Las cortinas ópticas de seguridad son un dispositivo de protección sin contacto y con autocomprobación (AOPD) que se utiliza para proteger puntos peligrosos, zonas peligrosas y puntos de acceso a las máquinas. Si uno o varios haces de la cortina son interrumpidos por un objeto o una persona, se emite una señal de parada para detener cualquier movimiento peligroso y poner la máquina en reposo. Las aplicaciones típicas de las cortinas de luz de seguridad son las células robotizadas, las plantas de procesamiento automático, las líneas de transferencia, los sistemas de almacenamiento en estanterías y las cargadoras de palés.
Para comprender mejor cómo funcionan las cortinas de luz de seguridad, te presentamos algunas preguntas frecuentes. Descubre más sobre sus ventajas, limitaciones, funciones especiales y otros detalles en esta guía. Haz clic en la pregunta para ver la respuesta.
La cortina óptica de seguridad es una matriz de haces infrarrojos (invisibles). Consta de dos unidades:
La interrupción de un haz de la matriz provocará un cambio en las salidas de la cortina de luz de seguridad. Esto indica al sistema de seguridad que debe detener la máquina o el peligro hasta que se retire el obstáculo y se reinicie el sistema.
La configuración de la cortina de luz de seguridad proporciona un campo de protección específico para detectar objetos. El campo de protección viene definido por la altura y el alcance de protección.
Estas dos cifras definen el plano que puede supervisar la cortina de luz.
En la mayoría de las aplicaciones, la cortina de luz debe instalarse en posición vertical, creando una barrera virtual para detectar a las personas que intentan atravesarla. Sin embargo, también pueden montarse en posición horizontal, para detectar la presencia de personas en la zona de protección.
Las cortinas ópticas de seguridad son unos dispositivos de protección no separador que se utiliza para proteger zonas peligrosas. Detectan el paso de objetos y ordenan a la máquina que se detenga para evitar el peligro. Dado que no constituyen una barrera física, es necesario tener en cuenta que deben colocarse a una distancia adecuada del punto de peligro para garantizar que este se detenga a tiempo.
Las cortinas de luz de seguridad (o AOPD) pueden utilizarse siempre que:
Las máquinas y aplicaciones que cuenten con dispositivos de seguridad primarios no separadores, como las cortinas de luz de seguridad, deben evaluarse para garantizar que el dispositivo de seguridad se coloque a la distancia mínima de seguridad correcta, de acuerdo con la norma ISO 13855.
Este es un paso crucial en la selección e instalación del dispositivo de seguridad, ya que debe confirmarse que la situación de peligro haya desaparecido en el momento en que el operario active la función de seguridad y llegue al peligro protegido. Un parámetro necesario para esta evaluación es el tiempo de parada del equipo, que puede obtenerse realizando un análisis del tiempo de parada.
Un análisis del tiempo de parada requerirá un mínimo de diez mediciones del tiempo de respuesta de la máquina, teniendo en cuenta el tiempo de reacción del dispositivo de seguridad, el dispositivo de monitorización, los disparadores de salida, los motores de la máquina y otros factores.
La fórmula general de la norma ISO 13855 para la distancia mínima de seguridad es: S = (K x T) + C
donde S es la distancia mínima en mm, K es la velocidad de aproximación de la persona en mm/s, T es el tiempo total de parada en segundos y C es la distancia de intrusión.
Para las cortinas de luz de seguridad con resoluciones de entre 14 mm y 40 mm, debe utilizarse la siguiente fórmula:
Es posible descartar una cortina de luz de seguridad como opción de protección viable si el tiempo de parada es demasiado largo y la distancia mínima requerida resulta inviable para el área concreta alrededor del peligro de la máquina.
Para obtener más información, consulte nuestro artículo técnico: Cálculo de distancias de seguridad
Los términos «seguro para los dedos» y «seguro para las manos» hacen referencia a la resolución de la cortina de luz de seguridad.
La resolución es la distancia entre dos haces adyacentes y define la dimensión del perfil del objeto que se detectará de forma fiable al pasar por la matriz. La norma EN ISO 13855 establece los datos biométricos para la detección de dedos en 14 mm, para la detección de manos en 30 mm, para la detección de piernas en hasta 70 mm y para la detección de cuerpos en más de 70 mm.
Por lo tanto, una cortina óptica con una resolución de 14 mm detectará un dedo de tamaño medio, lo que la convierte en «segura para los dedos», mientras que una resolución de 30 mm detectará las manos y, por lo tanto, es «segura para las manos».
