PROYECTO #42:
MECHANIC HELP
RESUMEN
Somos Mechanic Help un grupo de ingenieros de distintas áreas de conocimiento, los cuales desarrollan un proyecto de tipo consultoría con la empresa manufacturera de condensadores eléctricos de distintos niveles de tensión-Disproel. Esta empresa busca mejorar sus procesos, no sólo en los aspectos de producción sino sobre todo mejorando las condiciones de trabajo de sus empleados para evitar posibles accidentes laborales o lesiones progresivas que los afecte en el futuro.
El principal objetivo es reducir el esfuerzo físico que debe realizar el trabajador dentro del proceso de metalizado, para el cual primero se ubican unos condensadores en un marco y bandeja estándar adaptando los distintos tamaños con cartón , para posteriormente ubicar los tapones de protección en una cara de los condensadores, luego la bandeja es transportada a la máquina de metalizado en donde los condensadores se recubren de zinc; dicho procedimiento se repite por la otra cara de la bandeja teniendo que rotar la bandeja cuando sale de la máquina de metalizado y repetir el proceso desde la puesta de los tapones.
El enfoque de nuestra solución corresponde a uno de los puntos en donde el operario debe hacer mayor esfuerzo, principalmente nos enfocados en el mejoramiento de la rotación de bandejas, en el cual el operario necesita mantener una buena postura mientras levanta e inclina un marco con condensadores asegurados a presión, que en su totalidad pueden llegar a pesar 24 kilogramos, manteniendo esta posición retira los tapones de seguridad puestos anteriormente mediante pequeños golpes, y retira la bandeja inferior con el fin de ubicarla en la otra cara de los condensadores y poder realizar el mismo proceso de metalizado en esta.
Se ha plantea un soporte móvil giratorio, en donde se pueda acoplar temporalmente el marco con los condensadores, sirviendo como ayuda en la rotación de las bandejas, como características adicionales se tiene que la plataforma puede desplazarse mediante cuatro ruedas que además tienen un freno simultáneo para dejarla fija en caso de que sea necesario, compartimientos laterales para depositar los tapones de protección, y una bandeja auxiliar para darle estabilidad y robustez a la plataforma.
QUIENES SOMOS
Geraldine Rojas Marulanda
Estudiante de ingeniería eléctrica de la Universidad Nacional de Colombia, con interés en los nuevos sistemas de generación y almacenamiento de energía eléctrica. Responsable, persistente y creativa.
Cristian David Lavacude Galvis
Estudiante de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Nacional de Colombia, interesado en temas ligados a la optimización del uso de energía eléctrica.
Giovanny Albarracín
Estudiante de Ingeniería de Sistemas y Computación de la Universidad Nacional de Colombia, con interés en la innovación tecnológica y la programación.
Juan Pablo Tejeiro Londoño
Estudiante de Ingeniería Mecánica de la Universidad Nacional de Colombia.
PROFESOR MENTOR
Julián David Valbuena Godoy
Ingeniero electricista y electrónico, Magister en Ingeniería eléctrica y docente ocasional de la Universidad Nacional de Colombia
VIDEO PITCH
PROBLEMÁTICA
Los empleados del área de metalizado de la empresa manufacturera Disproel, deben realizar manipulación de cargas que llegan a pesar hasta 24 kg, por distancias aproximadas de 4 metros cada 4 o 5 minutos. Este trabajo, puede generar lesiones musculares en los empleados y además, al ser un proceso bastante manual, los tiempos de producción de la empresa se ven afectados.
OBJETIVO
Mejorar la manipulación de cargas en el proceso de metalizado, brindando mayor seguridad y comodidad a los empleados, y al mismo tiempo agilizando el proceso.
Mejora dentro de proceso de metalizado de la empresa Colombiana Disproel
PROPUESTA DE VALOR
A pesar de que en el mercado existen opciones para desplazar y levantar cargas, se ha realizado un diseño que permita rotar las mismas, de forma que se pueda realizar todo el trabajo sobre la plataforma y así reducir considerablemente el esfuerzo físico de los empleados.
