Bienvenido al Módulo Digital de Seguridad
Este módulo ha sido diseñado para que conozcas los riesgos, las normas de seguridad y los procedimientos de operación del Laboratorio de Hidráulica y Neumática del Departamento de Tecnologías de Ingeniería (TEIN) de la Universidad de Puerto Rico en Carolina, antes de tu primera sesión práctica.
El laboratorio MA-110 utiliza sistemas FESTO Didactic que operan con aceite hidráulico a presión y aire comprimido. Ambos fluidos bajo presión pueden ser LETALES si no se manejan correctamente. Este módulo es un requisito obligatorio para operar cualquier estación del laboratorio.
Tiempo estimado
45 – 60 minutos para completar todas las secciones y el cuestionario de verificación.
Requisito de aprobación
Debes obtener un mínimo de 8 de 10 en el cuestionario para ser autorizado a operar las estaciones. Tienes 2 intentos disponibles.
Estándares cubiertos
OSHA 29 CFR 1910 · NFPA 30 · ASME B31.3 · ANSI Z535 · IEC 61511
Badge de competencia
Al aprobar recibirás un badge digital de Seguridad en Hidráulica y Neumática — TEIN · UPR Carolina.
El sistema de entrenamiento ha sido desarrollado y producido exclusivamente para educación en el campo de la automatización y tecnología. Las compañías de entrenamiento deben asegurar que todos los estudiantes observen las precauciones de seguridad descritas en los manuales TP 101 (Neumática) y TP 501 (Hidráulica).
Criterio f
Acreditación — Criterio f de ABET
Al finalizar este módulo, el estudiante habrá trabajado con el Criterio f de ABET: "Familiaridad con y uso de códigos, especificaciones y estándares de la industria." Al interactuar con OSHA 29 CFR 1910, NFPA 30, ASME B31.3 e IEC 61511, el estudiante desarrolla la familiaridad con documentación normativa que sustenta la práctica profesional responsable en los sectores farmacéutico y manufacturero de Puerto Rico.
Alertas de Seguridad
Antes de comenzar cualquier actividad en este laboratorio, debes reconocer los siguientes niveles de alerta. Estas clasificaciones siguen el estándar ANSI Z535.
| Nivel | Símbolo | Significado |
|---|---|---|
| PELIGRO | ⛔ | Situación que CAUSARÁ muerte o lesión grave si no se evita. |
| ADVERTENCIA | ⚠️ | Situación que PUEDE CAUSAR muerte o lesión grave. |
| PRECAUCIÓN | ⚡ | Situación que puede causar lesión leve o daño al equipo. |
| NOTA / AVISO | 📝 | Información de seguridad importante. |
Alertas Críticas de este Laboratorio
El aceite hidráulico Divinol HLP-22 puede ser inyectado bajo la piel si se intenta bloquear una fuga con la mano o los dedos. Esta lesión parece menor pero causa NECROSIS severa y requiere CIRUGÍA INMEDIATA. Si sospechas inyección de fluido, ve a emergencias sin importar cuán pequeña luzca la herida.
Los depósitos de aire (FESTO 160233) y las mangas hidráulicas pueden mantener presión peligrosa DESPUÉS de apagar el sistema. NUNCA desconectes mangas ni componentes sin verificar que todos los manómetros marcan 0 PSI y haber aplicado el procedimiento LOTO completo.
La estación cuenta con 1 botón E-Stop (EATON 281406 – rojo, tipo hongo). Identifica su ubicación ANTES de operar cualquier equipo. Si observas fuga, sonido inusual, movimiento errático de cilindro o cualquier condición anormal — presiona el E-Stop INMEDIATAMENTE e informa al/la profesor/a.
Una manga neumática con extremo abierto bajo presión superior a 2 bar (30 psi) puede moverse violentamente causando trauma craneal severo o pérdida de visión. NUNCA dejes un tubo abierto conectado al manifold con presión activa.
El aceite hidráulico derramado es extremadamente resbaladizo — más que el agua. Limpia INMEDIATAMENTE cualquier derrame usando trapos o material absorbente. NUNCA uses agua. Señaliza el área mientras limpias.
