Los diseñadores de maquinaria de movimiento lineal están optando cada vez más por actuadores electromecánicos, ya que son más limpios, fáciles de controlar y requieren menos mantenimiento que los cilindros hidráulicos. Sin embargo, a menudo se pasan por alto las numerosas ventajas de seguridad intrínseca que ofrecen las soluciones electromecánicas. Estas ventajas se derivan de la eliminación de la necesidad de fluido hidráulico y de la implementación de una solución de manipulación de carga totalmente eléctrica.

Riesgos de seguridad del control de movimiento basado en cilindros hidráulicos

Los ingenieros de diseño especifican cilindros hidráulicos por su alta resistencia y funcionamiento de alto ciclo, pero lograr esto requiere un complejo sistema externo de mangueras, conectores, filtros, interruptores, válvulas y bombas. Incluso un sistema hidráulico pequeño (de 2000 a 5000 psi) puede tener al menos ocho piezas móviles independientes, pero algunos pueden presurizarse hasta 10 000 psi y calentarse a 180 °F.

Estos factores, combinados con las características inherentes del aceite hidráulico, pueden dar lugar a cualquiera de los siguientes problemas:

• traumatismo físicoLos sistemas de alta temperatura y alta presión presentan riesgos potenciales incluso en su funcionamiento habitual, pero a medida que se desgastan y fallan sus componentes, el riesgo de peligro aumenta. La proximidad a las líneas hidráulicas puede provocar quemaduras, contusiones, cortes o abrasiones.
• Riesgo de exposición.La Agencia para Sustancias Tóxicas y el Registro de Enfermedades de EE. UU. informa que algunos tipos de fluidos hidráulicos pueden irritar la piel o los ojos y que la ingestión de ciertos tipos puede causar neumonía, hemorragia intestinal o la muerte en humanos.
• Se desconocen los efectos de respirar aire con altos niveles de fluidos hidráulicos, pero algunos países han establecido límites de exposición a estos fluidos. El Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) recomienda un límite de exposición de 350 mg/m³.³de destilados de petróleo para una jornada laboral de 10 horas y una semana laboral de 40 horas.
• Contaminación.Además de ser potencialmente tóxicos para los seres humanos, los fluidos hidráulicos pueden ser perjudiciales para el medio ambiente. La Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA), por ejemplo, incluye los fluidos hidráulicos en su lista de aceites que requieren un manejo especial.
• Riesgo de resbalones y caídas.Se han reportado numerosos casos de trabajadores que han resultado heridos al resbalar en charcos de líquido derramado o al caerse mientras subían a sus máquinas con aceite en las manos o en los zapatos.
• LimpiezaLos derrames en interiores también pueden estar sujetos a regulaciones locales o requerir una inversión adicional en sustancias absorbentes u otros servicios de limpieza.
• Combustibilidad.Los fluidos hidráulicos derivados del petróleo son menos inflamables que los combustibles derivados del petróleo, como el combustible para aviones, el queroseno o el gasóleo. Sin embargo, pueden representar un riesgo de incendio si se rocían, como podría ocurrir cuando fugas de alta presión convierten el fluido en aerosol.

Debido a que los fluidos hidráulicos se degradan y pierden eficacia con el tiempo, deben reemplazarse periódicamente, lo que genera costos adicionales para mantener un inventario de aceite y filtros nuevos. Por lo general, se requieren recursos adicionales del departamento de mantenimiento para coordinar la revisión de los filtros y la integridad del aceite, y así determinar cuándo cambiar los fluidos. La negligencia en cualquiera de estas tareas aumenta el riesgo asociado al uso de fluidos hidráulicos.

La elección segura

A pesar de las desventajas descritas anteriormente, los diseños hidráulicos se han implementado por ser la mejor alternativa para la actuación de alta exigencia y ciclos de trabajo intensos. Tradicionalmente, las aplicaciones hidráulicas se han caracterizado por soportar mayores fuerzas y cargas con una menor inversión inicial. A medida que los actuadores electromecánicos han mejorado su capacidad para manejar cargas más pesadas, su sincronización y su sencilla implementación —todo ello sin fluidos hidráulicos ni complejas tuberías—, ofrecen un rendimiento comparable o superior al de los sistemas hidráulicos.

Compare el funcionamiento de los actuadores eléctricos y los cilindros hidráulicos. Los actuadores electromecánicos integran toda la funcionalidad operativa en la propia carcasa, que conecta una unidad de control electrónico (ECU) mediante tan solo unos pocos cables. Esta capacidad se posibilita gracias a microprocesadores integrados que pueden programarse para informar la posición, proporcionar información de diagnóstico que mejora el rendimiento y gestionar funciones complejas como la sincronización de múltiples actuadores. Además de eliminar los riesgos directamente relacionados con el uso de fluidos, los actuadores electromecánicos ofrecen las siguientes ventajas de seguridad para la planta:

• Al permitir a los operarios aumentar o disminuir la velocidad, seguir un perfil de movimiento constante o mantener una posición, los actuadores electromecánicos les proporcionan el máximo control sobre la carga.
• Las carcasas compactas son más fáciles de sellar, eliminando así los riesgos de contaminación.
• Menos piezas móviles significa menos desgaste y menor riesgo de fallos.
• La implementación y el funcionamiento de la monitorización del rendimiento son mucho más sencillos, ya que la mayor parte se realiza mediante software en lugar de sistemas externos.
• Los actuadores electrónicos pueden recibir comandos y, a cambio, proporcionar datos relacionados con la seguridad, como la carga o la temperatura.
• Las operaciones pueden interrumpirse fácilmente en caso de incidente.
• Los sistemas electrónicos pueden ser anulados manualmente si es necesario.
• Su funcionamiento es silencioso, eliminando el riesgo de deterioro auditivo para quienes están constantemente expuestos a él.

A medida que aumenta la atención de los organismos reguladores gubernamentales y del público en general hacia la seguridad laboral, esta se ha convertido en un factor importante a la hora de diseñar soluciones de control de movimiento sostenibles. Los actuadores electromecánicos solucionan algunas de las desventajas de seguridad de los sistemas basados ​​en cilindros hidráulicos. Si a esto le sumamos su facilidad de operación y mantenimiento, obtenemos una opción ideal para sus necesidades futuras de actuadores.