Sistema de puesta en marcha segura y parada complementaria por voz para máquinas

Un sistema asequible y aplicable incluso en máquinas antiguas y de bajo presupuesto, para que ningún trabajador quede desprotegido por motivos técnicos o económicos.

Resumen

El sistema que aquí se presenta ha sido desarrollado para adicionarse a los interruptores y pulsadores convencionales de puesta en marcha y parada de máquinas eléctricas, como complemento a sus sistemas de seguridad.

Su objetivo es permitir la puesta en marcha de una máquina únicamente cuando el calzado del usuario cumple las condiciones de aislamiento eléctrico establecidas y provocar su desconexión automática cuando una persona eleva la voz por encima de un nivel predeterminado. Para ello, analiza también las características del sonido captado, con el fin de diferenciar esta situación de los ruidos de las máquinas y otros sonidos.

Ensayos preliminares con un prototipo funcional respaldan su viabilidad inicial y permiten plantear el paso a la fase de prototipado comercial.

Su sencillez de aplicación y su bajo coste frente a otras soluciones, especialmente en máquinas antiguas o de bajo presupuesto, le confieren interés como medida complementaria de prevención de riesgos laborales y abren posibilidades para su adaptación y comercialización en distintos entornos industriales.

Palabras clave: máquinas, accidentes laborales, atrapamientos, seguridad industrial, prevención de riesgos laborales.

1. INTRODUCCIÓN

En la actualidad, persisten deficiencias en la protección personal dentro de los entornos industriales.

En 2024 se registraron en España 647.200 accidentes de trabajo con baja, 677 de ellos mortales en jornada de trabajo (INSST, 2025). Esta gravedad se refleja también en incidentes reales ocurridos en nuestro entorno.

A continuación, se detallan tres casos que ilustran esta problemática:

• Riesgo eléctrico: un operario con el calzado mojado falleció electrocutado al conectar y manipular una hormigonera que presentaba una derivación eléctrica. A pesar de la presencia de compañeros cerca, no fue posible interrumpir la alimentación a tiempo. Con este sistema, con el calzado mojado la máquina no se habría puesto en marcha.
• Atrapamiento en fresadora: un trabajador sufrió un atrapamiento mortal mientras operaba una máquina de mecanizado. Aun habiendo personal en la zona, no se logró accionar la parada de emergencia a tiempo (Diario de Sevilla, 2016). Con este sistema, el grito de auxilio o de alerta habría iniciado la parada sin necesidad de alcanzar el pulsador.
• Atrapamiento en obrador: un operario quedó atrapado por un brazo en una amasadora de pan. Sus gritos alertaron a un transeúnte que pasaba por la calle, quien entró y le salvó la vida al accionar el pulsador de emergencia. Con este sistema, esos mismos gritos habrían detenido la máquina sin depender de que alguien pasara por allí.

Nota: al tratarse de casos reales conocidos por el autor, se omiten los datos identificativos por motivos de confidencialidad, salvo en el caso con fuente pública.

Estos eventos fundamentaron la necesidad del sistema: el primer caso impulsó el desarrollo del control del aislamiento del calzado antes de poner en marcha a la máquina bajo control, mientras que los otros dos impulsaron el módulo de parada acústica por voz.

2. DESCRIPCIÓN GENERAL Y FUNCIONAMIENTO

Existe un amplio abanico de máquinas que pueden causar accidentes personales por:

• Descargas eléctricas: al entrar el operario en contacto físico con un equipo con derivación.
• Atrapamientos, aplastamientos y cortes: al encontrarse cerca de sus partes móviles.

Para prevenir estos riesgos, el sistema se basa en un dispositivo de marcha-paro que, además de sus funciones básicas, incorpora un control adicional de puesta en marcha segura y de parada complementaria por voz, con la finalidad principal de conseguir que:

• Los operarios sin calzado con aislamiento eléctrico no puedan poner en marcha máquinas eléctricas, en instalaciones industriales, entornos exteriores y obras de construcción, donde el riesgo eléctrico es mayor.
• Los operarios puedan interrumpir por voz la alimentación eléctrica de las máquinas, ante:
• atrapamientos, aplastamientos o cortes en prensas, tornos y máquinas similares;
• otros accidentes con máquinas que puedan evitarse o mitigarse cortando la alimentación desde el mismo instante en que comienzan.