Los cilindros (FESTO 152888) pueden activarse inesperadamente. NUNCA coloques manos, herramientas ni objetos dentro del radio de acción del vástago. Siempre instala la cubierta protectora del cilindro antes de operar.
La operación neumática genera niveles de ruido que pueden superar 85–90 dBA. El uso de tapones auditivos es obligatorio durante pruebas con escapes rápidos o múltiples actuadores activos simultáneamente.
Descripción del Laboratorio y Equipos
El Laboratorio de Hidráulica y Neumática del Departamento de Tecnologías de Ingeniería (TEIN) está ubicado en el salón MA-110. La capacidad máxima es de 15 estudiantes por sección. Forma parte del Grado Asociado en Tecnología en Ingeniería Mecánica (TIME) y del Bachillerato en Tecnología en Ingeniería Mecatrónica. Las prácticas tienen una duración de 4.5 horas, generalmente martes y jueves.
Sistemas FESTO Didactic cubiertos
- TP 501 – Hidráulica (Básico)
- TP 101 – Neumática (Básico)
- Electroneumática / Electrohidráulica
Inventario de Equipos Principales
| Componente | Modelo FESTO | Cant. | Función |
|---|---|---|---|
| Unidad de Potencia Hidráulica (HPU) | 152962 | 1 | Presuriza el aceite para los circuitos hidráulicos |
| Unidad de Mantenimiento FRL | 185736 | 3 | Filtrar, regular y lubricar el aire comprimido |
| Cilindros Simple/Doble Efecto | 152888 | 22 | Generan movimiento lineal con aire u aceite |
| Válvulas Direccionales (3/2, 5/2) | 152860 / 567198 | 42 | Dirigen el flujo de aire u aceite |
| Válvulas de Bloqueo (Check) | 193967 | 14 | Impedir retorno de flujo / bloqueo |
| Manómetros Analógicos | 8088985 / 573042 | 21 | Lectura de presión en PSI/Bar |
| Módulo PLC | 1677856 | 3 | Lógica eléctrica de control de 24V DC |
| Depósito de Aire | 160233 | 4 | Almacena aire para compensar fluctuaciones |
| Motor de Aire Comprimido | 4645172 | 4 | Convierte energía neumática en movimiento rotativo |
| Botón Paro de Emergencia | EATON 281406 | 1 | Corte total de energía del sistema |
| Banco de Trabajo (T-Slot) | 184466 | 6 | Soporte mecánico para montaje de componentes |
| Sensor de Presión Digital | 572745 | 4 | Monitoreo de presión en el PLC |
| Generador de Vacío y Ventosas | 536804 / 573043 | 6+6 | Manipulación de piezas por succión |
| Fuente de Alimentación DC | 636GAX | 3 | Provee 24V DC estable al sistema de control |
| Multímetro | DMM20 – Hyper Tough | 3 | Medir voltaje, corriente y resistencia |
Peligros por Equipo
Cada equipo del laboratorio MA-110 presenta riesgos específicos. Identifícalos antes de operar cualquier estación.
3.1 Peligros por Fluido Hidráulico
- NUNCA intentes cubrir una fuga de fluido presurizado con ninguna parte del cuerpo. Apaga la HPU inmediatamente.
- NUNCA hagas ni retires una conexión cuando el circuito hidráulico esté bajo presión.
- NUNCA repares fugas con el sistema bajo presión. Detén la HPU, libera la presión, y entonces repara.
- Inspecciona el sistema antes de encenderlo: ningún conector debe tener fugas.
- Instala SIEMPRE la cubierta del cilindro antes de operarlo.
- Limpia el aceite derramado inmediatamente. Usa trapos, NO arena granular.
| Equipo | Riesgo | Consecuencia potencial | Nivel |
|---|---|---|---|
| HPU – Unidad Hidráulica (152962) | Superficies calientes, ruido >85 dB | Quemaduras térmicas, daño auditivo | ⛔ PELIGRO |
| Aceite Divinol HLP-22 | Inyección a alta presión | Necrosis – requiere cirugía inmediata | ⛔ PELIGRO |
| Mangas hidráulicas (570357) | Latigazo / desconexión bajo presión | Trauma ocular, laceraciones severas | ⛔ PELIGRO |
| Cilindros hidráulicos (152888) | Atrapamiento / energía residual | Aplastamiento, amputación | ⚠️ ADVERT. |
| Válvulas de bloqueo (193967) | Presión atrapada (Hydraulic Lock) | Proyección súbita del vástago | ⚠️ ADVERT. |
| Aceite en el piso | Derrame resbaladizo | Caídas, fracturas | ⚠️ ADVERT. |
3.2 Peligros por Aire Comprimido
- NO intentes bloquear líneas de aire comprimido con los dedos o manos.