De esta forma, se ha buscado contribuir específicamente al problema presentado en la empresa, adaptando la plataforma a las dimensiones de las bandejas de Disproel.
DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO (ALCANCE)
El producto, corresponde a una plataforma móvil que reducirá el esfuerzo físico de los trabajadores gracias a la posibilidad de desplazarse, rotar él área de trabajo y contar con compartimentos auxiliares para el posicionamiento de las herramientas de trabajo.
Adicionalmente, se ha hecho un folleto y una cartilla con el fin de informar a las personas sobre los posibles riesgos de la manipulación de cargas de forma manual y mecánica; se han dado recomendaciones en base a las normas actuales, y se espera que de esta forma, se puedan prevenir accidentes laborales.
PROCESO
ACTORES
Teniendo en cuenta el enfoque del proyecto, en la solución de un problema de salud ocupacional, se tiene como beneficiarios en primer lugar a los empleados del área de metalizado de Disproel quienes tendrán mejores condiciones para realizar su trabajo. Igualmente, la empresa se verá beneficiada al mejorar la condición de sus trabajadores y se podrá beneficiar de la posible disminución de tiempos.
Otro actor involucrado en el proyecto son las entidades Administradoras de Riesgos Laborales (ARL) interesadas entre otros, en la prevención de riesgos laborales.
El paso inicial durante las primeras ha sido establecer vías de contacto para conocer más a fondo el proceso de metalizado, en esta etapa se contactó con personal de la empresa que nos contextualizó con el estado actual del trabajo y enfatizó en la necesidad de cambiar la naturaleza manual del mismo, con el fin de prevenir y mitigar posibles riesgos laborales, así como optimizar los tiempos de producción.
Luego, se ha enfocado el trabajo en el punto más crítico del proceso, teniendo en cuenta en qué parte se realizaban los esfuerzos más grandes y se perdía más tiempo. De esta forma, se encontró que la rotación de las condensadores era un punto de atención, pues es allí cuando el trabajador debe soportar el peso de la bandeja mientras realiza el cambio de tapones (labor poco optimizada en cuestión de tiempos) y puede sufrir lesiones al no tener una forma óptima de agarrar la bandeja.
Partiendo de allí, se diseñó el prototipo buscando crear una herramienta capaz de mitigar el problema y prevenir los accidentes laborales. En base a lo anterior, surgió el prototipo que se ha planteado y los dos documentos con información sobre la manipulación de cargas.
Ahora, será necesario realizar pruebas de laboratorio y pruebas piloto en la empresa. El tiempo estipulado es de 4 meses, teniendo en cuenta que además es necesario obtener las certificaciones correspondientes de ergonomía y manipulación de cargas
PROTOTIPO
El prototipo diseñado es una mesa móvil personalizada para el proceso de metalizado en la empresa. Consiste en un sistema giratorio de prensas alineadas que permite acoplar el marco previamente preparado de bobinas, debido a que cuando se termina el metalizado por una de las caras de las bobinas se requiere girar el conjunto completo para proceder a realizar el proceso por la otra cara, el marco se acopla a cada una de las prensas y ya fijado se gira con facilidad y se desacopla para continuar el proceso. Se incluye una bandeja auxiliar en la parte inferior al sistema de giro para permitir el apoyo de las bobinas en caso de desajuste del arreglo o por otra necesidad. Los compartimientos laterales tienen el objetivo de guardar los tapones que deben ir en las bobinas en caso de que sean requeridos, además son prácticos para guardar otro tipo de elementos o herramientas para facilitar la continuidad del proceso.
Ficha Técnica
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Estructura basada en Tubería Acero colled rolled 1 1/2 ". cal.18 y Barras acero colled rolled 7/16".
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Compartimientos laterales 34x10x6cm en plástico.
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Rodachina giratoria libre 5" con freno independiente.
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Bandeja auxiliar 61x40cm en aluminio.
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Sujetadores de 12cm en espuma.
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Prensa de resorte con guía, resorte de alambre estirado en frío ASTM 227.