Resolución de 14 mm
detecta dedos y objetos de tamaño similar
Resolución de 30 mm
detecta manos y objetos de tamaño similar
Resolución de 30-40 mm
detecta brazos y objetos de mayor tamaño
Las siguientes normas se aplican a las cortinas de luz de seguridad:
IEC 61496-1:2020 - Seguridad de la maquinaria - Equipos de protección electrosensibles - Parte 1: Requisitos generales y ensayos
La norma IEC 61496-1:2020 especifica los requisitos generales para el diseño, la fabricación y los ensayos de los equipos de protección electrosensibles (ESPE) sin contacto, diseñados específicamente para detectar personas o partes del cuerpo humano como parte de un sistema relacionado con la seguridad. Se presta especial atención a los requisitos funcionales y de diseño que garantizan que se alcance un rendimiento adecuado en materia de seguridad.
Visite el sitio web de la IEC para obtener más información
IEC 61496-2:2020 -Seguridad de las máquinas. Equipos de protección electrosensibles. Parte 2: Requisitos particulares para equipos que utilizan dispositivos de protección optoelectrónicos activos (AOPD)
La norma IEC 61496-2:2020 especifica los requisitos para el diseño, la construcción y los ensayos de los equipos de protección electrosensibles (ESPE) diseñados específicamente para detectar personas como parte de un sistema relacionado con la seguridad, que emplean dispositivos de protección optoelectrónicos activos (AOPD) para la función de detección. Se presta especial atención a las características que garantizan que se alcance un rendimiento adecuado en materia de seguridad.
Visite el sitio web de la IEC para obtener más información
ISO 13855:2010 - Seguridad de la maquinaria. Colocación de los dispositivos de protección en función de las velocidades de aproximación de las partes del cuerpo humano
La norma ISO 13855:2010 establece la ubicación de los dispositivos de protección en función de las velocidades de aproximación de partes del cuerpo humano. Especifica parámetros basados en valores de velocidades de aproximación de partes del cuerpo humano y proporciona una metodología para determinar las distancias mínimas entre la zona de peligro y la zona de detección o los dispositivos de accionamiento de los dispositivos de protección.
Visite el sitio web de la ISO para obtener más información
Existen dos tipos de cortinas de luz de seguridad, tal y como se definen en la norma IEC 61496, que se distinguen por su funcionamiento.
Las cortinas de luz de seguridad de tipo 2 cuentan con una autocomprobación periódica, aunque pueden presentar fallos entre ciclos de prueba. Se pueden utilizar en situaciones de menor riesgo, hasta un nivel SIL2 o PLc; suelen ofrecer una gran distancia de detección y se consideran una solución más económica.
Las cortinas de luz de seguridad de tipo 4 cuentan con una autocomprobación activa que se lleva a cabo durante todo el funcionamiento y tienen una alta tolerancia a los fallos. Se utilizan en aplicaciones de alto riesgo y cumplen los requisitos para los niveles de seguridad más elevados, como SIL3 o PLe.
Se debe realizar una evaluación de riesgos basada en la norma ISO 12100 o similar para determinar qué tipo se necesita. Además, se pueden utilizar normas de seguridad como la IEC 61508 y la ISO 13849, que evalúan las funciones de seguridad de las máquinas, para definir un nivel SIL o un nivel de rendimiento (PL), lo que también determinará el tipo de cortina de luz requerido.
La diferencia radica en el número de haces y en la aplicación general de los dispositivos.
Las cortinas de luz de seguridad ofrecen una matriz de haces múltiples para su uso en aplicaciones en el punto de operación. Detectan los dedos o las manos que atraviesan el campo de protección y detienen el proceso de la máquina antes de que el operario pueda llegar a la zona de peligro. Las cortinas de luz de seguridad están disponibles con una resolución (espacio entre haces adyacentes) de 14 mm (detección de dedos) o 30 mm (detección de manos).
Las rejillas de seguridad son similares a las cortinas de seguridad, pero cuentan con una configuración de 2, 3 o 4 haces para su uso en aplicaciones de protección perimetral. Detectan la presencia de personas que atraviesan el campo de protección y se adentran en una zona de peligro. Las rejillas de seguridad están disponibles con alturas de campo de protección de 500 mm (2 haces), 800 mm (3 haces) o 900 mm (4 haces).