- NUNCA aprietes fugas con el sistema bajo presión. Detén el suministro, libera la presión, luego repara.
- NUNCA coloques los cilindros donde puedan quedar atrapados entre partes rígidas.
- NUNCA liberes aire comprimido cerca de cavidades del cuerpo.
- NO dejes un tubo abierto conectado al manifold con presión activa.
- EVITA la exposición continua al ruido de escape. Usa protección auditiva.
| Equipo | Riesgo | Consecuencia potencial | Nivel |
|---|---|---|---|
| Línea de cobre / Manifold | Ruptura explosiva por oxidación | Laceraciones severas, proyectiles | ⛔ PELIGRO |
| Mangas neumáticas (570357) | Latigazo por desconexión súbita | Trauma craneal, pérdida de visión | ⛔ PELIGRO |
| FRL – Unidad Mantenimiento (185736) | Explosión por sobrepresión | Traumatismos múltiples | ⚠️ ADVERT. |
| Depósito de Aire (160233) | Presión residual post-apagado | Activación inesperada de actuadores | ⚠️ ADVERT. |
| Cilindros neumáticos (152888) | Activación inesperada del vástago | Atrapamiento, fracturas | ⚠️ ADVERT. |
| Motor de Aire (4645172) | Eje rotatorio expuesto | Atrapamiento de ropa/cabello | ⚠️ ADVERT. |
| Escapes neumáticos | Ruido >90 dBA | Daño auditivo permanente | ⚡ PRECAUC. |
3.3 Peligros Eléctricos
| Equipo | Riesgo | Consecuencia potencial | Nivel |
|---|---|---|---|
| Fuente DC 24V (636GAX) | Cortocircuito, sobrecarga | Quemaduras, choque eléctrico | ⛔ PELIGRO |
| PLC / Relés (1677856 / 162241) | Cortocircuito por fluidos | Falla de control, choque eléctrico | ⚠️ ADVERT. |
| Cables tipo banana | Tropiezos, desconexión crítica | Caídas, pérdida de control | ⚠️ ADVERT. |
| Multímetro (DMM20) | Medir voltaje en modo amperios | Cortocircuito, arco eléctrico | ⚠️ ADVERT. |
| Paneles eléctricos abiertos | Contacto con conductores vivos | Electrocución | ⚡ PRECAUC. |
Equipo de Protección Personal (EPP)
OSHA 29 CFR 1910.132-138 y los manuales FESTO Didactic requieren:
• Gafas de seguridad ANSI Z87.1 con protección lateral: SIEMPRE
• Ropa de trabajo cerrada (sin mangas sueltas ni ropa holgada): SIEMPRE
• Calzado cerrado antideslizante: SIEMPRE
Los estudiantes sin EPP adecuado NO serán permitidos operar los equipos. Los EPP que se utilizarán en las actividades de laboratorio serán anunciados por el/la profesor/a.
Matriz de EPP por Actividad
| EPP Requerido | Estándar | Hidráulica | Neumática | Eléctrica |
|---|---|---|---|---|
| Gafas seg. ANSI Z87.1 (lateral) | ANSI Z87.1 | ✅ | ✅ | ✅ |
| Gafas protectoras sello cerrado | ANSI Z87.1 D3/D4 | ✅ | — | — |
| Protección auditiva | ANSI S12.6 | — | ✅ | — |
| Guantes de nitrilo/neopreno | EN 374 / ANSI 105 | ✅ | — | — |
| Guantes dieléctricos Clase 00 | ASTM D120 | — | — | ✅ |
| Bata/ropa de trabajo | ASTM F903 | ✅ | ✅ | ✅ |
| Calzado cerrado antidesliz. | ASTM F2913 | ✅ | ✅ | ✅ |
| Botas punta de acero | ASTM F2413 | ✅ | — | — |
Reglas de EPP en el Laboratorio
- Inspecciona visualmente tu EPP antes de cada sesión. Descarta gafas rayadas o guantes rotos.