2.1 Proceso de funcionamiento

• Este nuevo sistema mide el aislamiento eléctrico del conjunto formado por el cuerpo del usuario, su calzado y el suelo, cada vez que el usuario toca con la mano el pulsador de puesta en marcha (que es al mismo tiempo un sensor eléctrico) estando con los pies calzados sobre dicho suelo.
• En condiciones habituales de trabajo, la resistencia del calzado es el componente dominante de ese conjunto, por lo que, para evitar redundancias, en este artículo nos referiremos al aislamiento eléctrico del calzado del usuario. Conviene tener presente que suelos muy aislantes pueden aumentar la resistencia medida, por lo que el umbral debe ajustarse y validarse para cada puesto de trabajo.
• Al tocar el pulsador de puesta en MARCHA, circula por el cuerpo del operario una corriente muy inferior a los límites de peligrosidad para el ser humano, que atraviesa su calzado hasta llegar al suelo. A partir de esta intensidad, el sistema evalúa el aislamiento eléctrico del calzado y, solo si supera el umbral configurado, se enciende el piloto verde de ON y se activa la alimentación de la máquina.
• Al accionar el pulsador rojo de PARO, se activa el circuito de desconexión, se enciende el piloto rojo de OFF y se desactiva la alimentación de la máquina.
• Al elevar la voz por encima del nivel predeterminado en el sistema:
• un primer circuito electrónico interno, conectado a un micrófono, activa su salida al superarse dicho nivel, y
• un segundo circuito electrónico analiza la señal de audio y activa su salida solo cuando identifica las características espectrales y temporales preestablecidas, propias de la voz humana y distintas de los ruidos de maquinaria y otros sonidos habituales del entorno.

De este modo, cuando ambos circuitos activan sus salidas, se activa el circuito de desconexión, como si se hubiera accionado el pulsador rojo de PARO.

3. CARACTERÍSTICAS CLAVE DE CONTROL DE AISLAMIENTO ELÉCTRICO DEL CALZADO

La protección eléctrica suele plantearse con criterios de certificación muy exigentes en el momento de fabricar el calzado, pero no existe un control sencillo de su estado durante el uso.

Un operario puede salir a la calle, pisar un charco y luego conectar una máquina con un calzado que ya no aísla, sin que nada lo advierta. Por ello, una comprobación simple y de bajo coste, aunque no sea exhaustiva, cubre un vacío real que hoy queda sin vigilancia.

Seguridad en la verificación de aislamiento eléctrico: El circuito de medida limita la corriente que circula por el cuerpo del operario a valores muy inferiores a los umbrales de percepción y de peligrosidad establecidos en la serie UNE-EN 60479, incluso en el caso más desfavorable de calzado conductor.

Niveles de aislamiento: El sistema distingue tres estados de conductividad del calzado, indicados por el semáforo: aislante (verde), antiestático (amarillo) y conductor (rojo).

Control de aislamiento eléctrico del calzado que:

• incorpora un ajuste de sensibilidad, que permite adaptar el umbral de resistencia exigido al tipo de calzado previsto en el puesto de trabajo, orientado por defecto a calzado de protección eléctrica (UNE-EN 50321-1), así como a las condiciones del entorno y a los resultados de la validación;
• puede ajustarse a otro tipo de calzado, como el antiestático conforme a UNE-EN ISO 20345, cuando la evaluación de riesgos del puesto concluya que, por las condiciones de trabajo (tensión, medidas de protección adicionales, entorno inflamable), dicho calzado es admisible; el sistema solo verifica que se supera la resistencia configurada: no convierte dicho calzado en protección frente a riesgo eléctrico;
• es una comprobación complementaria en servicio de que el calzado mantiene una resistencia suficiente, pero no equivale a la certificación del calzado, que corresponde a ensayos normalizados de laboratorio sobre calzado nuevo;
• no sustituye a otras medidas de protección eléctrica (diferenciales de alta sensibilidad, puesta a tierra, equipos de clase II, etc.).