La barrera fotoeléctrica de seguridad emite un único haz y se utiliza en aplicaciones de detección de presencia. Detecta la presencia de personas que interrumpen el haz en una zona de peligro.
Las cortinas de luz de seguridad utilizan haces de luz (infrarrojos no visibles), por lo que se pueden utilizar espejos para desviar los haces y formar un campo de protección en forma de L o de U alrededor del perímetro o de una sección de un peligro o una máquina.
Hay que tener en cuenta algunas consideraciones especiales a la hora de colocar los espejos:
Tanto los escáneres láser de seguridad como las cortinas de luz de seguridad son dispositivos de seguridad que se utilizan en entornos industriales para proteger a los operarios de los riesgos, pero funcionan de manera diferente y se adaptan a distintas aplicaciones.
Los escáneres láser de seguridad utilizan tecnología láser para crear un campo de protección personalizable alrededor de una zona específica. Estos dispositivos emiten una serie de rayos láser en un patrón bidimensional en forma de abanico, que suele abarcar un ángulo de hasta 270 grados. El escáner supervisa continuamente el área comprendida dentro de este campo. Cuando un objeto o una persona entra en la zona de protección designada, el escáner láser detecta la intrusión y envía una señal para detener o reducir la velocidad de la maquinaria. Estos escáneres son muy adaptables, ya que sus zonas de detección pueden configurarse y programarse con precisión. Se utilizan a menudo en equipos móviles, como los vehículos guiados autónomos (AGV), o en espacios de trabajo complejos con distribuciones irregulares, donde la flexibilidad y el control detallado de las zonas son esenciales.
Las cortinas de luz de seguridad consisten en una serie de haces de luz infrarroja dispuestos entre dos unidades: un transmisor y un receptor. Estos haces forman una «cortina» que, cuando se interrumpe, activa una respuesta, normalmente la parada de la maquinaria para evitar accidentes. Las cortinas de luz se utilizan habitualmente en aplicaciones en las que los operarios necesitan acceder con frecuencia a la maquinaria, como las células de trabajo robóticas o las líneas de montaje. Los haces están muy próximos entre sí, creando una pared invisible que detecta cualquier objeto de tamaño superior a la distancia entre haces. Aunque ofrecen una excelente protección para zonas lineales, las cortinas de luz son menos versátiles a la hora de cubrir áreas de forma irregular en comparación con los escáneres láser.
En resumen, la principal diferencia radica en su cobertura y en su idoneidad para cada aplicación. Los escáneres láser son ideales para zonas complejas y personalizables, así como para aplicaciones móviles, mientras que las cortinas de luz son muy adecuadas para proteger áreas lineales bien definidas que requieren un acceso frecuente por parte del operario. Ambos dispositivos son fundamentales para mejorar la seguridad, pero desempeñan funciones distintas en función de la configuración del espacio de trabajo y las necesidades operativas.
Las cortinas de luz de seguridad son una opción viable para la protección de puntos de operación o perímetros. Elegir la más adecuada no es demasiado complicado, una vez que se ha llevado a cabo una evaluación exhaustiva de los riesgos. Resulta útil definir el tipo, la resolución, el campo de protección y los modos de funcionamiento especiales que requiere tu aplicación.
Tipo
Existen dos tipos de AOPD, definidos por la norma IEC 61496.
El tipo 2 cuenta con una autocomprobación periódica y se utiliza en situaciones de menor riesgo, hasta un nivel SIL2 o PLc, y suele ofrecer una gran distancia de detección. Se considera una solución de menor coste.
El tipo 4 cuenta con una autocomprobación activa que se lleva a cabo durante todo el funcionamiento. Dado que tienen una alta tolerancia a los fallos, se utilizan en aplicaciones de alto riesgo y cumplen los requisitos para los niveles de seguridad más altos, como SIL3 o PLe.
La evaluación de riesgos determinará el nivel de integridad de seguridad (SIL) o el nivel de rendimiento (PL) que debe alcanzarse.
Resolución
La resolución es la distancia entre haces consecutivos, o el tamaño del objeto que se detectará al atravesar el campo de protección. Este tamaño, que suele indicarse en milímetros, determina si el dispositivo puede utilizarse para aplicaciones en el punto de operación o para la protección perimetral. La resolución puede influir en la proximidad que debe tener el campo de protección respecto al peligro.
Campo de protección
El campo de protección es el plano en el que los haces infrarrojos se desplazan desde el emisor hasta el receptor, y que detectará cualquier objeto que lo atraviese. Debe tener una altura y una anchura (alcance) suficientes para que los operarios no puedan pasar por encima, por debajo ni rodearlo para acceder al peligro.
Funciones especiales y modos de funcionamiento
Existen numerosas funciones especiales y modos de funcionamiento disponibles. Una zona de peligro de gran extensión puede requerir un reinicio con doble confirmación. Si es necesario que los materiales atraviesen el campo de protección, pero se debe impedir que el personal lo cruce, puede ser necesario utilizar las funciones de supresión o silenciamiento.
Para obtener información más detallada, consulte nuestro artículo técnico: Guía de selección para cortinas ópticas
El «blanking» y el «muting» son dos funciones de seguridad distintas en los sistemas de cortinas fotoeléctricas que se utilizan en entornos industriales para gestionar la seguridad sin detener la productividad de forma innecesaria. Ambas son esenciales en aplicaciones en las que determinados objetos o materiales deben atravesar la cortina fotoeléctrica sin activar una respuesta de seguridad.
El «blanking» permite desactivar o ignorar intencionadamente determinados haces de luz de una cortina de seguridad, lo que permite que objetos de un tamaño o forma predeterminados pasen a través de ella sin interrumpir el funcionamiento de la máquina. Existen dos tipos de «blanking»: fijo y flotante. El «blanking» fijo desactiva de forma permanente haces específicos, normalmente para una obstrucción en el campo que no se mueve, como una cinta transportadora. El «blanking» flotante ignora la obstrucción de uno o más haces para permitir el movimiento dentro de un área específica, lo que permite que los objetos atraviesen zonas en movimiento. El «blanking» flotante se utiliza cuando el material que entra en el campo de protección puede desplazarse con el tiempo, como el alambre que se enrolla en una bobina. El «blanking» requiere una configuración cuidadosa para garantizar que solo entren los elementos o piezas deseados, ya que permite que haya huecos en el área protegida y el «blanking» flotante puede alterar efectivamente la resolución.
El muting es una función de derivación temporal en la que toda la cortina de luz se desactiva momentáneamente para permitir que los objetos pasen sin activar una parada de emergencia. Esta función utiliza sensores adicionales que detectan el objeto e inician el muting durante un breve periodo, tras el cual la cortina de luz reanuda su función de seguridad completa. El muting se utiliza habitualmente en sistemas automatizados en los que los materiales deben entrar o salir de una zona peligrosa de forma segura, como en operaciones de paletización o en zonas de carga y descarga robotizadas. Mediante el uso del silenciamiento, los operadores se aseguran de que solo pasen los artículos designados, y no personal no autorizado.
En resumen, el bloqueo se utiliza cuando es necesario desactivar haces selectivos, mientras que el silenciamiento proporciona una omisión total y temporal. Ambas funciones mejoran la productividad al permitir un flujo de material controlado y seguro a través de las barreras de seguridad, reduciendo los tiempos de inactividad innecesarios en los procesos industriales automatizados.
Schmersal ofrece varias opciones de indicadores de estado para nuestras cortinas de luz de seguridad.
La tapa del extremo de la unidad receptora está fabricada en plástico semitransparente e iluminada por LED. Esto permite ver claramente el estado de funcionamiento incluso desde lejos.
Los distintos colores indican el estado:
Para nuestros modelos SLC440 y SLC445, ofrecemos una pantalla de siete segmentos y seis indicadores LED de estado integrados en la parte frontal de la unidad receptora.
La pantalla de siete segmentos indica la alineación y la intensidad de la señal en el modo de configuración. Durante la programación, muestra los códigos que indican las funciones y la activación. Durante el funcionamiento, muestra los códigos de error.
Los 6 LED de estado muestran varios iconos que indican: OSSD activado (verde), OSSD desactivado (rojo), Reinicio (amarillo), Recepción de señal (naranja), Supresión (azul) e Información (amarillo verdoso).
El BLE, que ahora es una característica estándar integrada en todos los modelos SLC440 y SLC440COM, utiliza el sistema BluetoothTM Low Energy, que permite una transmisión segura de datos hasta 5 metros. Se puede acceder a los datos transmitidos a través de la aplicación SLC Assist de Schmersal, disponible para smartphones y tabletas con Android e iOS.
Ventajas de la interfaz de datos:
Existen varios métodos para alinear una cortina de luz de seguridad:
1: Medición de esquina a esquina
Si se realiza la medición siguiendo un patrón en forma de X, si las dos medidas son iguales, significará que el emisor y el receptor están paralelos y bien alineados.