- Las gafas de sol o gafas graduadas NO reemplazan las gafas de seguridad ANSI Z87.1.
- Usa ropa de trabajo cerrada. Prohibido ropa suelta, mangas anchas o cabello suelto cerca de partes rotativas.
- El EPP defectuoso debe reportarse al/la profesor/a inmediatamente para reemplazo.
- FESTO especifica: "Siempre usa gafas de seguridad con protección lateral al trabajar con fluidos y aire comprimido."
Procedimientos de Operación Segura
Todos los procedimientos deben seguirse en el orden indicado. Cualquier desviación debe ser aprobada por el/la profesor/a.
5.1 Unidad de Potencia Hidráulica (HPU 152962)
Verifica que TODOS los componentes y mangas estén firmemente conectados y que no exista ninguna fuga. El aceite bajo presión que se derrama al encender crea superficies resbaladizas y riesgo de incendio.
- Verificar nivel de aceite en el visor del depósito.
- Inspeccionar todos los manómetros — deben marcar 0 PSI con el sistema apagado.
- Verificar que todas las mangas estén firmemente conectadas (acoples en posición 'click').
- Confirmar que el botón E-Stop no esté activado (girarlo si está presionado).
- Encender la HPU desde el selector del panel de control.
- Aumentar la presión gradualmente, monitoreando el manómetro principal.
- NUNCA exceder la presión máxima del experimento según instrucciones.
- Mantener manos alejadas de mangas y actuadores durante la operación.
- Reducir la presión al mínimo girando la válvula de alivio.
- Apagar la HPU desde el panel de control.
- Esperar hasta que TODOS los manómetros marquen 0 PSI antes de tocar mangas.
- Mover las palancas de las válvulas en todas las posiciones para liberar presión residual.
- Solo entonces desconectar las mangas, sujetando ambos extremos firmemente.
5.2 Sistema Neumático — FRL (185736)
Las mangas solo deben conectarse y desconectarse cuando el circuito neumático NO está bajo presión. Cuando el tubo no selle correctamente, córtale aproximadamente 12 mm (½ pulgada) del extremo desgastado con un cortador de tubo.
- Drenar el condensado del filtro del FRL abriendo la válvula de drenaje inferior.
- Verificar que la presión en el manómetro del FRL esté en 0 PSI.
- Conectar los tubos empujándolos firmemente hasta escuchar el 'click' de bloqueo.
- Abrir la válvula principal de aire comprimido LENTAMENTE.
- Ajustar la presión en la FRL jalando el cabezal negro hacia arriba y girando al signo '+'.
- Empujar el cabezal hacia abajo para bloquear la presión configurada.
- Operar DENTRO de los límites del experimento. Trabajar a la presión mínima necesaria.
- Girar la perilla de la FRL hacia '−' (presión cero).
- Cerrar la válvula principal de suministro de aire.
- Activar las válvulas direccionales manualmente para purgar el aire residual.
- Verificar que todos los manómetros marquen 0 PSI antes de desconectar mangas.
5.3 Cilindros Neumáticos e Hidráulicos (152888)
- SIEMPRE instala la cubierta protectora del cilindro antes de energizarlo. Sin guarda = riesgo de aplastamiento.
- NUNCA coloques un cilindro donde pueda quedar atrapado entre partes rígidas.
- Comienza con las válvulas de flujo casi cerradas y aumenta la velocidad gradualmente.
- Mantén manos y objetos fuera del radio de acción del vástago en todo momento.
- Vacía el aire/aceite residual antes de tocar el cilindro con el sistema apagado.
5.4 Criterios de Parada de Emergencia
| Sistema | Condición de Parada Inmediata |
|---|---|
| HPU Hidráulica | Ruido inusual en la bomba · Temperatura excesiva del aceite · Fuga visible de fluido |
| Sistema Neumático | Caída súbita de presión · Sonido de fuga fuerte · Vibración violenta de línea |
| Cilindros | Movimiento errático del vástago · Fuga audible en sellos · Bloqueo mecánico |
| Eléctrico | Olor a quemado · Luces SF encendidas · Pérdida de control de actuadores |
| Manómetros | No retorna a cero al despresurizar · Cristal fracturado · Aguja trabada |
| Mangas | Fuga o silbido constante en acople · Abultamiento visible bajo presión |
Bloqueo y Etiquetado (LOTO)
El procedimiento LOTO DEBE aplicarse antes de cualquier intervención en equipos hidráulicos, neumáticos o eléctricos. La activación inesperada de un cilindro bajo presión puede causar amputaciones. La energía residual en mangas puede inyectar fluido bajo la piel.