Funcionamiento
La mesa posee sujetadores en las barras oblicuas superiores para que el operario manipule el movimiento de la mesa por la zona de trabajo. Las ruedas poseen freno predeterminado para inmovilizar la mesa cuando sea requerido (durante el acople y desacople del marco). Encontrándose la mesa inmovilizada el operario se presenta de frente a la mesa con el marco cargado, seguido a esto descansa uno de los lados sobre la prensa correspondiente, luego procede a jalar hacia arriba el eje vertical de la prensa hasta comprimir el resorte lo suficiente y ubica el marco sobre la guía estática en la parte inferior del sistema y ubicando manualmente la guía móvil del eje hasta acoplarlo con el marco. El anterior procedimiento se repite con la otra prensa al otro lado del marco. Para ubicar el marco en las prensas primero debe asegurarse que las prensas se mantengan irrotacionales, ancladas por el pin de los soportes de las prensas en la estructura de la mesa.
Consideraciones de Diseño
El sistema de sujeción consta de una base con guía para el marco , el eje de la prensa genera presión mediante 2 resortes idénticos con una longitud descargada 10 mm superior a la altura del marco para asegurar presión automática sobre el marco acoplado entre las guías móvil y estática. La base tiene una unión rígida con el eje de giro, diseñado con una longitud mínima para evitar cargas flexionantes críticas debidas al peso del conjunto marco-bobinas.
La estructura fue diseñada con una disposición triangular con el objetivo de disminuir la existencia de esquinas pronunciadas que pudieran causar accidentes e incomodidad a la hora de manipular el dispositivo. Por lo anterior se evitó la disposición de uniones transversales en la zona inferior. En un principio se optó por el diseño de un sistema general de freno que bloqueara las 4 ruedas simultáneamente, pero por cuestiones de costo y facilidad de fabricación se consideró satisfactoria la implementación del freno inherente en las ruedas individuales.
Método RULA
Para realizar una estimación acerca de la ergonomía del prototipo se hace la implementación del método RULA para analizar la adopción de posturas continuas por parte del operario en relación al dispositivo, pues estas clasifican como carga estática postural y es uno de los factores de evaluación mas inportantes en cuanto a las condicones de trabajo. Con este método se analizan repetición de movimientos, trabajos musculares estáticos, fuerzas y posturas de trabajo.
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El método utiliza diagramas de posturas de cuerpo y tablas de puntuación para evaluar cuantitativamente las posturas.
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EL cuerpo se divide en dos grupos el grupo A incluye los miembros superiores y el grupo B los miembros inferiores.
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A cada miembro se le asigna una puntuación, luego a partir de los valores se asigna una puntuación global a cada grupo, posteriormente se modifican las puntuaciones globales por efectos de trabajo muscular y fuerzas aplicadas. Finalmente se obtiene un valor final que es proporcional al riesgo en la realización del trabajo.
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La flexión de brazos de da entre 20° y 45° de flexión con separación de hombros considerable.
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Se presenta flexión de antebrazo entre 60° y 90° sin separación considerable de antebrazo.
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La muñeca se mantiene en posición neutra respecto a flexión, sin giro o desviación considerables.
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Flexión entre 10° y 20° sen el cuello sin inclinación lateral.
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Se presenta flexión entre 0° y 20° en el tronco sin torsión o lateralización.
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El peso se distribuye simétricamente en posición erguida.
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Las posturas y cargas son dinámicas por lo que no se mantiene por periodos considerables de tiempo y no se consideran estáticas.
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Las fuerzas ejercidas son superiores a 10 kg pero intermitentes.
A partir de los resultados se concluye entonces que por el nivel de actuación presentado será necesario evaluar mas a fondo el diseño y considerar cambios para minimizar de manera mas satisfactoria los riesgos de operación. A pesar de esto los puntajes presentados para el proceso actualmente desarrollado son muy superiores y mucho mas críticos que los aplicados con el dispositivo en estudio por lo cual la evolución es un hecho y para futuras mejoras podrá ser aún mas beneficioso.
HORARIOS DE ATENCIÓN
El grupo 42 estará disponible para resolver sus dudas y comentarios, el miércoles 24 y jueves 25 de junio en el horario de 2pm - 6 pm y el viernes 26 de junio en el horario de 2pm - 4pm, en el siguiente link de meet:
