Vibraciones - Guia Trabajos Pesados

MODULO Nº 5

Ambiente Físico

“VIBRACIONES MECANICAS ”

Capitulo extraído del libro

“GUÍA PARA LA EVALUACIÓN DE TRABAJOS PESADOS, CON ESPECIAL REFERENCIA A SOBRECARGA FÍSICA Y AMBIENTAL”

Elías Apud et al, 2002

Diplomado en Ergonomía

Unidad de Ergonomía-Universidad de Concepción

1

Tema Pagina

9.1. CONCEPTOS GENERALES 2 9.2. EFECTOS DE LAS VIBRACIONES EN EL SER HUMANO 4 9.3. LÍMITES DE EXPOSICIÓN A VIBRACIONES 6 9.4. CALIFICACIÓN DE TRABAJO PESADO 9 9.5. REFERENCIAS 12



2

VIBRACIONES MECANICAS

9.1. CONCEPTOS GENERALES Existen muchas condiciones en las cuales los seres humanos se encuentran expuestos a vibraciones mecánicas, ya sea cuando conducen vehículos, utilizan herramientas de potencia o cuando navegan. Cada una de estas situaciones puede provocar diversos efectos en las personas, desde una ligera molestia, hasta un deterioro en el desempeño y la salud. En términos físicos, una vibración se define como cualquier movimiento, desplazamiento u oscilación mecánica periódica, regular o irregular de un cuerpo respecto de su posición de equilibrio (Wilson et al., 1992). En el ámbito industrial, la exposición a vibraciones mecánicas es frecuente en ciertos grupos de actividades y de cargos, entre los cuales los más citados son: • Conductores de camiones • Operadores de maquinaria en la agricultura y sector forestal • Operadores de herramientas neumáticas manuales • Operadores de motosierras En general, las vibraciones que afectan al ser humano se dividen en dos grandes grupos, aquellas que se transmiten a la totalidad del cuerpo y la de tipo local, destacando las que tienen efecto sobre el sistema mano-brazo. En este sentido, al analizar la respuesta de las personas expuesta a vibraciones, es necesario considerar los siguientes aspectos (INSHT, 1994) (ISP, 1997): • Punto de aplicación en el cuerpo: como se ha señalado, las vibraciones pueden

transmitirse a la totalidad del cuerpo del trabajador o actuar en forma local, particularmente a nivel del sistema mano-brazo.

• Dirección del movimiento: el efecto de la vibraciones en el cuerpo humano también depende de la dirección que estas presentan, definiéndose en función de tres componentes ortogonales: "x", "y" , "z". En las figuras 9.1 y 9.2 se ilustran estos ejes para vibraciones transmitidas a todo el cuerpo y al sistema mano brazo, respectivamente.

• Frecuencia de las oscilaciones: corresponde al número de ciclos completos de desplazamiento que un cuerpo experimenta por unidad de tiempo y se expresa en Hertz o ciclos por segundo.

• Aceleración de las oscilaciones: establece la intensidad de las vibraciones y se expresa en m/seg2 ó g (aceleración gravitacional).

• Tiempo de exposición: los efectos de la vibración dependen en gran medida de su duración, existiendo una relación directa entre el tiempo de exposición y el incremento del daño en la salud del sujeto.

• Frecuencia propia y resonancia: cada órgano del cuerpo tiene la propiedad de atenuar las vibraciones que experimenta en frecuencias específicas. A modo de ejemplo, la columna vertebral tiene una frecuencia propia de 3,5 a 4 Hz, mientras que la cabeza tiene una frecuencia propia de 20 a 30 Hz. Por otro lado, la resonancia inhibe la capacidad de atenuación de las vibraciones de los diferentes órganos del cuerpo y se



3

presenta cuando la frecuencia excitatoria es igual a la frecuencia propia de los órganos.

• Factores individuales: existen variables individuales que hacen más vulnerables a las personas expuestas a las vibraciones. Por ejemplo, una mala condición física, la obesidad y trastornos músculo-esqueléticos preexistentes, son factores que reducen la tolerancia a las vibraciones.

