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Contenido 1.

5. 6.

FÍSICA DE LAS VIBRACIONES 1.1. ACELERACIÓN EFICAZ INSTRUMENTOS DE MEDIDA, EL VIBRÓMETRO. VIBRACIONES MANO–BRAZO: EFECTOS, EVALUACIÓN Y CONTROL DE LA EXPOSICIÓN VIBRACIONES DEL CUERPO COMPLETO: EFECTOS, EVALUACIÓN Y CONTROL DE LA EXPOSICIÓN EL RD 1311/2005 DETERMINACIÓN Y EVALUACIÓN DE RIESGOS

1.

FÍSICA DE LAS VIBRACIONES

2. 3. 4.

1 2 2 3 5 7 8

Una vibración consiste en el movimiento de un cuerpo sólido alrededor de su posición de equilibrio sin que exista desplazamiento neto del objeto que vibra. Las vibraciones se transmiten por el interior de un objeto y también entre diferentes objetos a través de los puntos de contacto entre los mismos. El movimiento vibratorio más simple es el de tipo sinusoidal. Sin embargo, las vibraciones a las que están expuestos los trabajadores resultan ser una combinación de un gran número de vibraciones simples. Las magnitudes y unidades S.I. que definen un movimiento vibratorio son las siguientes: elongación (m), amplitud (m), periodo (s), frecuencia (Hz), velocidad de vibración (m/s) y aceleración de vibración (m/s2). De estas magnitudes, en prevención de riesgos laborales, nos interesa la frecuencia y la intensidad o energía que transmite la vibración. La frecuencia de la vibración es el número de veces por segundo que se realiza un ciclo completo de oscilación y se mide en hercios (Hz). La intensidad de la vibración puede medirse indistintamente en unidades de desplazamiento, velocidad y aceleración del elemento que vibra. Puesto que las tres magnitudes están relacionadas entre sí, sólo es necesario medir una de ellas para conocer completamente la intensidad de la vibración. En Higiene Industrial se estudian dos modelos distintos de vibración: los que afectan al sistema mano brazo y los que afectan a todo el cuerpo. Son ejemplo de las primeras las vibraciones transmitidas por las herramientas manuales y de las segundas las vibraciones del asiento de un conductor de un vehículo de transporte. 1.1.

ACELERACIÓN EFICAZ

Habitualmente se utiliza el valor eficaz de la aceleración como magnitud característica de la

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intensidad de la vibración, en cuyo caso la unidad de medida es el m/s2. El valor eficaz de la aceleración viene dado por la expresión:

a=√ ❑ ¡OJO! Raíz cuadrada Siendo: a valor eficaz de la aceleración a(t) valor instantáneo de la aceleración 2.

INSTRUMENTOS DE MEDIDA, EL VIBRÓMETRO.

Los vibrómetros son los instrumentos utilizados para la medición de las vibraciones y constan esencialmente de dos partes ▪ Acelerómetro ▪ Circuitos de tratamiento de la señal Para la medida de la intensidad de un vibración, es decir, del valor eficaz de la aceleración se utiliza un transductor llamado acelerómetro. Hoy en día se utilizan, casi exclusivamente acelerómetros piezoeléctricos. El acelerómetro convierte la aceleración del movimiento en una señal eléctrica, que convenientemente tratada en los circuitos del equipo de medida proporciona su valor sobre una pantalla. Hay que tener en cuenta que un acelerómetro sólo es sensible al movimiento en una dirección del espacio. Puesto que el movimiento vibratorio se produce en las tres direcciones del espacio será necesario realizar mediciones combinando la posición del acelerómetro para obtener el valor de cada una de las tres componentes espaciales, o bien utilizar tres acelerómetros. En todo caso, la caracterización completa de una vibración requiere la medida de la amplitud en tres ejes perpendiculares entre sí. Además, como estos equipos incorporan un filtro en tercios de octava, facilitan también los valores de aceleración correspondientes a las frecuencias incluidas en la banda seleccionada. Las vibraciones a las que están expuestos los trabajadores no tiene una frecuencia única, sino que están compuestas por un conjunto de oscilaciones de diferentes frecuencias. No todas las frecuencias son igualmente agresivas, por lo que en los criterios de evaluación, para tenerlo en cuenta, se proponen escalas de ponderación que tienen por objeto modificar el valor de la medición en función de la peligrosidad de cada frecuencia. Las escalas de ponderación son distintas para las vibraciones que afectan al sistema mano-brazo o a todo el cuerpo, y en este caso también son distintas según el eje de medida (longitudinal o transversal respecto al eje cabeza-pie). 3.

VIBRACIONES MANO–BRAZO: EFECTOS, EVALUACIÓN Y CONTROL DE LA EXPOSICIÓN

El RD 1311/2005 proporciona la siguiente definición para la vibración transmitida al sistema manobrazo: “Es la vibración mecánica que, cuando se transmite al sistema humano mano-brazo supone