2: Herramienta de alineación con láser visible
Muchos fabricantes ofrecen un accesorio que proporciona un láser visible para alinear el emisor y el receptor. Coloca el dispositivo en la parte superior e inferior tanto del emisor como del receptor para garantizar una alineación perfecta.
3: Herramientas de alineación integradas
Schmersal ofrece varias funciones integradas para facilitar la alineación:
La pantalla de 7 segmentos disponible en los modelos SLC440 y SLC445: en el modo de configuración, la pantalla de 7 segmentos mostrará tres líneas para indicar el nivel de alineación.
Nuestras cortinas de luz cuentan con un extremo con LED: durante el modo de configuración, el extremo parpadeará hasta que el emisor y el receptor estén correctamente alineados.
Interfaz Bluetooth disponible en los modelos SLC440COM y SLC440: la cortina de luz enviará datos en tiempo real a su teléfono o tableta y puede indicar el estado de la alineación, haz por haz, así como una valoración de tres estrellas sobre la calidad de la intensidad de la señal.
Aquí tiene un breve vídeo sobre «Alineación básica de cortinas de luz de seguridad»:
Los modos de funcionamiento de un AOPD deben definirse de acuerdo con el análisis de riesgos de una máquina.
Modo automático / modo de protección
El modo de protección pone las salidas del AOPD en estado ON (campo de protección no interrumpido), sin que sea necesaria la activación externa de un dispositivo de conmutación. Este modo de funcionamiento provoca un reinicio automático de la máquina si el campo de protección no se interrumpe y solo debe seleccionarse junto con el bloqueo de reinicio de la máquina.
Bloqueo de reinicio (reinicio manual)
El bloqueo de reinicio (reinicio manual) impide la habilitación automática de las salidas (estado «ON» de los OSSD) tras la conexión de la tensión de funcionamiento o una interrupción del campo de protección. El sistema solo pone las salidas en estado «ON» cuando un dispositivo de mando externo genera una señal de habilitación en la entrada de reinicio (receptor).
Bloqueo de reinicio con doble confirmación/reinicio
En aplicaciones con control de acceso, a menudo no es posible tener una visión completa de las zonas peligrosas; a pesar de ello, el reinicio del dispositivo de mando para el bloqueo de reinicio fuera de la zona peligrosa por parte de terceros está habilitado en todo momento. Esta situación de riesgo de una puesta en marcha inesperada puede evitarse mediante un doble reinicio, es decir, la integración de un dispositivo de mando dentro y otro fuera de la zona peligrosa.
Modo cíclico
El modo cíclico, también conocido como «Presence Sensing Device Initiation» (PSDI), permite utilizar la cortina de luz de seguridad como dispositivo de control de la máquina. La programación de la máquina prevé que el campo de protección se interrumpa entre ciclos de la máquina, para colocar o retirar materiales. La máquina iniciará el siguiente ciclo una vez que se restablezcan los haces. Esta función no debe anular la función principal de la cortina: si el campo de protección se interrumpe durante el ciclo de la máquina, el movimiento peligroso se detiene y la máquina pasa a un estado de enclavamiento hasta que se restablezca la seguridad.
Modo de configuración
Antes de poner en servicio un AOPD, debe determinarse la mejor alineación posible de los sensores. El modo de configuración muestra la calidad de la configuración durante la instalación de los sensores. La visualización se realiza a través de un display de 7 segmentos, un indicador de estado u, opcionalmente, mediante un smartphone con la aplicación «SLC Assist».
Inspecciones periódicas
Se debe realizar una inspección visual y una prueba de funcionamiento periódicas, que incluyan los siguientes pasos:
Inspección semestral
Se deben comprobar los siguientes puntos cada seis meses o si se modifica algún ajuste de la máquina.
En esta presentación destacamos los conceptos fundamentales que subyacen a estos dispositivos de protección no separadores, con el fin de proporcionarle los conocimientos necesarios para seleccionar la cortina de luz adecuada para su aplicación y comprender las ventajas de las líneas de productos de cortinas de luz de seguridad de Schmersal.
Presentada por: Dawn Etta | Duración: 1 hora
A continuación se muestran las distintas series de cortinas de luz de seguridad, rejillas y barreras disponibles en Schmersal.
Pasa el cursor por encima de las imágenes para obtener más detalles. Haz clic para consultar la información técnica en nuestro catálogo en línea.
