PTENES
MÓDULO 2.2

🛡️ Protocolos de Seguridad Humano-Robot

Desde la evaluación de riesgos previa a la puesta en servicio hasta la respuesta a incidentes. Normas ISO 12100 y 10218, validación de la fuerza de contacto (ISO/TS 15066), los 4 modos colaborativos, LOTO adaptado para robots y cultura de near-miss. La seguridad no es burocracia: es lo que mantiene con vida al trabajador junto a la máquina.

6
Temas
50
Minutos
Intermedio
Nivel
Práctica
Tipo
🤖 coexistencia zona reducida (SSM) zona de parada (E-stop) sensor /scanner controladorde seguridad E-STOP+ frenos LOTOenergía cero mantenimientosegura

Ilustrativo: zonas de seguridad concéntricas + cadena sensor → controlador → E-stop → LOTO.

1

📋 Evaluación de riesgos previa a la puesta en servicio

Antes de que cualquier robot entre en operación, es obligatorio por norma ejecutar un proceso sistemático de identificación de peligros y evaluación de riesgos. Las normas ISO 12100 (principios generales) y ISO 10218 exigen esta etapa: sin ella, la celda no puede ponerse en servicio.

🎯 Qué es y por qué importa

La evaluación de riesgos es la base de todo lo que viene después: define zonas de seguridad, velocidades máximas y fuerzas de contacto permitidas. Sin documentarlo, la empresa opera fuera de cumplimiento, con riesgo legal y de accidentes.

  • •ISO 12100 — principios generales de seguridad de máquinas.
  • •HIRA — Identificación de peligros y evaluación de riesgos.
  • •Matriz de severidad × probabilidad — clasifica cada peligro.
  • •Documentación obligatoria — no hubo evaluación porque no había registro.

✓ Qué HACER

  • ✓Ejecutar el HIRA antes de la puesta en marcha, con la celda real.
  • ✓Documentar cada peligro en la matriz de severidad × probabilidad.
  • ✓Derivar zonas, velocidades y fuerzas a partir de la evaluación.
  • ✓Revisar la evaluación con cada cambio de layout o herramienta.

✗ Qué NO hacer

  • ✗Copiar una evaluación de otra célula «parecida».
  • ✗Poner en marcha primero y «documentar después».
  • ✗Confiar solo en la ficha del fabricante sin evaluar el uso real.
  • ✗Tratar el documento como burocracia archivada que nunca se consulta.

💡 Consejo práctico

Trata la matriz severidad × probabilidad como un documento vivo: cada casi accidente y cada nueva herramienta integrada deben activar una revisión. Una evaluación de hace 2 años probablemente no refleja la situación actual de la celda.

ISO 12100
Principios generales
HIRA
Identificación de peligros
Matriz S×P
Gravedad x probabilidad
Registro
Documentación obligatoria
2

💪 Validación de la fuerza de contacto

Medición física de las fuerzas que aplica un robot colaborativo, validándolas frente a los límites biomecánicos de la ISO/TS 15066. Medición real, no teórica: los fabricantes publican fuerzas nominales, pero con herramientas y piezas acopladas la fuerza real puede superar los límites.

📊 Datos que necesitas medir

  • ISO/TS 15066 — define límites de fuerza y presión por región corporal.
  • Transitorio vs. cuasiestático — el contacto breve (impacto) y el prolongado (aplastamiento) tienen límites diferentes.
  • CBSF — dispositivos de medición de fuerza biomecánica utilizados in situ.
  • Recalibración — frecuencia definida; la validación no es un evento único.

⚠️ Alerta: la fuerza nominal no es la fuerza real

La fuerza publicada por el fabricante es válida para el robot nulo. Al acoplar la pinza, la herramienta y la pieza, cambian la masa y la geometría: la fuerza de contacto in situ puede superar los límites de la ISO/TS 15066. La validación in situ es obligatoria y debe repetirse cada vez que se cambia el end-effector.

💡 Consejo práctico

Mide la fuerza en las regiones corporales más expuestas en la aplicación real (mano, antebrazo, torso) y en los puntos de la trayectoria donde la velocidad es mayor. Separa siempre el contacto transitorio del cuasiestático: los límites no son iguales.