Fuentes de Energía en MA-110
Alimentación principal 120V AC
Control eléctrico 24V DC
Suministro de aire comprimido
Aire almacenado en depósitos FESTO 160233
HPU (Unidad de Potencia)
Presión atrapada en mangas y cilindros
Procedimiento LOTO — Paso a Paso
| # | Paso | Descripción |
|---|---|---|
| 1 | Preparación | Identificar todas las fuentes de energía. Notificar al/la profesor/a y compañeros de estaciones adyacentes. |
| 2 | Apagado | Detener cualquier ciclo en proceso. Apagar la HPU y el suministro de aire usando los selectores normales. |
| 3 | Aislamiento | Eléctrico: Desconectar enchufe o apagar breaker. Neumático: Cerrar la válvula principal de aire. Hidráulico: Válvula de alivio en posición de descarga. |
| 4 | Candado + Etiqueta | Colocar dispositivo de bloqueo físico + candado personal. Colocar etiqueta 'PELIGRO – NO OPERAR'. Solo quien puso el candado puede quitarlo. |
| 5 | ⚠️ Liberar Energía Residual | NEUMÁTICO: Abrir válvula de drenaje del depósito FESTO 160233. Activar válvulas direccionales manualmente para vaciar el aire. HIDRÁULICO: Mover palancas de válvulas en todas las posiciones para liberar presión atrapada. |
| 6 | Verificación | Verificar que TODOS los manómetros marquen 0 PSI. Intentar encender el equipo — si no responde = aislamiento exitoso. Regresar controles a OFF/STOP inmediatamente. |
Solo la persona que instaló el candado puede retirarlo. Si el estudiante que instaló el LOTO no está disponible, el/la profesor/a debe seguir el procedimiento de emergencia institucional para el retiro. NUNCA retires el candado de otra persona.
Seguridad Funcional
En la industria de procesos, la norma IEC 61511 clasifica los Sistemas Instrumentados de Seguridad (SIS). Los sistemas que operamos en MA-110 son representaciones educativas de estos conceptos:
| Elemento de Seguridad | Función | Equivalente Industrial |
|---|---|---|
| Botón E-Stop (EATON 281406) | Corte total de energía ante condición peligrosa | Safety Instrumented Function (SIF) |
| Válvula de alivio de presión | Libera presión excesiva automáticamente | Pressure Safety Valve (PSV) |
| Manómetros analógicos | Monitoreo continuo de presión | Pressure Transmitter (PT) |
| Sensor de presión digital (572745) | Señal eléctrica de presión al PLC | Pressure Transmitter 4-20mA |
| Procedimiento LOTO | Aislamiento de energía para mantenimiento | Energy Isolation Procedure |
Modelo del Queso Suizo (Swiss Cheese Model)
El análisis de riesgos del Laboratorio MA-110 se basa en el Modelo de Reason. Este modelo establece que los accidentes ocurren cuando los "agujeros" de múltiples capas de defensa se alinean simultáneamente:
| Capa | Falla Identificada en MA-110 |
|---|---|
| Organizacional | Sin presupuesto para mantenimiento preventivo — extintores vencidos, sin plan de limpieza 5S |
| Supervisión | Permitir gavetas desordenadas · Bidón de Divinol fuera del gabinete de seguridad |
| Procedimientos | Sin LOTO escrito específico para equipos FESTO · Sin checklist obligatorio de pre-uso |
| Técnica | Tubería de cobre oxidada · Equipos no anclados al piso |
| Usuario | Desconectar manga sin purgar energía residual · Cables tirados en el suelo |
| Mitigación | Extintor vencido · Rutas de evacuación bloqueadas por cajas de componentes |
RIESGO = PROBABILIDAD × SEVERIDAD
Esta fórmula se aplica en la Matriz de Riesgos del laboratorio:
• 6-9 puntos = ALTO → Acción inmediata requerida
• 3-4 puntos = MEDIO → Acción correctiva planificada
• 1-2 puntos = BAJO → Monitoreo y mantener controles
Plan de Emergencias
Equipos de Emergencia Disponibles en MA-110
- Botón E-Stop (EATON 281406): Panel de control — corte inmediato de energía.
