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Fuerza de impacto o fuerza de choque

DEFINICIÓN DE FUERZA DE IMPACTO O FUERZA DE CHOQUE EN UN SISTEMA ANTICAÍDAS

 

La fuerza de impacto, también conocida como fuerza de choque, es la cantidad de fuerza que un cuerpo experimenta al detenerse abruptamente después de una caída durante la realización de trabajos en altura. Es una medida de la intensidad del impacto sobre el cuerpo y puede tener consecuencias significativas en términos de lesiones y daño físico.

Fuerza máxima que recibe el cuerpo durante la parada o detención de una caída

En este caso concreto de la seguridad contra caídas, cuando hablamos de detención de la caída nos referimos a momento en el cual el sistema anticaídas actúa evitando que el operario llegue a impactar contra el suelo.

Dicho de otra manera, esa fuerza de impacto de la que hablamos se produciría contra las cintas del arnés anticaídas y no contra el suelo.

La magnitud de la fuerza de impacto depende de varios factores, incluyendo la altura que cae la persona (que determinará la velocidad de caída antes del impacto), el peso (masa) de la persona y la elasticidad o disipación de energía del sistema anticaídas.

En el contexto de un operario que cae desde alturas, la fuerza de impacto puede ser crítica para evaluar la seguridad de las medidas de prevención de caídas y la efectividad de los sistemas de protección. Uno de los objetivos clave de la selección de técnicas y equipos para trabajos en altura es el de minimizar al máximo las fuerzas de choque en caso de que se produzca un caída.


¿CUÁL ES LA FUERZA DE IMPACTO MÁXIMA QUE PUEDE RECIBIR UN OPERARIO DURANTE UNA CAÍDA EN UN TRABAJO EN ALTURAS?

El límite normativo es de 6 kN

En Europa, las normas que fijan el valor máximo son:

  • UNE-EN 355:2002 → Absorbedores de energía: la fuerza máxima transmitida en ensayo dinámico con masa rígida de 100 kg no debe superar 6,0 kN.

  • UNE-EN 360:2023 → Anticaídas retráctiles: mismo límite de 6,0 kN en condiciones de ensayo.

  • Ojo: La UNE-EN 363:2018 define los tipos de sistemas anticaídas, pero no establece el límite de 6 kN.

Extracto de la norma EN 363 de sistemas contra caídas:

Utilizar cualquier sistema anticaídas más allá de lo estipulado por el fabricante en su manual de instrucciones, puede conllevar daños muy graves. Aunque el sistema llegue a detener la caída, un uso incorrecto puede ocasionar que la fuerza de impacto generada nos provoque daños graves o muy graves.

Conversión práctica:

  • 1 kN ≈ 101,97 kgf.

  • 6 kN ≈ 612 kgf (para masa de referencia de 100 kg en el ensayo).

  • Equivale a ≈ 6,1 g de aceleración sobre ese cuerpo.

Esto nos recuerda la necesidad en muchas situaciones de incorporar dispositivos de absorción de energía en nuestros equipos de alturas.

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¿QUÉ TIPO DE LESIONES SE PUEDE PRODUCIR EN LA DETENCIÓN DE LA CAÍDA CON UNA FUERZA DE IMPACTO SUPERIOR A 6 KN?

 

  • Fracturas graves: Las fuerzas de choque extremadamente altas pueden causar fracturas complejas y graves en huesos. Estas lesiones pueden requerir cirugía y rehabilitación prolongada.
  • Lesiones internas: Fuerzas de choque elevadas pueden causar daño a órganos internosvasos sanguíneos y tejidos blandos. Esto puede resultar en hemorragias internas y otros daños graves.
  • Conmociones cerebrales: Si el impacto afecta la cabeza, puede haber una alta probabilidad de conmoción cerebral o lesiones cerebrales traumáticas.
  • Lesiones de columna vertebral: Impactos fuertes pueden dañar la columna vertebral, resultando en lesiones de médula espinal y posiblemente parálisis.
  • Traumatismos torácicos y abdominales: Impactos en el tronco pueden causar lesiones en los órganos torácicos y abdominales, incluyendo los pulmones, corazón, hígado y bazo.
  • Contusiones y hematomas graves: Las fuerzas de choque pueden resultar en hematomas severos y contusiones en el área afectada.
  • Daño articular y de tejidos blandos: Articulaciones, ligamentos y tendones pueden sufrir daños significativos.
  • Lesiones del sistema nervioso periférico: Pueden producirse daños en los nervios periféricos, lo que puede tener consecuencias a largo plazo en la función motora y sensitiva.

¿CÓMO CALCULAMOS LA FUERZA DE CHOQUE?