ISO/TS 15066
Límites biomecánicos
Región corporal
Límite por parte del cuerpo
Transitorio/Cuasi
Contacto breve vs. prolongado
CBSF
Medición in situ
3

🔄 SSM/PFL y modos colaborativos

A ISO 10218-2 define 4 modos de operación colaborativa. Cada aplicación exige un modo específico: usar el modo equivocado es tan peligroso como no tener ninguna protección. Es PFL no y es sinónimo de «seguro en todas las situaciones».

1

Parada monitoreada con clasificación de seguridad

Parada de seguridad monitoreada

El robot se detiene cuando el humano entra en la zona y solo reanuda cuando sale. Coexistencia sin movimiento simultáneo.

2

Guiado manual

Guía manual

El operador mueve físicamente el robot mediante un dispositivo de guiado. El movimiento solo ocurre bajo el control directo de la mano.

3

Monitoreo de velocidad y separación (SSM)

Monitoreo de velocidad y separación

Los sensores mantienen una distancia mínima; el robot reduce la velocidad a medida que el humano se acerca y se detiene si la separación cae por debajo del límite.

4

Power and Force Limiting (PFL)

Limitación de potencia y fuerza

El robot limita la fuerza y la potencia a niveles biomecánicamente seguros, lo que permite el contacto. Depende directamente de la validación de la ISO/TS 15066 (tema 2).

⚠️ Atención al modo

Cada aplicación requiere un modo específico. Usar el modo equivocado es tan peligroso como no tener ninguna protección. PFL no significa «seguro en cualquier situación» — los bordes afilados y las herramientas punzantes pueden causar lesiones incluso dentro de los límites de fuerza. Los modos pueden combinarse y deben tener una transición controlada.

Parada monitoreada
Se detiene ante la presencia
Guiado manual
Guía manual
SSM
Velocidad vs. separación
PFL
Fuerza limitada
4

🔒 LOTO adaptado para robots

El clásico Lock-Out Tag-Out debe adaptarse para las celdas robóticas. Los robots tienen energía potencial gravitacional en los ejes: desconectar la energía no significa que el brazo no vaya a caer. El LOTO para robots exige procedimientos adicionales que el LOTO clásico no contempla.

✓ LOTO robótico (correcto)

  • ✓Considerar la energía residual y el potencial gravitacional de los ejes.
  • ✓Acciona los frenos mecánicos antes de entrar en la zona.
  • ✓Verificar energía cero (procedimiento explícito de confirmación).
  • ✓Usar una etiqueta específica para el modo de enseñanza/programación.

✗ LOTO clásico aplicado sin adaptar

  • ✗Asumir que cortar la energía bloquea el brazo.
  • ✗Ignorar la caída del eje vertical por gravedad.
  • ✗Omitir la verificación de energía cero.
  • ✗Entrar en la celda en modo de enseñanza sin una etiqueta dedicada.
1

Desenergizar y aislar

Cortar la fuente de energía

Aísla y bloquea la fuente de energía eléctrica, neumática e hidráulica de la celda con candado y etiqueta.

2

Bloquear los ejes con freno mecánico

Contener la energía gravitacional

Acciona los frenos mecánicos para impedir que los ejes verticales caigan bajo carga, ya que el corte de energía no los sostiene.

3

Verificar energía cero

Confirmar antes de entrar

Confirmar explícitamente que no hay energía residual almacenada antes de que cualquier parte del cuerpo entre en la zona.

4

Etiqueta del modo de enseñanza

Indicación específica

Cuando la celda debe estar energizada para programar, usar una etiqueta dedicada que indique que el modo de enseñanza está activo.

💡 Consejo práctico

El eje más peligroso es el vertical bajo carga: al cortar la energía, tiende a caer por gravedad. Siempre activa el freno mecánico y confirma que la energía sea cero antes de cualquier parte del cuerpo entre en la zona de riesgo. La etiqueta del modo de enseñanza debe ser visualmente diferente de la etiqueta de mantenimiento.