Figura 9.1 Dirección de las vibraciones trasmitidas a todo el cuerpo

Figura 9.2 Dirección de las vibraciones transmitidas al sistema mano-brazo



4

9.2. EFECTOS DE LAS VIBRACIONES EN EL SER HUMANO 9.2.1. Efectos generales El ser humano es capaz de percibir vibraciones desde 0.5 Hz hasta 100 Hz e incluso 10000 Hz, a ciertas intensidades. El cuerpo como un todo percibe las vibraciones a través del oído interno y estímulos propioceptivos. Cuando las frecuencias son mayores, se perciben sensaciones táctiles. 9.2.2. Efectos de vibraciones transmitidas a todo el cuerpo Este tipo de vibraciones son generadas principalmente por medios de transporte y maquinaria de trabajo. Las vibraciones son transmitidas preferentemente desde los asientos o pisos de los vehículos o máquinas, afectado al cuerpo como conjunto y a cada uno de sus órganos. En cuanto a los efectos de las vibraciones, éstas pueden extenderse desde una simple molestia a trastornos fisiológicos y patológicos. La magnitud del efecto dependerá en gran medida de la frecuencia de excitación, del nivel de aceleración de las oscilaciones y del tiempo de exposición (Wilson et al., 1992). Vibraciones entre 1 a 20 Hz, muy comunes en los vehículos y en la industria, son particularmente molestas y fatigantes. Las personas se ven adversamente afectadas en el rango de frecuencia de 1 a 20 Hz y son particularmente vulnerables en el rango de 1 a 10 Hz. Grandjean (1982), resume una serie de molestias en personas expuestas a vibraciones. Entre ellas menciona: • Interferencia en la respiración, especialmente severas frente a vibraciones de 1 a 4

Hz. • Molestias, incomodidad y dolor a nivel torácico y abdominal, principalmente de 4 a 10

Hz. • Dolor de espalda, particularmente en el rango de 8 a 12 Hz. • Tensión muscular, dolores de cabeza, tensión ocular, dificultades en el lenguaje

hablado, en frecuencias de 10 a 20 Hz . • Además se mencionan malestares propios de los viajes, con nauseas y vómitos,

provocados por oscilaciones de 0.2 a 0.7 Hz con el máximo efecto a los 0.3 Hz. • Otras sensaciones que experimentan las personas expuestas son disnea, entre 1 a 3

Hz; malestar en general y respuestas de ansiedad En términos generales, las personas reaccionan a este tipo de condición de trabajo, inicialmente, con una respuesta subjetiva, determinando así, un rango de frecuencia en que puede ser afectado su comodidad o confort y el desempeño. Exposiciones a altas intensidades pueden incrementar la sensación de molestia, acompañado de un sentimiento de inseguridad que puede llevar a la persona a experimentar ansiedad o miedo. Además, se presenta una sensación de malestar generalizado, agravado por las frecuencias de resonancia del cuerpo entero.



5

Por otra parte, las exposiciones diarias a vibraciones en un lugar de trabajo, pueden provocar daño en los órganos afectados. Las oscilaciones verticales, si el trabajador está de pie o sentado (por ejemplo en un vehículo) pueden provocar cambios degenerativos en la columna vertebral. En personas que conducen vehículos de trabajo, particularmente estudios efectuados en conductores de tractores y maquinaria pesada, se ha encontrado evidencia de desgaste y deterioro en los discos intervertebrales, así como trastornos intestinales, problemas de próstata y hemorroides (INSHT, 1994). Respecto de efectos en el desempeño, las vibraciones afectan la percepción visual, ya que la agudeza visual se reduce, la imagen del campo visual se torna inestable y borrosa, afectando el procesamiento mental de la información y las destrezas. Las aberraciones visuales medibles aparecen a partir de los 4 Hz y los mayores efectos, en el rango de los 10 a 30 Hz. Vibraciones de 50 Hz y una aceleración oscilatoria de 2 m/seg2, reducen en un 50 % la agudeza visual (Wilson et al., 1992). En cuanto a los efectos de las vibraciones en el desempeño, es posible identificar: • Efectos en la visión, por el traslape de las imágenes en la retina, lo cual provoca

confusión, con la consiguiente pérdida de discriminación visual fina. • Cognitivamente, se dificulta la percepción de los estímulos visuales. • Los músculos y extremidades se someten a tensiones excesivas para equilibrar el

efecto vibratorio, lo que favorece la fatiga física. • Trastornos en el lenguaje hablado. 9.2.3. Efectos de vibraciones trasmitidas al sistema mano-brazo. Este tipo de vibraciones son generadas por herramientas de potencia y transmitidas preferentemente desde los mangos o empuñaduras, hacia los dedos y manos de los trabajadores. De este modo, las principales región del cuerpo afectadas son manos y brazos, identificándose los siguientes tipos de trastornos: • Trastornos vasculares o de “dedos blancos": este tipo de alteración es generada por

