COLOQUIO INTERNACIONAL SOBRE LA SEGURIDAD Y SALUD EN EL TRABAJO EN LA AGRICULTURA 16 - 19 de Octubre de 2007

PROGRESOS EN LA SEGURIDAD DE LA MAQUINARIA AGRICOLA Las estructuras de protección contra el vuelco: Problemas con los tractores antiguos

Carmen JARÉN Universidad Pública de Navarra Pamplona / España

Introducción En España, según el informe realizado por COAG (Barco, 1999), cada hora se producen cinco accidentes en el sector agrario y, de cada veinte accidentes, uno es grave o mortal, siendo la principal causa de muerte los accidentes por vuelco del tractor. Estos representan un tercio de los accidentes mortales en el sector agrícola. El 90% de los vuelcos suelen ser laterales y un 10% hacia atrás. Según el estudio reciente realizado por Arnal et al. (2006), el número de personas muertas en España por vuelco del tractor fue en el año 2004 superior a 88 y en el año 2005 superior a 74. Arana et al. (2007) concluyeron que la mayoría de los accidentes mortales por vuelco del tractor suceden cuando los tractores carecen de una estructura de protección al vuelco (ROPS), mientras que el CDC (Centers for Disease Control and Prevention), en 1993, ya señalaba que una ROPS, junto con un cinturón de seguridad, puede prevenir la mayoría de las muertes y heridas graves que se producen en los vuelcos de los tractores. Hasta el 11 de diciembre de 1980 no fue obligatorio, en España, que los tractores dispusieran de una estructura de protección al vuelco, por lo que muchos tractores se fabricaron sin este tipo de protección. Como consecuencia de ello, en la actualidad en España existen unos 310.916 tractores sin una ROPS y de los 669.891 tractores que disponen de estructura de protección, 53.944 tractores no la tienen homologada (MAPA, 2007). Respecto a Navarra, se estima que en la actualidad hay unos 3.536 tractores sin ROPS homologada (Mangado, 2006). La homologación de las estructuras de seguridad para tractores consiste en una secuencia de ensayos, perfectamente especificados, que sólo pueden realizarse en las Estaciones de Ensayos autorizadas por la 0.C.D.E. y que reproducen los efectos de los vuelcos lateral y trasero de los tractores, de forma que si después de

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los ensayos la estructura ha invadido la zona de seguridad (clearance zone) que es la zona que el tractorista ocuparía si permaneciese sentado, firmemente agarrado al volante y recostada su cabeza sobre él, la homologación del equipo tractor-ROPS sería fallida. Las características de los ensayos y de la zona de seguridad están en función de la masa de referencia del tractor y están perfectamente especificadas en el código 4 de la OCDE. Este hecho hace que una parte importante de los trabajadores del Sector Agrario carezca de los más elementales niveles de seguridad en su trabajo. Para resolver este problema existen tres posibles soluciones, como describían PanaCryan y Myers (2000): no hacer nada, instalar ROPS en los tractores que carecen de ellas y reemplazar los tractores antiguos. En sus investigaciones concluyeron que la mejor solución es instalar ROPS en los tractores antiguos. Nuestro equipo de investigación cree que la mejor solución es reemplazar los tractores antiguos por otros nuevos que disponga de ROPS y, a ser posible, de cinturón de seguridad. Pero esta opción no es sencilla y requerirá unos años por lo que mientras tanto y, como alternativa mucho más económica, pero efectiva, estará la opción de instalar una estructura de seguridad a los tractores que carecen de ella.

Estructuras de protección para tractores antiguos Los principales problemas que se plantean cuando se pretende fabricar una ROPS para un tractor antiguo son los siguientes:
No es posible realizar ROPS universales homologadas, pues el proceso de homologación sirve para el conjunto de la ROPS y un modelo, o gama de tractor.
La ROPS debe anclarse a un punto suficientemente resistente del bastidor del tractor y éste sólo se encuentra en la trompeta (housing).
La estructura debe ser acoplable al mayor número posible de modelos de tractor antiguo para minimizar los costes.
De esta forma, diseñamos una ROPS utilizando el programa CADAM Catia V.5R7. La estructura se puede acoplar a la trompeta de la mayoría de los modelos antiguos de tractor más frecuentes en España, envuelve la zona de seguridad mediante dos tramos en V, a los que se sueldan cuatro tramos verticales y en la parte superior otros cuatro horizontales, y está diseñada para ser construida en tubo de acero hueco o macizo. Una vez diseñada la estructura, se calcularon las fuerzas máximas y los momentos máximos que se van a producir en las secciones críticas de la estructura diseñada a partir de las energías aplicadas durante la realización del ensayo establecido en el código 4 de la OCDE. Dicho código establece las energías que deben ser absorbidas por la estructura en cada uno de los ensayos de carga horizontal a partir de las máximas deformaciones admisibles en la estructura, que dependen tanto del diseño de la misma, como de la localización y de las dimensiones de la zona de seguridad.