La guía del INSST sobre calzado de protección frente al riesgo eléctrico advierte de que la humedad reduce las propiedades aislantes del calzado eléctricamente aislante y recomienda inspecciones periódicas (examen visual y, en su caso, ensayo eléctrico) con la frecuencia indicada por el fabricante (INSST, 2018). Entre una inspección y otra, el estado del calzado en uso no se vigila: este sistema cubre ese intervalo.

3.1 Medición independiente del aislamiento eléctrico del calzado

Mediante la actuación de un conmutador específico, cada dispositivo del sistema puede cambiar su función para medir el aislamiento eléctrico del calzado de cada operario, incluso con la máquina bajo control en marcha.

El cambio a modo medición no afecta a la función de parada por voz, que permanece operativa en todo momento. Esto permite que cualquier persona de la zona compruebe el estado de aislamiento de su calzado, aunque no utilice la máquina donde está instalado el dispositivo o ni siquiera opere con maquinaria.

De este modo, los operarios pueden conocer en cualquier momento el estado de su calzado, un dato que habitualmente no se verifica.

Cabe destacar que la humedad es una causa habitual de pérdida de aislamiento: un calzado aislante puede dejar de serlo tras pisar un charco o trabajar sobre suelo mojado, sin que el usuario lo advierta.

La verificación, de baja corriente utilizada, indica en cualquier momento de la jornada (gracias al modo medición independiente), el nivel de aislamiento de su calzado y permite detectar situaciones desfavorables que habitualmente no se comprueban como la humedad o suciedad conductora.

En conjunto, estas características pueden contribuir a reducir los accidentes eléctricos en entornos industriales, exteriores y de construcción, donde el riesgo eléctrico es mayor.

4. CARACTERÍSTICAS CLAVE DEL RECONOCIMIENTO ACÚSTICO

• El sistema no realiza reconocimiento de palabras clave. En este documento, ‘parada por voz’ designa la detección de una emisión vocal de alta intensidad (grito de auxilio o de alerta o voz elevada), sin necesidad de pronunciar palabras concretas, que pueden resultar inaccesibles en momentos de pánico extremo.
• Respuesta involuntaria: Aprovecha el reflejo humano instintivo de gritar ante un accidente propio o ajeno. De este modo el sistema se dispara por:
• un grito de auxilio de una persona que está sufriendo o teme sufrir un accidente,
• un grito de alerta de una persona que está presenciando un accidente ajeno.
• Discriminación selectiva: Diseñado para ignorar el ruido de fondo de maquinaria industrial en funcionamiento y conversaciones normales.
• Umbral de nivel de audio ajustable: de acceso exclusivamente técnico, para adaptar el disparo de la parada a las condiciones del puesto de trabajo y a los resultados de la validación realizada.
• Función de parada por voz que:
• no sustituye al dispositivo de parada de emergencia de la máquina, que debe cumplir las exigencias de la UNE-EN ISO 13850 y de la normativa aplicable de seguridad de máquinas (Directiva 2006/42/CE y, a partir del 20 de enero de 2027, Reglamento (UE) 2023/1230).
• constituye una medida complementaria de protección que permite iniciar la secuencia de parada sin necesidad de alcanzar físicamente al pulsador.

4.1 Ejemplos de aplicación

1º Ejemplo, sin sistema: un compañero acude a ayudar a otro operario cuya ropa ha quedado atrapada en un elemento giratorio, pero no puede accionar el pulsador de paro sin soltar al operario atrapado.

2º Ejemplo, con sistema: un compañero presencia el atrapamiento de la ropa de un operario y emite un grito de alerta que inicia la parada de la máquina sin necesidad de alcanzar el pulsador.