herramientas de potencia con frecuencias entre 25 y 300 Hz. Las vibraciones provocan vasoconstricción periférica en los dedos de la mano. A menudo, los daños que generan en el organismo se manifiestan después de varios años de exposición. En las etapas tempranas del trastorno, se experimenta una sensación de hormigueo en los dedos y de entumecimiento. En etapas posteriores, se experimenta palidez de una o más yemas de los dedos con o sin hormigueo o entumecimientos. En estadios avanzados, se presenta una palidez extensa de todos los dedos, con episodios en verano e invierno. Este tipo de trastorno presenta síntomas similares a los de la enfermedad primaria de Raynaud (NIOSH, 1989)(INSHT, 1994) Bostrand (FAO, 1992), describe una escala donde se establece una relación entre la aparición de los síntomas del Síndrome de Raynaud de origen profesional y sus efectos en el desempeño. Al respecto, se indica que si el trabajador presenta palidez en una o más yemas de los dedos con o sin hormigueo o entumecimiento, no habrá interferencia con la actividad laboral. En cambio si el trabajador, en faenas de invierno, siente que se le entumecen los dedos y tiene palidez completa de uno o más dedos, estos síntomas afectarán su desempeño en el trabajo, en el hogar y en las actividades sociales. Y si esto ocurre tanto en invierno como en verano, el sujeto



6

deberá cambiar de ocupación para evitar futuras exposiciones a vibraciones, por la gravedad de los síntomas. Esto ejemplifica la severidad del daño progresivo que produce la exposición a vibraciones en el sujeto, llevándolo hasta una condición incapacitante e irrecuperable.

• Trastornos de articulaciones y huesos: herramientas tales como martillos neumáticos

pesado, que funciona a frecuencias bajo 40 Hz, pueden ocasionar síntomas degenerativos en articulaciones y en tendones, particularmente en los segmentos de muñeca, codo y ocasionalmente en el hombro (NIOSH, 1989)(INSHT, 1994).

• Trastornos neurológicos: Asociado a las alteraciones vasculares existe una pérdida

de sensibilidad en los dedos de la mano. Esta enfermedad se ha identificado en mineros que utilizan taladros que funcionan a altas frecuencias de vibraciones y entre los trabajadores forestales que utilizan motosierras cuyas frecuencias van entre 50 y 200 Hz. La consecuencia de esta exposición es que los trabajadores reducen su habilidad para sostener y controlar objetos (NIOSH, 1989).

• Efectos en el desempeño: Uno de los efectos asociados a vibraciones es la pérdida de precisión y coordinación en las reacciones motoras y en el control general, en especial en labores que requieran de motricidad fina (NIOSH, 1989).

9.3. LÍMITES DE EXPOSICIÓN A VIBRACIONES El Decreto Supremo Nº 594 del Ministerio de Salud, que reglamenta las “Condiciones sanitarias y ambientales básicas en los lugares de trabajo”, establece límites de exposición a vibraciones que comprometen el cuerpo en su totalidad y las que afectan el componente mano-brazo. a) Para exposición de cuerpo entero El artículo 86º señala que las mediciones de la exposición a vibración se deberán efectuar con un sistema de transducción triaxial, con el fin de registrar con exactitud la aceleración vibratoria generada por la fuente, en la gama de frecuencias de 1 Hz a 80 Hz. Este artículo también plantea que la medición se deberá efectuar en forma simultanea para cada eje (az, ax y ay), considerándose como magnitud el valor de la aceleración equivalente ponderada en frecuencia (Aeq), expresada en metros por segundo al cuadrado (m/seg2). Respecto de la aceleración equivalente ponderada en frecuencia, es importante señalar que los efectos de las vibraciones dependen de la frecuencia que presenten las oscilaciones excitatorias. Ello está determinado en forma importante por el fenómeno de resonancia, que experimentan los órganos corporales a determinadas frecuencias excitatorias. En otras palabras en rangos definidos de frecuencias el ser humano es menos tolerante a las vibraciones. De este modo, los instrumentos de medición ponderan la señal de la intensidad de las vibraciones según la frecuencia y entregan registros bajo la denominación de aceleración equivalente pondera. Por su parte el artículo 87º, indica que la aceleración equivalente ponderada en frecuencia (Aeq) máxima permitida para una jornada de 8 horas, según eje de medición, será la que se indica en la tabla 9.1



7

Tabla 9.1. Aceleración equivalente ponderada máxima permitida para una jornada de 8 horas.