Energía residual
No todo se descarga
Frenos mecánicos
Bloquean el eje vertical
Energía cero
Verificación explícita
Etiqueta de enseñanza
Específico para programación
5

🚑 Respuesta a incidentes

El robot toca a un trabajador: ¿y ahora? Existe una secuencia estandarizada de acciones para contacto no planificado. Los primeros 60 segundos definen todo: la gravedad de la lesión, la preservación de pruebas para la investigación y la responsabilidad legal.

1

E-stop

Parada de emergencia inmediata

Activar la parada de emergencia para interrumpir cualquier movimiento del robot antes de acercarse.

2

Auxiliar

Atención al trabajador

Presta primeros auxilios y solicita atención médica. La vida de la persona está antes que cualquier registro.

3

Aislar

Preservación de evidencias

Aísla el área y conserva el estado de la celda y los registros del controlador para investigar la causa raíz.

4

Registrar y notificar

Notificación obligatoria

Registra lo ocurrido y notifica según la obligación (CIPA/SESMT), iniciando la investigación de la causa raíz.

🚨 Los primeros 60 segundos

No borres ni reinicies el controlador antes de preservar los registros: son la evidencia central de la investigación. La cadena E-stop → auxiliar → aislar → registrar debe estar capacitada y colocada en la celda — nadie improvisa la secuencia de respuesta en medio de un accidente.

E-stop
Detener el movimiento
Auxiliar
Atención primero
Preservar los registros
Evidencia de la investigación
CIPA/SESMT
Notificación obligatoria
6

📝 Cultura de near miss

Un sistema de reporte de casi accidentes sin sanciones. Por cada accidente grave, hay alrededor de 300 near-misses no reportados (pirámide de Heinrich). Capturar los cuasi accidentes previene accidentes antes que ocurran.

📊 Pirámide de Heinrich

  • ~300 cuasi accidentes por cada accidente grave — son señales anticipadas.
  • Reporte anónimo — sin castigos, las personas sí reportan.
  • Clasificación de near-miss — permite analizar tendencias.
  • Simulación de comportamiento humano errático (Springer 2024) — prueba la robustez de la celda.

✓ Cultura saludable

  • ✓Reporte anónimo y sin castigo.
  • ✓Clasificar y analizar tendencias de los near-misses.
  • ✓Probar la celda con un comportamiento humano errático simulado.
  • ✓Actuar ante los near-misses recurrentes antes de que ocurra un accidente.

✗ Cultura tóxica

  • ✗Castigar a quien reporta casi accidentes.
  • ✗Solo registrar accidentes que ya hayan causado lesiones.
  • ✗Ignorar los cuasi accidentes por ser «sin consecuencias».
  • ✗Asumir que el humano siempre actúa de forma predecible.

💡 Consejo práctico

El cuasi accidente no cuesta nada: es un accidente que no tuvo consecuencias y que además te avisó. Facilita al máximo los reportes (anónimos, en 30 segundos) y muestra públicamente las acciones tomadas: eso es lo que sostiene la confianza y mantiene activo el flujo de reportes.

Heinrich
~300 cuasi accidentes : 1 grave
Reporte anónimo
Sin sanción
Clasificación
Análisis de tendencias
Errático simulado
Springer 2024

🛡️ Resumen del módulo

✓
Evaluación de riesgos previa a la puesta en servicio - ISO 12100/10218, HIRA y matriz de severidad x probabilidad, documentado.
✓
Validación de la fuerza de contacto - ISO/TS 15066, medición in-situ con CBSF, transient vs quasi-static.
✓
4 modos colaborativos - Monitored Stop, Hand Guiding, SSM y PFL; cada aplicación requiere el suyo.
✓
LOTO adaptado - energía residual, frenos mecánicos, energía cero y etiqueta de modo de enseñanza.
✓
Respuesta a incidentes - E-stop, asistir, aislar, registrar; preservar logs y notificar a CIPA/SESMT.
✓
Cultura de near-miss - pirámide de Heinrich, reportes anónimos sin castigo, comportamiento errático simulado.

Próximo módulo:

2.3 - 🥽 Simuladores, VR y digital twins para capacitación