haciendo los procesos más agiles y eficientes.
La aceptación y el reconocimiento del personal técnico mecánico a la implementación de este sistema mecánico de tracción y elevación, nos muestra un camino de muchas posibilidades para el desarrollo de mejoras en los procesos, reflejándose en el desempeño de seguridad de nuestra operación en todos los frentes de trabajo.
Komatsu Colombia S.A.S. mediante el desarrollo y la implementación de este tipo de iniciativas busca lograr los máximos estándares de seguridad y calidad en sus operaciones, apuntando siempre a la eliminación de todos los riesgos que puedan afectar a cada uno de sus colaboradores, a través del uso de nuevas tecnologías de mantenimiento y promoviendo en su personal la generación de nuevas ideas que permitan el mejoramiento continuo de sus procesos.
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Se extiende agradecimiento a la Coordinación de Operaciones de Komatsu Cerrejón, el ingeniero Eloy Darío Tejeda Rodríguez, quien asesoró la elaboración y desarrollo de este proyecto.
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Se agradece a la Gerencia de Proyecto Komatsu Cerrejón, el ingeniero Manuel Alfredo Mancilla Canales, por el apoyo y disponibilidad de los recursos necesarios para el exitoso desarrollo de este proyecto.
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Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH). Datos breves de Niosh: cómo prevenir los trastornos musculoesqueléticos, febrero 2012. Consultado el 15 de mayo de 2018. Disponible en: http://www.cdc.gov/spanish/niosh/docs/2012-120_sp/
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Universidad Nacional de Colombia. Lesiones osteomusculares de miembros superiores y región lumbar: caracterización demográfica y ocupacional, Bogotá 2001- 2009. Consultado el 15 de mayo de 2018. Disponible en: http://scielo.isciii.es/pdf/eg/v12n32/docencia2.pdf
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Universidad Libre - Seccional Cali (Colombia). Revista Colombiana de Salud Ocupacional. Desórdenes músculo esqueléticos relacionados con el trabajo, marzo 2016. Consultado el 15 de mayo de 2018. Disponible en: http://revistasojs.unilibrecali.edu.co/index.php/rcso/article/view/307/534
Glosario:
- Winche: es un tambor que contiene enrollado un cable de acero, soportado por una base, que va fijado sobre una superficie fija, pueden funcionar mediante motores eléctricos o sistemas hidráulicos.
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Cáncamo: un cáncamo o perno o armella es un útil que se usa en elevación cuando se pretende izar un objeto tirando directamente de él. Para ello el cáncamo se une al objeto a elevar, generalmente por una rosca o soldándose.
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DME: desórdenes musculoesqueléticos, son lesiones de los músculos, tendones, ligamentos, nervios, articulaciones, cartílagos, huesos o vasos sanguíneos de los brazos, las piernas, la cabeza, el cuello o la espalda que se produce o se agrava por tareas como levantar, empujar, jalar, movimientos repetitivos, posiciones prolongadas o forzadas, entre otros.
- Posturas forzadas: son posiciones de trabajo que suponen que una o varias partes del cuerpo dejan de estar en una posición natural de confort para pasar a una posición inadecuada que genera hiperextensiones, hiperflexiones y/o hiperrotaciones de huesos o articulaciones.
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Sistemas mecánicos: son aquellos sistemas constituidos fundamentalmente por componentes, dispositivos o elementos que tienen como función específica transformar o transmitir el movimiento desde las fuentes que lo generan, al transformar distintos tipos de energía.
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