- Extintor portátil CO₂: Para fuegos en equipos eléctricos energizados.
- Botiquín de Primeros Auxilios: Material para cortes mecánicos y contusiones.
- Válvulas de Cierre Manual: Para cortar el suministro principal de aire e hidráulico.
- Directorio de Emergencias: Publicado en la puerta principal del laboratorio.
8.1 Fuga o Falla en Sistema de Presión
- Presionar el E-Stop de la estación afectada INMEDIATAMENTE.
- Cerrar las válvulas principales de suministro (aire o aceite) si es seguro.
- Alejar a todo el personal del área de la fuga.
- Informar inmediatamente al/la profesor/a.
- NO reanudar hasta que el/la profesor/a autorice.
8.2 Incendio en el Laboratorio
- Activar la alarma de incendios del edificio y cortar la energía principal.
- Si el fuego es pequeño y contenido: usar extintor CO₂ con técnica PASS (Halar – Apuntar – Apretar – Barrer).
- Si el fuego involucra aceite hidráulico o no se controla en 10 segundos: EVACUAR INMEDIATAMENTE.
- Llamar al 911 y a la Guardia de Seguridad UPR Carolina.
8.3 Derrame de Aceite Hidráulico
- Señalizar el área afectada para evitar resbalones.
- Aplicar material absorbente sobre el aceite. NUNCA usar agua.
- Recoger el absorbente contaminado y desechar según protocolos OPASSO.
- Verificar que el piso quede libre de residuos antes de continuar.
Si un chorro de aceite penetra la piel, busca asistencia médica quirúrgica INMEDIATA. La herida puede parecer un simple pinchazo, pero el aceite en el tejido subcutáneo causa NECROSIS SEVERA. Informa a los paramédicos que es una herida por inyección de aceite hidráulico a alta presión.
8.5 Contacto con Aceite — Primeros Auxilios
| Tipo de contacto | Acción inmediata |
|---|---|
| Ojos | Enjuagar con agua a baja presión por 15 minutos mínimo. Retirar lentes de contacto. Buscar atención médica. |
| Piel | Retirar ropa contaminada. Lavar con agua y jabón suave. Acudir al médico si hay irritación. |
| Inhalación | Trasladar al afectado al aire libre. Buscar atención médica si hay dificultad respiratoria. |
| Ingestión | NO inducir vómito. Enjuagar boca con agua. Llamar al control de envenenamientos o emergencias. |
| Inyección en piel | CIRUGÍA INMEDIATA. Llamar 911. No esperar síntomas. Reportar como herida por inyección de aceite. |
Plan de Desalojo — Salón MA-110
- Al escuchar la alarma: presiona el E-Stop de tu estación si es seguro y sal caminando rápido (sin correr ni empujar).
- Ruta primaria: salir del pasillo del MA-110 hacia la izquierda rumbo a las escaleras / salida principal del Edificio de Tecnología de la Ingeniería.
- Punto de encuentro: frente a la caseta de seguridad en la salida del edificio.
- El/la profesor/a realizará pase de lista. Nadie regresa hasta autorización de las autoridades.
Directorio de Emergencias
| Número | Servicio |
|---|---|
| 911 | Emergencias Médicas / Bomberos / Policía |
| (787) 257-0000 ext. 3113 | Guardia de Seguridad — UPR Carolina |
| (787) 257-0000 ext. 3364 | Servicios Médicos UPR Carolina |
| (787) 257-0000 ext. 4601 | OPASSO — Seguridad y Salud Ocupacional |
Cuestionario de Verificación
📋 Instrucciones
Debes obtener un mínimo de 8 de 10 respuestas correctas para ser autorizado a operar las estaciones del laboratorio. Tienes 2 intentos disponibles. Las preguntas se seleccionan aleatoriamente del banco de preguntas.
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