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A partir de estos resultados, el programa elige la sección mínima que garantiza que la zona de seguridad no será invadida durante los ensayos. El modelo de cálculo comprueba que también se cumplen las condiciones de aceptabilidad de los dos ensayos de carga vertical del código 4. La complejidad de los cálculos nos hizo desarrollar un programa que nos facilitara esa tarea y nos proporcionara estas secciones mínimas, además de otras características de diseño, simplemente con rellenar una serie de datos sobre el tractor tales como su masa y algunas de sus dimensiones y características. Este programa, denominado ESTREMA (Mangado et al., 2007a), es sencillo de manejar y se encuentra a libre disposición en las páginas web de la Universidad Pública de Navarra http://www.unavarra.es/organiza/laboratoriotractor.htm y del INSL (Instituto Navarro de Salud Laboral) http://www.cfnavarra.es/insl.

Ensayo de la estructura de protección al vuelco Una vez desarrollado el método de cálculo (Mangado et al., 2007b) y su programa informático, los utilizamos para calcular una ROPS para uno de los modelos de tractor sin ROPS más frecuentes en Navarra, el Mases Ferguson 178. Calculamos la sección de la estructura, la fabricamos, la montamos en el tractor, y sometimos el equipo a la misma secuencia de ensayos a que son sometidos los tractores nuevos con sus ROPS en la Estación de Mecánica Agrícola (EMA), único centro autorizado por la O.C.D.E. en España para la realización de ensayos de homologación. El resultado de este ensayo es que el conjunto tractor y estructura cumplieron con todas las condiciones de aceptabilidad exigidas por el código 4, por lo que la zona se seguridad del tractorista no fue invadida por la estructura al ser deformada durante los ensayos. También pudo comprobarse que las fuerzas y deformaciones estimadas por nuestro modelo se correspondían con las que realmente se produjeron en el ensayo. Utilizando los resultados de este ensayo de homologación, rediseñamos la estructura, haciéndola más baja, más ligera, más barata y más moderna y sometimos el MF-178 equipado con esta ROPS, rediseñada y calculada con el programa de cálculo desarrollado, a un ensayo de vuelco real en el Segundo Congreso de Prevención de Riesgos Laborales en el Sector Agrario, celebrado en Lérida (Spain). El tractor se volcó lateralmente desde una plataforma elevada 1,2 metros con lo que el vuelco fue extremadamente violento y la energía que tuvo que absorber la estructura fue claramente superior a la definida en el código 4. El resultado fue que la zona de seguridad del tractorista no fue invadida durante el vuelco por ninguna parte de la estructura ni por el propio suelo, con lo que la vida del tractorista hubiera estado razonablemente protegida.

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Conclusión Como conclusión podemos afirmar que dado el elevado número de tractores sin ROPS que trabajan no solo en España, sino en otros países de nuestro entorno como Francia, Italia o EE.UU, unido a que el vuelco del tractor es la mayor causa de muerte en el Sector Agrario obliga a buscar una solución a este problema. La mejor solución sin duda es renovar el parque de tractor eliminando de nuestros campos todas aquellas unidades que no son seguras. Pero, como alternativa, cabe la posibilidad de instalar ROPS en los tractores que carecen de ella. En primer lugar, debe intentarse la instalación de una estructura homologada y si ello no fuera posible, calcularla con el programa ESTREMA V.3 que permite a cualquier usuario obtener las dimensiones y secciones de una ROPS, acoplable a la mayoría de modelos antiguos de tractor, capaz de proporcionarle al tractorista un nivel de seguridad equivalente al que tienen los conductores de los nuevos modelos de tractor, equipados con sus correspondientes ROPS homologadas.

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Bibliografía
Arnal, P., J. Mangado, C. Jarén, I. Arana & S. Arazuri (2006). Accidentes mortales con tractor agrícola en 2004 y 2005. III Congreso Nacional de Prevención de Riesgos Laborales en el Sector Agroalimentario. Santander, España. 4 y 5 de octubre de 2006
Arnal, P., J. Mangado, C. Jarén, I. Arana & S. Arazuri (2007) Accidentes mortales con tractor agrícola en 2004 y 2005. ASAJA Informa nº 93:8 y 11.
Barco, E. (1999). Síntesis del estudio de accidentes laborales en el sector Agrario I. Vida Rural, noviembre de 1999, pp.22-25.
MAPA (2007) Análisis del parque nacional de tractores agrícolas. 2005-2006.
Mangado, J. (2007) Diseño, cálculo, construcción y ensayos de estructuras de protección al vuelco para tractores de ruedas. Tesis Doctoral. Universidad pública de Navarra.
Mangado, J., J.I. Arana, C. Jarén, P. Arnal, S. Arazuri, & J.L. Ponce de León. (2007) Development and Validation of a Computer Program to Design and Calculate ROPS. Journal of Agricultural Safety and Health. Vol.: 13(1): 65-82.
Mangado, J., J.I. Arana, C. Jarén, S. Arazuri & P. Arnal (2007b). Design Calculations on Roll-over Protective Structures for Agricultural Tractors. Biosystems Engineering. Vol.: 96(2): 181-191.
CDC (1993) Public health focus: Effectiveness of roll-over protective structures for preventing injuries associated with agricultural tractors. Morbidity and Mortality Weekly Report (3): 57-59.
Pana-Cryan, R., & M. L.Myers. 2000. Prevention Effectiness of Rollover Protective Structures-Part III: Economic Analysis. Journal of Agricultural Safety and Health 6 (1): 57-70.

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