23 junio, 2024

Energía cinética

Es la  energía que almacena un cuerpo en movimiento a una determinada velocidad, se define como el trabajo que se necesita para acelerar la masa hasta alcanzar una velocidad determinada, partiendo desde el reposo.

 

Energía Potencial:

Es la energía que tiene un cuerpo situado a una determinada altura sobre el suelo.

TRABAJOS EN ALTURA

 

Todo aquel trabajo con riesgo de caída a distinto nivel donde una o más personas realizan cualquier tipo de actividades a un nivel cuya diferencia de cota sea aproximadamente igual o mayor a dos metros (2 m) con respecto del

plano horizontal inferior más próximo.

También puede ser considerado como trabajo en altura, todo aquel trabajo que se desarrolle en un lugar donde debajo de este existan equipos en movimiento, equipos o instalaciones que comprometan el área, pisos abiertos, o algún otro tipo de riesgos; y que obliguen a tomar medidas de índole similar a los de los trabajos en alturas.

 

PROTECCIÓN EN ALTURA.  CONCEPTO DE CAIDA LIBRE Y FUERZA DE CHOQUE.

 

No todos los trabajos en altura se realizan en las mismas condiciones: unas veces se trabaja suspendido de una cuerda porque no hay posibilidad de apoyar los pies en ningún lugar; otras sobre una superficie, la cual puede ser plana o inclinada, etc… En la elección de un equipo de protección individual (EPI) hay que tener en cuenta precisamente estas condiciones de trabajo, la altura de la caída, el lugar idóneo donde se puede enganchar el trabajador su equipo de protección, etc.

Cuando un trabajador se encuentra en una situación con riesgo de caída y está provisto de un sistema de seguridad que detendría la caída en caso de producirse, se dice que está en situación de “caída libre”.

La parada de la caída se debe hacer de forma progresiva, de manera que las fuerzas que reciba el cuerpo del trabajador no le causen lesiones. La caída se produce, pero el sistema de seguridad la detiene.

Para conseguir una parada progresiva en la detención de una caída se utilizan diferentes sistemas como son:

Absorbedores de energía, normalmente compuestos por cintas cosidas sobre sí mismas cuyas costuras se van rompiendo ante una fuerza alta.

Cuerdas que son capaces de estirarse de manera que actúan como un muelle.

Otros sistemas, ideados por los fabricantes para este fin, como pueden ser fibras elásticas, piezas que se deforman, etc.

La forma de actuar de estos elementos consiste en absorber la energía que adquiere el cuerpo en la caída. Para ello, utiliza una fuerza de frenado progresiva durante un determinado tiempo sobre la masa del cuerpo que está cayendo. Esto produce una deceleración del cuerpo hasta conseguir detenerlo.

A continuación, se explica el proceso físico de cómo funcionan los sistemas que hacen que el trabajador amortigüe su caída. Para ello, se deben aplicar dos fórmulas: La segunda ley de Newton: Fuerza = masa x aceleración. Y la definición de trabajo: Trabajo = fuerza x distancia.

Todo cuerpo ubicado en altura posee la denominada energía potencial (capacidad que tiene un cuerpo de realizar un trabajo al pasar de una posición más alta a otra más baja). Durante la caída, el cuerpo se acerca al suelo mientras que la velocidad se incrementa y la energía potencial se va transformando en energía cinética hasta que la caída se detiene. Cuando la velocidad es cero, la energía cinética desaparece y se transforma, principalmente, en deformación del cuerpo.

Así, y en términos generales, la energía que debe ejercer el sistema de seguridad (trabajo) para detener una caída debe ser equivalente a la energía que adquiere el trabajador durante la caída (energía cinética).

Ahora bien, para que el trabajador no sufra una fuerza de impacto excesivamente alta, el sistema de seguridad está compuesto por diferentes elementos que absorben energía y detienen progresivamente la caída.

La energía que se debe absorber depende de la diferencia entre la altura en la que se encuentre el trabajador inicialmente y la final, así como de la masa del trabajador y de la velocidad final. Por lo tanto, se deberá producir la siguiente ecuación: Energía cinética del cuerpo hasta llegar al reposo = Fuerza de frenado X distancia durante la que actúa esta fuerza. Al aplicar la fuerza de frenado al cuerpo, éste se va parando con una deceleración que se puede calcular por la segunda ley de Newton: Fuerza de frenado= masa X deceleración.

Resumen a continuación: Una misma caída se puede frenar con distintas fuerzas en función, entre otras cosas, de la distancia recorrida durante la actuación de la fuerza de frenado. Volviendo al paralelismo del coche en movimiento, si un vehículo tiene que estar detenido en un determinado punto, cuanto más tarde empiece a frenar, mayor fuerza de frenado habrá que aplicar, ya que ésta deberá actuar sobre una distancia menor. Se debe recordar que el producto fuerza por distancia debe ser igual a la energía que lleva el coche en movimiento, a menor distancia, se debe aplicar mayor fuerza.

Como la energía que hay que absorber depende de la masa, para distintas personas serán necesarias fuerzas distintas para detener la caída en el mismo espacio. La fuerza para detener un camión en una distancia será mayor que la necesaria para detener un coche que va a la misma velocidad en la misma distancia. Una misma deceleración puede ser producida por distinta fuerza de frenado en función de la masa de la persona que cae.

De estas conclusiones se deduce que, para frenar la caída de una persona que está trabajando en altura, la fuerza de frenado que se le debe aplicar dependerá de la distancia de la caída y de la distancia durante la que actúa el frenado. Si, además, los dos parámetros anteriores son iguales, dependerá de la masa de la persona que cae. A esto se añade que la fuerza no tiene porque ser constante durante la deceleración, pudiendo producirse picos de fuerza.

 

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