TRABAJO EN ALTURAS

CAPÍTULO 2. Conceptos generales

No todos los trabajos en altura se realizan en las mismas condiciones: unas veces se trabaja suspendido de una cuerda porque no hay posibilidad de apoyar los pies en ningún lugar; otras sobre una superficie, la cual puede ser plana o inclinada, etc. En la elección de un equipo de protección individual (EPI) hay que tener en cuenta precisamente estas condiciones de trabajo, la altura de la caída, el lugar idóneo donde se puede enganchar el trabajador su equipo de protección, etc.

Este capítulo define de un modo sencillo y claro algunos de los conceptos que se utilizan a menudo en lo relativo a los EPI a utilizar en los trabajos en altura, de manera que sea de utilidad en el momento de seleccionar y emplear los EPI contra caídas durante la ejecución de trabajos en altura, ya que se van a definir algunos de los conceptos básicos más empleados para tratar el riesgo de caída en altura. Asimismo, se intenta, de este modo, facilitar la lectura de los siguientes capítulos de la presente guía.

Dichos conceptos, los cuales forman la estructura de este segundo capítulo, son los siguientes:

2.1. Caída libre. Fuerza de choque.

2.2. Sujeción.

2.3. Retención.

2.4. Factor de caída.

2.5. Espacio libre de caída.

2.6. Sistema anticaídas.

2.7. Disminución del riesgo de caída. Protección colectiva e individual.

2.1. Caída libre. Fuerza de choque

Cuando un trabajador se encuentra en una situación con riesgo de caída y está provisto de un sistema de seguridad que detendría la caída en caso de producirse, se dice que está en situación de “caída libre”.

La parada de la caída se debe hacer de forma progresiva, de manera que las fuerzas que reciba el cuerpo del trabajador no le causen lesiones. La caída se produce, pero el sistema de seguridad la detiene.

Se puede hacer un paralelismo entre esta situación y la acción de detener un coche que está en movimiento. Hay dos formas de parar el coche, la primera es tan simple como poner un muro delante. El coche se para pero la fuerza de frenado es tan alta que las consecuencias son catastróficas. Sin embargo, si la detención se hace correctamente con los frenos la parada será progresiva, las fuerzas que detienen al coche serán moderadas para él y los ocupantes. Es cierto que necesitará mayor distancia de frenado y aparecerá el riesgo de chocar contar objetos durante la detención, riesgos que habrá que tener en cuenta, pero es la única manera de que la parada sea efectiva.

Para conseguir una parada progresiva en la detención de una caída se utilizan diferentes sistemas como son:

Absorbedores de energía, normalmente compuestos por cintas cosidas sobre sí mismas cuyas costuras se van rompiendo ante una fuerza alta.

Cuerdas que son capaces de estirarse de manera que actúan como un muelle.

Otros sistemas, ideados por los fabricantes para este fin, como pueden ser fibras elásticas, piezas que se deforman, etc.

La forma de actuar de estos elementos consiste en absorber la energía que adquiere el cuerpo en la caída. Para ello, utiliza una fuerza de frenado progresiva durante un determinado tiempo sobre la masa del cuerpo que está cayendo. Esto produce una deceleración del cuerpo hasta conseguir detenerlo.

En la siguiente figura se muestran las diferentes fases de una caída y cómo funciona un sistema de seguridad, en este caso, con un sistema anticaídas con absorbedor de energía.

Fig. 2.1-1. Fases de una caída y funcionamiento del absorbedor

Fig. 2.1-1. Fases de una caída y funcionamiento del absorbedor

A continuación, se explica el proceso físico de cómo funcionan los sistemas que hacen que el trabajador amortigüe su caída.

Para ello, se deben aplicar dos fórmulas:

La segunda ley de Newton:

Fuerza = masa x aceleración

Y la definición de trabajo:

Trabajo = fuerza x distancia

Todo cuerpo ubicado en altura posee la denominada energía potencial (capacidad que tiene un cuerpo de realizar un trabajo al pasar de una posición más alta a otra más baja). Durante la caída, el cuerpo se acerca al suelo mientras que la velocidad se incrementa y la energía potencial se va transformando en energía cinética hasta que la caída se detiene. Cuando la velocidad es cero, la energía cinética desaparece y se transforma, principalmente, en deformación del cuerpo.

Así, y en términos generales, la energía que debe ejercer el sistema de seguridad (trabajo) para detener una caída debe ser equivalente a la energía que adquiere el trabajador durante la caída (energía cinética).

Ahora bien, para que el trabajador no sufra una fuerza de impacto excesivamente alta, el sistema de seguridad está compuesto por diferentes elementos que absorben energía y detienen progresivamente la caída.