3º Ejemplo, con sistema: un operario sufre un atrapamiento de su mano en una máquina industrial y, con el primer grito de auxilio, logra detenerla de inmediato, limitando la lesión.

5. DIFERENCIAS RESPECTO A OTROS SISTEMAS EXISTENTES

5.1 Comparativa con la puesta en marcha convencional

En la actualidad, la puesta en marcha segura de máquinas eléctricas no se controla de forma habitual: incluso en entornos industriales o exteriores, los operarios pueden poner en marcha prácticamente cualquier máquina eléctrica, aunque no lleven calzado con aislamiento adecuado.

Cabe destacar que, en instalaciones antiguas o provisionales, pueden encontrarse interruptores diferenciales de media sensibilidad que no protegen frente a contactos directos y que, si la toma de tierra es deficiente, tampoco garantizan la protección frente a contactos indirectos. Por ello, el aislamiento del calzado se convierte en una barrera de protección que no se suele verificar.

Aunque el calzado de protección eléctrica se certifica con exigencia al fabricarse mediante ensayos de laboratorio, no hay hoy un método sencillo de comprobar en servicio su aislamiento ni de vincularlo a la puesta en marcha de la máquina. Esta comprobación simple y económica, aun sin ser exhaustiva, cubre ese vacío.

5.2 Comparativa con la parada de emergencia convencional

Respecto a la parada de emergencia de máquinas, los medios más representativos que se conocen en la actualidad son:

• Pulsadores tipo seta y pulsadores de pedal: Ineficaces si el operario queda atrapado fuera de su alcance, lo que puede derivar en accidentes mortales.
• Interruptores de cable: Detienen la máquina al accionar un cable que la rodea, aunque no son aplicables a todos los casos y el propio cable puede entorpecer el trabajo del operario.
• Sistemas de monitorización del entorno. Emiten una orden de parada al detectar un objeto o una persona en la zona de riesgo, pero no son aplicables a un gran número de máquinas.
• Sistemas de visión inteligente. Tienen un coste elevado por puesto de trabajo, requieren mantenimiento complejo y superan con frecuencia el valor económico de máquinas antiguas o de bajo presupuesto.

5.3 Tabla comparativa con la puesta en marcha y la parada de emergencia actuales

En la tabla anterior se puede apreciar cómo los sistemas convencionales y de última generación pierden capacidad de respuesta o implican un coste alto en la mayoría de los puntos comparados.

6. APORTACIÓN PREVENTIVA

El sistema aquí presentado se plantea como un complemento a los dispositivos de parada de emergencia exigidos actualmente, aportando una protección adicional apta para una amplia variedad de máquinas, siendo especialmente valiosa allí donde la incorporación de medios de protección de última generación es técnica o económicamente inviable.

Su implantación en un mayor número de máquinas podría contribuir a reducir el número de accidentes laborales asociados a este tipo de riesgos.

Los accidentes de trabajo continúan siendo una de las consecuencias más graves de unas condiciones de trabajo inadecuadas —tal como reflejan los informes anuales de siniestralidad del Instituto Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo (INSST, 2025)—, por lo que el sistema preventivo debe enfocarse permanentemente en mejorar dichos entornos laborales y velar por la seguridad de los trabajadores.

7. APLICABILIDAD DEL SISTEMA

El sistema puede intercalarse entre la toma de corriente y la máquina a controlar, de modo que:

• al activarse la salida del circuito de conexión, un bloque contactor de potencia conecta la máquina a la red eléctrica;
• al activarse la salida del circuito de desconexión, el bloque contactor la desconecta de la red eléctrica.

También puede conectarse a los interruptores o pulsadores de marcha-paro convencionales, de tal modo que:

• al activarse la salida del circuito de conexión, un bloque contactor de potencia cierra el circuito del pulsador de marcha, provocando el arranque;
• al activarse la salida del circuito de desconexión, dicho bloque abre el circuito del pulsador de paro, provocando la parada.

Cabe precisar que la salida de conexión solo se activa si el calzado supera el umbral de aislamiento, y la salida de desconexión se activa con el pulsador de paro o con la detección de voz.

