El objetivo principal de este proyecto fue conocer, medir y valorar, desde un punto de vista ergonómico, las actuaciones necesarias a llevar a cabo para el accionamiento manual del arco desde su posición segura en vertical hasta la horizontal y viceversa.
El trabajo se desarrolló en cinco fases consecutivas, que se describen a continuación:
- Fase 1. Visita a empresas concesionarias de diferentes modelos de tractor con arco abatible manualmente.
- Fase 2. Estudio y observación del sistema y elección de las herramientas de medida.
- Fase 3. Creación de una ficha de recogida de datos.
- Fase 4. Ensayos y mediciones.
- Fase 5. Análisis de los resultados y conclusiones.
En este trabajo se estudia esta actividad en distintos modelos de tractor, prestando especial atención a: tiempos de vuelco de un tractor, el volumen de seguridad para que no gire más de 90 grados y no se produzca atrapamiento del conductor se garantiza mediante tres tipos de estructuras autorizadas, la cabina, el pórtico y el arco de seguridad. También se estudia los esfuerzos permitidos del movimiento del arco según la OCDE.
Se pone en evidencia la necesidad de automatización y se justifican los trabajos anteriores para el diseño y fabricación de un dispositivo de accionamiento automático, su montaje en maqueta y tractor real y la creación de escenarios de realidad virtual para realizar ensayos de su efectividad frente al modelo clásico de accionamiento.
Se ha realizado una ficha utilizando la base de datos de Excel para facilitar la recogida de la información, el análisis de resultados y las conclusiones.
Los datos a tomar fueron:
Marca
Modelo
Con ello se pretende:
-Ver si hay correspondencia entre equipos de la misma marca; como por ejemplo si se sigue alguna geometría específica para los arcos, si se utiliza un material en concreto…
-Ver si hay diferencias entre modelos más antiguos y otros más modernos, dentro de la misma marca de tractor.
Características y propiedades del arco: Peso, dimensiones, geometría, material
Se trata de una fuente de discusión interesante, ya que en función de estas propiedades será más o menos complicado su accionamiento.
Para la medida el peso, se construyó un aparejo como el que se muestra en la figura.
El material es una parte menos importante, ya que la gran mayoría de tractores utilizan el acero al carbono con alguna aleación más específica.
Mecanismos del arco: Pasadores, bulones, bisagras, tornillos
En la mayoría de casos se encontrará un mecanismo simple de bulones con pasadores. Pero resulta interesante conocer diversos aspectos:
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Si existe holgura en el agujero del bulón.
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Si tiene cadena de sujeción, tanto bulón como pasador.
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Si hay hueco suficiente para introducir el pasador cómodamente en su orificio.
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Tipo de pasador
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Dimensiones del pasador
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Dimensiones del bulón.
Mediciones: tiempo de operación y fuerzas implicadas, se midieron el tiempo necesario para realizar la operación completa de subida del arco y las fuerzas implicadas desde su posición horizontal y viceversa.
La maniobra implica las acciones: parar el tractor, soltar el cinturón de seguridad, bajar del asiento, soltar un pasador que fija un bulón, sacar el bulón, dar la vuelta al tractor, soltar el pasador del otro lado, sacar el otro bulón, cambiar el arco de posición (vertical u horizontal), introducir de nuevo el bulón y el pasador, volver a cambiar de lado, introducir el otro bulón y su pasador, subir de nuevo al tractor, ponerse de nuevo el cinturón de seguridad y volver a arrancar para emprender de nuevo la tarea.
Finalmente se prestó atención a los lugares del tractor disponibles para la instalación de un mecanismo auxiliar de accionamiento automático, concretamente se prestó atención a la existencia de espacio, lugares de anclaje, mecanismos de enganche del arco necesarios según geometría y cableado para alimentación.
Incluyendo este dispositivo se eliminan los riesgos ergonómicos que conlleva la realización de los pasos descritos anteriormente para la acción de levantar o bajar el arco.