Eje de Medición Aeq Máxima permitida (m/s2)

Z X Y

0,63 0,45 0,45

En el caso que la aceleración equivalente ponderada sea diferente a las señaladas en el artículo 87º, los tiempos de exposición corresponden a los descritos en el artículo 88º. Los valores son los indicados en la tabla 9.2. Tabla 9.2. Tiempos máximos de exposición a vibraciones transmitidas a todo el cuerpo

Tiempo de Exposición

Aeq Máxima Permitida (m/s2)

(horas) Z X Y 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

0,5

0,50 0,53 0,56 0,59 0,63 0,72 0,82 0,95 1,10 1,30 1,57 2,04 2,51

0,35 0,38 0,39 0,42 0,45 0,50 0,56 0,63 0,71 0,82 0,97 1,23 1,49

0,35 0,38 0,39 0,42 0,45 0,50 0,56 0,63 0,71 0,82 0,97 1,23 1,49

b) Para la exposición del componente mano-brazo El Artículo 91º indica que las mediciones de la exposición a vibraciones se efectuará con un transductor pequeño y de poco peso, con el fin de registrar con exactitud la aceleración vibratoria generada por la fuente, en la gama de frecuencias de 5 Hz a 1500 Hz. Este artículo señala también que la medición se deberá efectuar en forma simultanea en los tres ejes de coordenadas (Zh, Xh e Yh). En cuanto a los tiempos de exposición, el artículo 92º indica que la aceleración equivalente máxima, medida en cualquier eje, será la base para efectuar la evaluación de la exposición a vibraciones del segmento mano-brazo, la cual no deberá sobrepasas los valores indicados en la tabla 9.3



8

Tabla 9.3. Tiempos de exposición y aceleración vibratoria máxima para el componente mano - brazo

Tiempo de Exposición (T) (hrs.)

Aceleración Vibratoria Máxima (m/s2)

4 < T ≤ 8 2< T ≤ 4 1< T ≤2

T ≤ 1

4,0 6,0 8,0

12,0

Si la exposición diaria a vibración en una determinada dirección comprende varias exposiciones a distintas aceleraciones equivalentes en frecuencia, se obtendrá la aceleración total equivalente ponderada en frecuencia, a partir de la formula descrita en el artículo 93º, donde:

T = Tiempo total de exposición (aeq)i = Aceleración equivalente ponderada en un determinado período de exposición. Ti= Duración del período de exposición a una determinada (aeq)i Respecto de los tiempos de exposición a una aceleración total equivalente ponderada en frecuencia Aeq (T), ésta no deberá exceder los valores señalados en el Artículo 92º, los cuales están descritos en la tabla 9.3.

n

Aeq (T) = [ 1/T Σ (aeq)i2 x Ti]1/2 i=1



9

9.4. CALIFICACIÓN DE TRABAJO PESADO La calificación del trabajo pesado por exposición a vibraciones se basa en los artículos del Párrafo III del Decreto Supremo Nº 594, referidos a exposición segmentaria del componente mano-bazo y de cuerpo entero. En primera instancia registre la información del cuadro que se adjunta, referida a las características de la exposición de los trabajadores. Tipo de máquina o herramienta

Punto de aplicación de las vibraciones

Tiempo de exposición durante la jornada

Duración de la jornada

9.4.1. Calificación de la exposición a vibraciones transmitidas al componente mano-brazo. Registrar la magnitud de las vibraciones, mediante instrumentos que permitan efectuar mediciones en forma simultánea en los tres ejes de coordenadas. a) Intensidad de las vibraciones: registrar la aceleración equivalente ponderada en frecuencia para cada eje. Aceleración equivalente ponderada en frecuencia (m/seg2)

X Y Z

• Establezca si las aceleraciones equivalentes máximas son excedidas. Para ello,

refiérase a la tabla siguiente. Se considerará que el trabajo es pesado, si para cualquiera de los ejes, la aceleración equivalente pondera en frecuencia excede los tiempos de exposición (T).

Tiempos de exposición y Aceleración Vibratoria Máxima para el componente mano - brazo

Tiempo de Exposición (T) (hrs.)