 

En primer lugar, cabe destacar que existe una diferencia entre los cálculos teóricos y la realidad, dado que existen múltiples factores que intervienen en la caída. Por ello, es esencial el ensayo de los sistemas, tal y como establecen las normas EN de referencia.

Como consideraciones generales sobre la fuerza de choque en una caída durante trabajos en alturas, debemos tener en cuenta que:

  • A mayor masa mayor energía de impacto.
  • A mayor distancia de caída, mayor energía de impacto.
  • A mayor elasticidad del sistema menor energía de impacto.

Para hacer los cálculos, cosa nada sencilla, se usa la siguiente fórmula:

Vamos a ver un ejemplo de cálculo aproximado con un operario de 90 kg en una caída de de 2 mts con un elemento de amarre sin absorbedor de energía en factor de caída 2.

Resultado: Unos 9 kN cuando el máximo permitido es de 6 kN. Se hace patente, para este caso, la necesidad de utilizar un elemento de amarre con absorbedor de energía.


¿CÓMO REDUCIR LA FUERZA DE IMPACTO EN CASO DE CAÍDA?

 

1️⃣ Usar un Absorbedor de energía EN 355

Un absorbedor es un elemento textil diseñado para desgarrarse progresivamente durante la detención de la caída, alargando la distancia de parada y reduciendo así el pico de fuerza transmitido al cuerpo.

  • Normativa: UNE-EN 355 exige que, en ensayo con 100 kg, el pico ≤ 6 kN.

  • Funcionamiento: al activarse, parte de la energía de la caída se convierte en calor y deformación/rotura de las costuras que unen la cinta textil.

  • Errores comunes:

    • Usar eslingas sin absorbedor en trabajos con riesgo de caída (cagada habitual).

    • Llevar absorbedores caducados o que ya se han abierto parcialmente (ojo, estes equipos son de un solo uso).

  • Ejemplo real: caída de factor 2 con cabo de amarre sin absorbedor → 9 kN; con absorbedor → 5,8 kN.

2️⃣ Utilizar un anticaídas retráctil EN 360

Un retráctil limita la distancia de caída porque la cinta/cable permanece tensa y bloquea de inmediato al detectar aceleración brusca.

  • Normativa: UNE-EN 360:2023 mantiene el límite ≤ 6 kN en ensayo.

  • Ventajas:

    • Menor longitud de cuerda/cable en juego → menor energía cinética.

    • Algunos modelos incorporan absorbedor interno o sistema de freno inercial progresivo.

  • Errores comunes:

    • Usar retráctiles demasiado largos en posición baja (pueden generar factor de caída alto).

    • No anclarlos por encima del usuario (aumenta recorrido antes del bloqueo).

  • Ejemplo real: caída con retráctil a 1 m por encima del operario → detención en 0,6 m; sin retráctil y con amarre fijo de 2 m → detención en 2 m.

3️⃣ Planificación del anclaje para minimizar el factor de caída

El factor de caída es la relación entre la distancia libre de caída y la longitud del elemento que la detiene.

  • Objetivo: mantenerlo por debajo de 1 siempre que sea posible.

  • Cómo hacerlo:

    • Anclar por encima de la cabeza, nunca a la altura de los pies.

    • Usar puntos intermedios para reducir distancia de caída libre.

    • Evitar trabajar “por debajo” del anclaje.

  • Ejemplo real de caída con cabo de amarre con absorbedor:

    • Factor 0,3 → caída corta, absorbedor no abre o apenas se abre.

    • Factor 2 → caída severa, máxima energía acumulada antes de parar.

4️⃣ Uso de anclajes deformables o con absorción integrada

Los anclajes deformables están diseñados para ceder o deformarse controladamente cuando reciben una carga de caída, absorbiendo parte de la energía antes de que llegue al arnés del usuario. Podemos aplicarlos tanto a anclajes permanentes como a anclajes temporales.

  • Tipos comunes:

  • Funcionamiento:

    • Al deformarse, aumentan el tiempo de detención y reducen la aceleración (por lo tanto, la fuerza de impacto).

    • Funcionan como un “absorbedor” en el propio punto de anclaje.

  • Ventajas:

    • Reducción significativa de la fuerza transmitida a la estructura y al usuario.

    • Menor riesgo de arrancar el punto de anclaje en estructuras frágiles.

  • Limitaciones:

    • Son de un solo uso: una vez deformados, hay que sustituirlos.

    • Añaden distancia de caída → hay que calcular distancia libre necesaria.

    • No todos los entornos admiten su instalación (por ejemplo, estructuras donde la deformación afecte a la integridad global).

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David Lorenzo
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