Por último se ha seguido el procedimiento descrito en el Code 6 de la OCDE en su versión de 2016, sobre los ensayos de medida de esfuerzo para el movimiento del arco.
En dicho procedimiento, que consiste en la medida de la fuerza en unas condiciones bien definidas se establece una clasificación en tres categorías
Zona I: zona de confort
Zona II: zona accesible sin inclinación hacia adelante del cuerpo
Zona III: zona accesible con inclinación hacia adelante del cuerpo
La fuerza aceptable para el accionamiento de la ROPS depende de la zona accesible como se muestra en la Tabla.
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Tras la ejecución de los ensayos, se evaluará si las fuerzas son aceptables y en qué zona se sitúan.
En las figuras se muestras dos imágenes del procedimiento de medida de la fuerza, en las que se aprecia el dinamómetro empleado y el aparejo utilizado.
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En la Tabla se muestran los resultados de los ensayos sobre 13 tractores diferentes
Para cada uno de los tractores se han tomado las medidas del arco y una serie de fotografías de detalle que se muestran en las siguientes figuras con el fin de completar los requerimientos comentados en la ficha de datos
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Detalle del bulón
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Detalle del pasador
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Esquema del arco
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Esquema de dimensiones
Para la discusión de resultados se va a proceder de la siguiente manera:
1.- Objetos del estudio. En este caso los distintos tractores, trece en total.
2.- Elección de los criterios de ponderación.
3.- A cada uno de los criterios de ponderación se le asignará un valor. La suma total deberá sumar 1
4.- Para cada modelo de tractor ensayado, se aplica una puntuación de satisfacción.
Este método denominado Método Scoring es ideal para el análisis de resultados en función de unos criterios de ponderación previamente establecidos.
Por medio de este modelo y de la ayuda de tablas y gráficos se procederá al análisis de los resultados obtenidos.
Los criterios de ponderación serán los siguientes:
1.- Forma de anclaje del arco con el tractor (0,05)
2.- Posible ubicación del cilindro (0,2)
3.- Espacio de entrada/salida del conductor (0,05)
4.- Peso arco desde el frontal (0,2)
5.- Peso arco desde el lateral (0,1)
6.- Tiempo de subida del arco (0,2)
7.- Tiempo de bajada del arco (0,2)
Total 1
Los aspectos que más afectan a la ergonomía del accionamiento del arco son la geometría y el peso desde la parte frontal del tractor, los tiempos de subida y bajada del arco y el estudio de la posible ubicación de un cilindro hidráulico para elevar/bajar el arco.
Geometría y peso del arco
Todos los arcos estudiados en este estudio son de material acero al carbono y de sección cilíndrica o cuadrada.
Lo deseable es que el peso sea el menor posible, de manera que la maniobra de subida y bajada sean más fáciles de realizar y suponga un menor esfuerzo al conductor.
Cambiar de material por materiales más ligeros de igual resistencia mecánica es un aposibilidad que mejoraría el accionamiento.
Tiempos de subida y bajada del arco abatible
En cuanto a los tiempos de subida y bajada son varios los factores que afectan: peso del arco, mecanismo de abatimiento, estado de los bulones, estado de los pasadores, estado de oxidación y/o corrosión del propio arco…
Posible ubicación de un cilindro hidráulico
La instalación de un mecanismo hidráulico para facilitar las maniobras de elevación y descenso del arco es la mejor solución. Se puede aprovechar el propio circuito hidráulico del motor del tractor o realizar una instalación de aceite hidráulico solo para el uso del cilindro.
Gil J. 1998. Elementos hidráulicos en los tractores y máquinas agrícolas.
John Deere. 1974. Seguridad en la maquinaria agrícola. Manuales FMO.
INSL. Manual de prevención de riesgos laborales en el sector agrario. Instituto Navarro de Seguridad Laboral.
CARM. Resumen estadístico mensual de Siniestralidad Laboral (RESL) del Instituto de Seguridad y Salud Laboral de la Región de Murcia.
Manual de software Fluidsim.
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