La energía que se debe absorber depende de la diferencia entre la altura en la que se encuentre el trabajador inicialmente y la final, así como de la masa del trabajador y de la velocidad final.

Por lo tanto, se deberá producir la siguiente ecuación:

Energía cinética del cuerpo hasta llegar al reposo = Fuerza de frenado X distancia durante la que actúa esta fuerza

Al aplicar la fuerza de frenado al cuerpo, éste se va parando con una deceleración que se puede calcular por la segunda ley de Newton:

Fuerza de frenado= masa X deceleración

Si bien lo anterior se refiere a la teoría, es necesario apuntar que en los casos reales es algo más complejo, ya que la fuerza de frenado no es constante sino que va variando, por lo que se debería aplicar cálculo integral.

De este desarrollo físico se pueden obtener otras conclusiones, que se resumen a continuación:

Una misma caída se puede frenar con distintas fuerzas en función, entre otras cosas, de la distancia recorrida durante la actuación de la fuerza de frenado. Volviendo al paralelismo del coche en movimiento, si un vehículo tiene que estar detenido en un determinado punto, cuanto más tarde empiece a frenar, mayor fuerza de frenado habrá que aplicar, ya que ésta deberá actuar sobre una distancia menor. Se debe recordar que el producto fuerza x distancia debe ser igual a la energía que lleva el coche en movimiento, a menor distancia, se debe aplicar mayor fuerza.

Como la energía que hay que absorber depende de la masa, para distintas personas serán necesarias fuerzas distintas para detener la caída en el mismo espacio. La fuerza para detener un camión en una distancia será mayor que la necesaria para detener un coche que va a la misma velocidad en la misma distancia.

Una misma deceleración puede ser producida por distinta fuerza de frenado en función de la masa de la persona que cae.

Si el estado final no es el reposo, la fuerza de frenado que se debe aplicar es menor. Esto es lo que le ocurre a un niño que se columpia. El niño pasa de una altura mayor a otra menor. Sin embargo, cuando se encuentra en el punto más bajo, la fuerza que recibe hacia arriba es menor que si cayera en vertical y se detuviera la caída, ya que sólo se disipa parte de la energía, puesto que otra parte se mantiene con el movimiento que aún lleva en ese punto.

De estas conclusiones se deduce que, para frenar la caída de una persona que está trabajando en altura, la fuerza de frenado que se le debe aplicar dependerá de la distancia de la caída y de la distancia durante la que actúa el frenado. Si, además, los dos parámetros anteriores son iguales, dependerá de la masa de la persona que cae. A esto se añade que la fuerza no tiene porque ser constante durante la deceleración, pudiendo producirse picos de fuerza.

Se llama fuerza de choque a la máxima fuerza de frenado que recibe la persona cuando el sistema de seguridad detiene la caída.

Si la fuerza de choque que recibe una persona mientras cae es demasiado alta, podría sufrir lesiones. Por ello, esta fuerza se debe limitar. En Europa, las normas EN (ver capítulo 4) exigen una fuerza máxima de 600 daN[1]

Actualmente, los elementos diseñados para detener caídas deben superar unas pruebas por las cuales se demuestre que la fuerza de choque que generan no supera ese valor. Sin embargo, como se ha comentado anteriormente, esa fuerza dependerá de la altura de caída, la distancia de frenado y de la masa del trabajador.

Este tipo de pruebas se llaman dinámicas por la forma de llevarse a cabo: se hacen dejando caer una masa de 100 kg de forma que el elemento probado participa en la detención de su caída. La distancia de caída que permite el sistema de seguridad hasta que frena la caída y la distancia durante la que actúa la fuerza de frenado dependen, principalmente, de la longitud del sistema de conexión y del alargamiento del absorbedor).

Cuando se dice que un elemento, dispositivo, sistema, subsistema o componente es “anticaídas” significa que está diseñado para detener una caída, y así viene reflejado en la norma EN 363 (sistemas anticaídas). El nombre puede inducir a error, ya que se puede pensar que un sistema “anticaídas” debería evitar la caída. Sin embargo no es así, un dispositivo de este tipo está diseñado para parar una caída.

De la misma manera se dice que un elemento es dinámico cuando tiene cierta capacidad de absorber energía.

¿Qué pasa si un trabajador pesa más de 100 kg?

Esta es una de las preguntas más habituales que se plantean al constatar que las pruebas contempladas por las normas EN se hacen con masas de 100 kg. Es importante el material por la absorción de energía de ese material.

En efecto, la

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