Robots colaborativos: Ensayos técnicos para garantizar su seguridad y eficacia

La incorporación de robots colaborativos —o cobots— en entornos industriales ha transformado la forma en que se automatizan procesos. Su capacidad para compartir espacio con operarios humanos sin necesidad de barreras físicas permite optimizar tareas repetitivas, mejorar la ergonomía y aumentar la flexibilidad en la producción. Pero esta cercanía también exige una atención especial a la seguridad.

En TÜV SÜD, realizamos estudios técnicos para verificar que los cobots cumplen con los requisitos establecidos en normativas como EN ISO 10218-2 en la cual se describen los requisitos de seguridad para la integración de robots industriales y sistemas/celdas robotizadas, incluidos los robots colaborativos, y la ISO/TS 15066, que regula la interacción segura entre humanos y robots. Uno de los ensayos más relevantes en este contexto son las pruebas de impacto, fundamentales para garantizar que el robot no representa un riesgo físico para el operario.

La prueba de impacto: clave para la seguridad colaborativa

Aunque los cobots están diseñados para poder ser seguros, cada entorno de trabajo tiene sus particularidades, la herramienta que utiliza el robot, la velocidad de ejecución, la proximidad del operario o el tipo de tarea pueden influir en el nivel de riesgo. La prueba de impacto permite medir de forma objetiva la fuerza y presión que el robot puede ejercer en caso de contacto, y compararla con los límites establecidos por la normativa.

Si los valores medidos superan los umbrales permitidos, se deben implementar medidas correctoras: ajustes en la velocidad, modificación de trayectorias, o incluso rediseño de la herramienta. Esta prueba es esencial para garantizar que la solución colaborativa es realmente segura en su contexto específico.

¿Cómo se aplican los límites de fuerza y presión?

La norma ISO/TS 15066 incluye una tabla con los valores máximos de fuerza y presión que un robot puede ejercer sobre distintas partes del cuerpo humano. Estos valores se basan en estudios biomecánicos que determinan los umbrales de dolor y daño físico. La tabla distingue entre dos tipos de contacto:

• Transitorio: como un golpe breve o roce.
• Cuasi-estático: como un atrapamiento prolongado entre el robot y una superficie.

Durante la prueba de impacto, se simula el contacto en zonas críticas (como la cabeza, brazos, manos o torso), y se comparan los valores obtenidos con los límites de la tabla. Si se superan, se deben aplicar medidas correctoras. Esta tabla permite objetivar la seguridad y validar que el sistema colaborativo no representa un riesgo para el operario.

¿Cómo se realiza y qué equipos se utilizan?

En TÜV SÜD contamos con el equipo técnico y material especializado para llevar a cabo esta prueba. El procedimiento se realiza en condiciones controladas, simulando el entorno real de trabajo del cobot.

Las pruebas de impacto tienen como objetivo medir la fuerza (N) y la presión (N/cm²) que un robot colaborativo puede ejercer sobre el cuerpo humano en caso de contacto. Para ello, se utilizan equipos específicos que permiten realizar mediciones precisas y reproducibles en condiciones controladas.

El ensayo se realiza ejecutando el movimiento previsto del robot, reproduciendo la tarea en cuestión, y registrando los valores de impacto en diferentes puntos. Posteriormente, se analiza si los resultados están dentro de los márgenes permitidos y se documenta todo en un informe técnico.

Para ello se utilizan:

• Sensores de fuerza y presión:
  •  Sensores, capaces de registrar impactos transitorios y cuasi-estáticos con alta sensibilidad.
  • Células de carga calibradas, utilizadas para medir la fuerza aplicada en puntos específicos del contacto.
• Superficies de prueba homologadas:
  • Simulan distintas partes del cuerpo humano (cabeza, brazo, mano, torso, etc.) y permiten aplicar los límites biomecánicos definidos por la ISO/TS 15066.
  • Películas de medición de presión.
• Software de análisis técnico:
  • Herramientas que permiten visualizar gráficamente los datos de fuerza y presión.
  • Comparan automáticamente los resultados con los límites establecidos por la norma.
  • Generan informes técnicos para documentación y validación.

Conclusiones y recomendaciones

La robótica colaborativa ofrece grandes ventajas en términos de productividad, ergonomía y flexibilidad, pero su implementación debe ir acompañada de una evaluación técnica rigurosa. La prueba de impacto es una herramienta clave para garantizar que el cobot puede operar de forma segura en contacto con personas.

Desde TÜV SÜD recomendamos:

• Realizar ensayos específicos para cada aplicación, ya que el riesgo varía según la tarea, herramienta y entorno.
• Aplicar la tabla de límites de la ISO/TS 15066 como referencia objetiva para validar la seguridad física.
• Documentar todos los resultados que faciliten auditorías, certificaciones y mejoras futuras.
• Formar al personal en el uso seguro de cobots y en la interpretación de riesgos asociados.
• Revisar periódicamente las condiciones de trabajo, especialmente si se modifican tareas, herramientas o configuraciones del robot.

La seguridad en entornos colaborativos no debe asumirse, debe demostrarse. Y en TÜV SÜD trabajamos para que cada instalación robótica sea tan segura como eficiente.

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