Asimismo, puede conectarse en serie con el cableado de los pulsadores de parada de emergencia, de modo que, al activarse la desconexión, se abre su circuito y se desconecta la máquina bajo control. Así se aprovecha la función intrínseca de dichos pulsadores.

El dispositivo no introduce un tipo de parada distinto: activa la misma secuencia que el pulsador de emergencia de la máquina, con o sin freno, con la diferencia de que no exige alcanzarlo físicamente. Esta conexión concreta debe ser realizada por personal cualificado y evaluada conforme a la normativa de seguridad de máquinas aplicable.

8. FUNCIONAMIENTO DEL PROTOTIPO

Seguidamente se adjuntan imágenes reales del prototipo del sistema en el momento de la puesta en marcha, de la parada manual y de la parada controlada por voz.

A) Al tocar el usuario con el dedo el pulsador de puesta en MARCHA (imagen izquierda), el sistema mide el aislamiento eléctrico de su calzado. Solo si este supera el umbral configurado, se activa la energía eléctrica en la toma de corriente y se pone en marcha la máquina conectada a ella. En el prototipo se encienden en ese momento:

• el piloto verde del semáforo ubicado en la zona izquierda, indicando que el aislamiento es seguro
• el piloto verde indicador de puesta en marcha ubicado junto al propio sensor.

B) Al accionar el pulsador rojo de PARO (imagen central), se desactiva la energía eléctrica en la toma de corriente y se detiene la máquina conectada. En el prototipo se enciende en ese momento:

• el piloto rojo ubicado junto al propio pulsador de PARO.

C) Al elevar la voz por encima del nivel configurado (imagen derecha, detalle ampliado del panel), se obtiene el mismo resultado que con el pulsador de PARO. En dicha imagen ampliada se pueden ver encendidos:

• el piloto indicador de detección de grito humano (parte superior izquierda) y
• el piloto rojo ubicado junto al pulsador de PARO, indicando que es desactivada la energía eléctrica en la toma de corriente.

9. METODOLOGÍA E INVESTIGACIÓN EXPERIMENTAL APLICADA

La eficacia del prototipo se evaluó mediante una fase de ensayos experimentales con usuarios reales. La muestra estuvo compuesta por 56 participantes, integrando a alumnado y profesorado del ciclo de Instalaciones Eléctricas, docentes del IES Atenea y profesionales electricistas en activo.

La experimentación se estructuró de forma secuencial en dos pruebas principales:

• Verificación del aislamiento eléctrico: En el intento de puesta en marcha sin calzado aislante, el 100 % de los participantes no logró activar el sistema, medida de seguridad que también se cumplió a la inversa al utilizar el calzado adecuado, donde la totalidad de los usuarios consiguió la activación con éxito.
• Respuesta de parada por voz: Ante el intento de parada complementaria, el 100 % de los participantes logró dicha parada al elevar la voz por encima del umbral predeterminado.

Ensayo con ruido ambiental

Adicionalmente, se evaluó la robustez del sistema frente al ruido ambiental en una submuestra de 10 participantes. Mediante la introducción de interferencias acústicas de alta intensidad (simuladas con un taladro eléctrico en funcionamiento y golpes de martillo), se confirmó que el sistema no experimentó paradas no deseadas; no se produjo ninguna parada no deseada y la parada por voz se activó correctamente en todos los casos.

10. PROPIEDAD INDUSTRIAL Y DESARROLLO COMERCIAL

La invención cuenta con un Modelo de Utilidad concedido al titular, autor de este artículo, y se encuentra actualmente dentro del plazo de prioridad para su solicitud internacional mediante el procedimiento PCT.

Desde el punto de vista industrial, sus componentes se basan en tecnologías consolidadas. El prototipo funcional existente permite abordar, como siguiente fase, el desarrollo de un prototipo comercial apto para su fabricación industrial.

El proyecto está abierto a acuerdos de licencia con fabricantes e integradores especializados en la seguridad de maquinaria y la prevención de riesgos laborales para su comercialización definitiva.

