Este artículo es un resumen de la tesis doctoral del Dr. Mario Walther (ver fuentes abajo en alemán).

¿Cuál es la mejor manera de medir la fuerza en la producción y por qué es importante?

Las fuerzas de montaje aplicadas en la producción pueden representar factores de riesgo y promover el desarrollo de trastornos de salud. Este riesgo aumenta considerablemente con la edad y, por lo tanto, puede aumentar el absentismo por enfermedad. Además, las empresas que no aplican medidas ergonómicas también deben pagar los altos costes.

Por lo tanto, es importante dar prioridad a las personas y a su salud reconociendo y eliminando los factores de riesgo en una fase temprana.

Para medir estas fuerzas de montaje de forma práctica con influencia humana y realizar mediciones eficaces, se recomienda el uso de ergonomistas en el lugar de trabajo con instrumentos de medición de fuerza. Estas medidas proporcionan resultados objetivos, detallados y precisos de las variables de estrés del cuerpo humano. Para ello, los ergónomos necesitan los instrumentos de medición más precisos.

Altas fuerzas ejercidas a mano

Es en la producción y más concretamente en la zona de montaje donde se realizan el mayor número de acciones de fuerza manual. El montaje de acoplamientos rápidos, conectores y revestimientos se asocia a fuerzas repetitivas y elevadas de las manos y los dedos y representa un riesgo bastante alto para los instaladores. Las altas fuerzas de montaje, la mala postura y los períodos de descanso insuficientes pueden ser perjudiciales para la salud. Las dimensiones y el material de las juntas también juegan un papel decisivo en la aplicación de la fuerza.

La consideración temprana de los aspectos ergonómicos puede conducir a medidas de mejora que pueden reducir o prevenir los factores de riesgo. Por ejemplo, las empresas pueden reducir significativamente las fuerzas de ensamblaje requeridas mediante el desarrollo de componentes que son fáciles de ensamblar durante la fase de diseño, y las estaciones de trabajo y las herramientas pueden diseñarse de forma más ergonómica.

Para tener en cuenta estos elementos ergonómicos, es necesario realizar mediciones prácticas que definan en primer lugar la fuerza real de montaje.

¿Por qué la fuerza de montaje no corresponde a la fuerza de impacto?

Es importante distinguir la fuerza de montaje de la fuerza de impacto. La fuerza de montaje es la fuerza necesaria para montar un componente. La fuerza ejercida por el ensamblador después de la inserción es la fuerza de impacto o la fuerza de retención. Debido al poco tiempo de que dispone un instalador para su tarea, a menudo le resulta imposible reducir sus esfuerzos lo suficiente. Cuando la fuerza ejercida se aproxima a la fuerza a ejercer, el trabajo se realiza de manera eficiente. De lo contrario, el esfuerzo puede conducir a la enfermedad del ensamblador.

Si se utiliza un dinamómetro para mediciones ergonómicas que sólo mide el máximo, lo que se determina no es la fuerza de montaje, sino la fuerza de impacto. Las fuerzas de montaje implican vibraciones de alta frecuencia del orden de 250 Hz: una frecuencia de medición demasiado baja no permite determinar la diferencia entre la fuerza de montaje y la fuerza de impacto debido al método de montaje rápido. Esto conduce a una falta de información sobre el proceso de montaje y puede conducir a la aplicación de una mayor fuerza.

La solución: el dinamómetro Centor Touch

El dinamómetro Centor Touch de Andilog es una solución flexible y sofisticada para mediciones prácticas en áreas de producción. Este dinamómetro económico, robusto y de alta precisión está equipado con galgas extensométricas y permite mediciones rápidas sin interrumpir los procesos de trabajo.

El Centor Touch mide a una frecuencia de muestreo de 5000 Hz, lo que permite medir las fluctuaciones de fuerza más pequeñas. Ofrece cálculos automáticos como la primera rotura (fuerza de montaje) y el máximo de la prueba completa (fuerza de impacto o fuerza de retención). La curva se muestra en la pantalla en tiempo real, lo que permite al editor juzgar si se ha realizado correctamente inmediatamente después de la medición. Los umbrales de fuerza ajustables en el Centor Touch permiten al usuario programar la fuerza a aplicar: una señal acústica indica al ensamblador cuándo se ha alcanzado el valor deseado y puede detener la medición.

Como la dirección de la fuerza influye en la medición, Andilog ha desarrollado pequeñas placas de presión (Ø20 y 8 mm), que ayudan a la persona que está probando en su medición en el eje de unión ideal. Los valores determinados son muy precisos y el certificado de calibración suministrado garantiza una precisión del 0,1% en todo el rango de medición del sensor.

Resultados de las mediciones con el Centor Touch

El Centor Touch ofrece una muy buena relación calidad/precio con una velocidad de prueba realista. La medición comienza manualmente después de la aplicación de una fuerza previamente definida y termina automáticamente después de un período de tiempo definido.
 
La pantalla táctil muestra las dos fuerzas necesarias calculadas a 5000 Hz, que cada ergónomo desea analizar: el montaje y las fuerzas de impacto. La curva determinada se puede comparar con la curva de destino y, si es correcta, los puntos de la curva se pueden guardar en una memoria USB.
 
En el software Datastick II, es posible marcar las 4 fases del montaje - aumento de la fuerza, fuerza de montaje, fuerza de presión y disminución de la fuerza - y exportarlas en informes. Los gerentes de ergonomía pueden así aumentar la aceptación de las medidas ergonómicas en la empresa gracias a resultados precisos y objetivos.

Conclusión

Las medidas ergonómicas concretas sólo pueden aplicarse sobre la base de resultados de medición concretos. Pero también requieren la concienciación y la buena voluntad de los empleados y directivos interesados. De esta manera, los empleados pueden optimizar la fuerza que aplican tan bajo como sea posible pero tan alto como sea necesario. Los departamentos implicados en el desarrollo de productos pueden diseñar las propiedades y los materiales de sus componentes de tal manera que se reduzcan o incluso se eviten fuerzas de montaje elevadas. Como socio en ergonomía, Andilog ofrece un compromiso entre la medición de alta precisión y el uso flexible directamente en la línea de montaje.

La ergonomía es el resultado de la colaboración entre todos los departamentos y socios de una empresa. Desempeña un papel esencial en el proceso de convertir a las personas en el principal recurso de la empresa y restaurar su salud y su potencial de creación de valor. Andilog también se considera un actor y socio en este campo.

 

Fuente: Mario Walther, 2015, "Desarrollo y evaluación de un procedimiento sistemático para el registro de fuerzas de montaje en la producción de automóviles", Entwicklung und Evaluierung eines systematischen Vorgehens zur Erfassung von Aktionskräften in der Automobilproduktion, genehmigte Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades Doktor-Ingenieur, Fakultät für Maschinenbau der Technischen Universität Chemnitz

Documento disponible en el sitio web qucosa.