4 < T ≤ 8 2< T ≤ 4 1< T ≤2

T ≤ 1

4,0 6,0 8,0

12,0 El trabajo puede ser calificado como pesado: SI/NO



10

b) Si la exposición diaria a vibración en una determinada dirección comprende varias exposiciones a distintas aceleraciones equivalentes en frecuencia, establezca la aceleración total equivalente ponderada en frecuencia Aeq(T).

Aceleración total equivalente ponderada en frecuencia (m/seg2)

X Y Z

• Establezca si la aceleración equivalente ponderada es excedida. Para ello, refiérase a

la tabla siguiente. Se considerará que el trabajo es pesado, si para cualquiera de los ejes, la aceleración total equivalente ponderada excede los tiempos de exposición (T).

Tiempos de exposición y Aceleración Vibratoria Máxima para el componente mano –

brazo

Tiempo de Exposición (T) (hrs)


4 < T ≤ 8 2< T ≤ 4 1< T ≤2

T ≤ 1

4,0 6,0 8,0

12,0 El trabajo puede ser calificado como pesado: SI/NO 9.4.2. Calificación de la exposición a vibraciones transmitidas al cuerpo como un todo: Registrar la magnitud de las vibraciones, mediante instrumentos que permitan efectuar mediciones en forma simultánea en los tres ejes de coordenadas. a) Intensidad de las vibraciones: registrar la aceleración equivalente ponderada en frecuencia (Aeq) para cada eje. Aceleración equivalente ponderada en frecuencia (m/seg2)

X Y Z

• Establezca si se exceden las aceleraciones equivalentes ponderadas en frecuencias

máximas permitidas. Para ello, refiérase a la tabla siguiente. Se considerará que el trabajo es pesado, si para cualquiera de los ejes, la aceleración equivalente ponderada en frecuencia excede la aceleración equivalente ponderada máxima permitida.



11

Aceleración equivalente ponderada en frecuencia Aeq máxima permitida para una jornada

de 8 horas.

Eje de Medición Aeq Máxima permitida (m/s2)

Z X Y

0,63 0,45 0,45

El trabajo puede ser calificado como pesado: SI/NO Para aceleraciones equivalentes ponderadas en frecuencias diferentes a las del artículo 87º, verifique si para cada eje se excede el tiempo de exposición. Para ello, refiérase a la tabla siguiente. Se considerará que el trabajo es pesado, si para cualquiera de los ejes, los valores de la aceleración equivalente ponderada en frecuencia excede los tiempos de exposición de los trabajadores.

Tiempos máximos de exposición a vibraciones transmitidas a todo el cuerpo

Tiempo de Exposición

Aeq Máxima Permitida (m/s2)

(horas) Z X Y 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

0,5

0,50 0,53 0,56 0,59 0,63 0,72 0,82 0,95 1,10 1,30 1,57 2,04 2,51

0,35 0,38 0,39 0,42 0,45 0,50 0,56 0,63 0,71 0,82 0,97 1,23 1,49

0,35 0,38 0,39 0,42 0,45 0,50 0,56 0,63 0,71 0,82 0,97 1,23 1,49

El trabajo puede ser calificado como pesado: SI/NO



12

9.5. REFERENCIAS Decreto Supremo 594. Ministerio de Salud. Reglamento sobre Condiciones sanitarias y ambientales básicas en los lugares de trabajo. 2001 FAO. Introduction to ergonomics in forestry in developing countries. Rome, 1992. Fraser, M.,T. The Worker at Work. Ed. Taylor & Francis, London, 1989. Grandjean, E. Fitting the Task to the Man. Ed. Taylor & Francis Ltd., London, 1982. Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo. Vibraciones en el lugar de trabajo. España, 1994. Instituto de Salud Pública, Ministerio de Salud de Chile. Manual básico sobre mediciones y toma de muestras ambientales y biológicas en Salud Ocupacional, 1997. NIOSH, Public Health Service. Criterio for recomended standard: Occupational exposure to Hand – Arm vibration. Cincinnati, Ohio, 1989. Rodahl, K. The Physiology of Work. Ed. Taylor & Francis Ltd., London, 1989. Wilson, J. and Corlett, E. Evaluation of human work: A practical ergonomics methodology. Taylor & Francis, 1992.

Vibraciones - Guia Trabajos Pesados

Documents

Transcript of Vibraciones - Guia Trabajos Pesados