11. MARCO NORMATIVO Y CARÁCTER COMPLEMENTARIO

Este dispositivo opera como un sistema de seguridad complementario, por lo que su instalación no sustituye las obligaciones del empresario en materia de adecuación de equipos conforme al Real Decreto 1215/1997 y la Directiva 2006/42/CE (de máquinas) y, a partir del 20 de enero de 2027, el Reglamento (UE) 2023/1230, que la sustituye.

Cuando el dispositivo se conecta al circuito de parada de emergencia, la instalación debe evaluarse conforme a las normas de seguridad de máquinas aplicables, en particular la UNE-EN ISO 13850 (parada de emergencia), la UNE-EN 60204-1 (equipo eléctrico de las máquinas) y la UNE-EN ISO 13849-1 (partes de los sistemas de mando relativas a la seguridad).

El control del aislamiento del calzado es una comprobación complementaria en servicio y no sustituye a la certificación del calzado conforme a la UNE-EN 50321-1 ni a las demás medidas de protección eléctrica.

El valor de este sistema radica en actuar como una barrera preventiva suplementaria que cubre las brechas de las protecciones tradicionales. De este modo, da respuesta tanto a las limitaciones para proteger en maquinaria antigua y de bajo presupuesto como a determinadas situaciones críticas del factor humano.

12. CONCLUSIONES

• Innovación accesible: el sistema ofrece una solución técnica sencilla y de bajo coste como medida complementaria frente a los riesgos de contacto eléctrico en el arranque y de atrapamiento, siendo especialmente valioso para la actualización de maquinaria antigua o de bajo presupuesto.
• Efectividad preventiva: los ensayos con 56 personas respaldan su viabilidad inicial para impedir el arranque sin aislamiento adecuado y para provocar la parada automática por elevación de voz.
• Viabilidad e interés sectorial: la propuesta muestra potencial industrial, facilitando tanto su integración directa por parte de los fabricantes de maquinaria como su adaptación en equipos que ya están operativos.
• Control del estado real del calzado: el sistema permite verificar en servicio si el calzado conserva su aislamiento, detectando situaciones habituales como la humedad, que rara vez se comprueban.

Nota sobre las imágenes:

Salvo las fotografías del prototipo mostradas en los apartados 2.1 y 8, el resto de las imágenes del artículo son ilustrativas (generadas o esquemáticas) y no representan instalaciones reales.

Referencias

Diario de Sevilla (2016). Fallece un trabajador en una fresadora en Isla Mayor. Recuperado de https://www.diariodesevilla.es/provincia/Fallece-trabajador-fresadora-Isla-Mayor_0_1021398186.html

Instituto Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo (INSST) (2018). Con paso firme. Calzado de protección frente al riesgo eléctrico. Ministerio de Trabajo, Migraciones y Seguridad Social. NIPO 276-18-051-1 (papel), 276-18-052-7 (en línea). Disponible en:

https://www.insst.es/documents/94886/538970/Calzado+de+proteccion+frente+al+riesgo+electrico.pdf/2930368e-7b0c-416b-b2a8-57f7776e498d

Instituto Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo (INSST) (2025). Informe anual de accidentes de trabajo en España (Datos 2024). Ministerio de Trabajo y Economía Social, Gobierno de España. Disponible en:

https://www.insst.es/documentacion/material-tecnico/documentos-tecnicos/informe-anual-de-accidentes-de-trabajo-en-espana

Normas y reglamentos citados:

• UNE-EN 60479 (efectos de la corriente sobre el cuerpo humano)
• UNE-EN 50321-1 (calzado aislante para trabajos en baja tensión)
• UNE-EN ISO 20345 (calzado de seguridad)
• UNE-EN ISO 13850 (parada de emergencia)
• UNE-EN 60204-1 (equipo eléctrico de las máquinas)
• UNE-EN ISO 13849-1 (partes de los sistemas de mando relativas a la seguridad)
• Real Decreto 1215/1997
• Directiva 2006/42/CE
• Reglamento (UE) 2023/1230