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riesgos para la salud y la seguridad de los trabajadores, en particular problemas vasculares, de huesos o de articulaciones, nerviosos o musculares”. Una gran variedad de herramientas mecánicas manuales rotativas o de percusión transmiten vibraciones a la mano del trabajador. Entre estas cabe mencionar las siguientes: ▪ Amoladoras ▪ Pulidoras remachadoras ▪ Llaves de impacto ▪ Martillos rompedores ▪ Taladros percutores ▪ Compactadores vibratorios ▪ Segadoras manuales ▪ Sierras de cadena Efectos Los principales efectos son: ▪ Trastornos vasculares Alteraciones circulatorias que a menudo se identifican con palidez intermitente de los dedos. Este trastorno implica un cierre temporal de la circulación sanguínea a los dedos. Se denomina bien “dedo blanco inducido por vibraciones” o síndrome de Raynaud. Inicialmente , los ataque de palidez se presenta en la punta de uno o varios dedos, pero con una exposición continuada el adormecimiento puede afectar a la totalidad de los dedos, llegando a dar lugar a una cianosis permanente y, en casos extremos, necrosis de la piel e incluso gangrena. ▪ Trastornos neurológicos Los trabajadores expuestos a vibraciones pueden experimentar una disminución del tacto, destreza manual y sensibilidad al calor. ▪ Trastornos músculo-esqueléticos Aparecen en los huesos y articulaciones y son similares a los producidos por el envejecimiento y por el trabajo manual pesado. Se ha observado artrosis de la muñeca y del codo en trabajadores expuestos a vibraciones de baja frecuencia y de gran amplitud como los trabajadores de obras publicas y del metal. Evaluación La norma ISO 5349-1 proporciona la guía de evaluación de la exposición de las vibraciones manobrazo mediante la valoración de los parámetros: ▪ Aceleración ponderada en frecuencia ▪ Tiempo diario de exposición La medida de la vibración consiste en determinar el valor eficaz de la aceleración del elemento vibratorio en tres direcciones ortogonales y en un punto próximo al lugar en el que la vibración penetra en la mano. La medición se hará mediante un conjunto de tres acelerómetros que permitan obtener las componentes de la vibración en frecuencias de un tercio de octava comprendidas entre 6,3 y 1250 Hz. Cada una de las componentes se ponderará en frecuencia por medio de una red de filtros que reúna las características específicas definidas en la norma. Control de la exposición

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Para disminuir la exposición a las vibraciones se pueden adoptar medidas tendentes a disminuir: ▪ La magnitud de la aceleración ▪ El tiempo de exposición Para disminuir el nivel exposición se pueden implantar medidas tendentes a: ▪ Reducir la vibración de la máquina Disminuyendo la generación de las vibraciones mediante el adecuado mantenimiento. ▪ Desintonizar las vibraciones Modificando la frecuencia de resonancia por cambio de masa o rigidez de un elemento afectado. ▪ Atenuar la transmisión de la vibración al hombre Interponiendo materiales aislantes o absorbentes de las vibraciones. En concreto, para el caso de las vibraciones mano-brazo se recomiendan las siguientes acciones de control específicas: ▪ Diseño ergonómico de empuñaduras ▪ Uniones de la empuñaduras a las máquinas ▪ Manejo correcto de las herramientas ▪ Mantener las manos calientes y secas ▪ Sujetar las herramientas con la menor fuerza prensil posible compatible con un uso seguro ▪ Uso de guantes antivibratorios ▪ Reducción del tiempo de trabajo así como introducción de pequeños descansos 4.

VIBRACIONES DEL CUERPO ENTERO: EFECTOS, EVALUACIÓN Y CONTROL DE LA EXPOSICIÓN

En el RD 1311/2005 aparece la siguiente definición para la vibración transmitida al cuerpo entero: “Es la vibración mecánica que, cuando se transmite a todo el cuerpo, conlleva riesgos para la salud y la seguridad de los trabajadores, en particular, lumbalgias y lesiones de la columna vertebral”. La exposición a vibraciones del cuerpo completo está ampliamente extendida en el mundo laboral, siendo los grupos con mayor riesgo: ▪ Conductores de maquinaria de obras públicas y tractores ▪ Conductores de camiones y autobuses ▪ Conductores de carretillas elevadoras Efectos Los principales efectos son: ▪ Lesiones de espalda Daños en la columna vertebral, en especial en la región lumbar. Los conductores de vehículos, además de la exposición a vibraciones del cuerpo completo, están expuestos a otros factores que incrementan la tensión en la espalda, como son permanecer mucho tiempo en espacios limitados y la adopción de malas posturas y en el caso de conductores de camiones también el manejo manual de cargas.

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▪ Trastornos digestivos Los estudios realizados muestran una prevalencia de las molestias gastrointestinales en conductores de vehículos, si bien no está completamente demostrado que se deba a la exposición a vibraciones del cuerpo completo. ▪ Alteraciones en los órganos reproductores femeninos Las vibraciones pueden tener algunos efectos específicos en la mujer como son los desórdenes en la menstruación y, en algunos casos, nacimientos anormales. ▪ Problemas circulatorios Parece existir una relación entre la exposición a vibraciones y la aparición de hemorroides y varices. En los conductores al efecto de las vibraciones viene a sumarse el que éstos permanecen largos periodos de tiempo sentados. ▪ Pérdida de audición La exposición prolongada a vibraciones potencia la pérdida de audición debida al ruido. Evaluación La norma ISO 2631-1 establece el método para la evaluación de la exposición a las vibraciones transmitidas al cuerpo completo mediante la valoración de los parámetros: ▪ Aceleración ▪ Frecuencia ▪ Tiempo diario de exposición La vibración debe medirse mediante un conjunto de tres acelerómetros de forma que se obtenga el valor de la aceleración eficaz en el punto de contacto entre el cuerpo humano y el objeto que vibra. Se consideran la frecuencias comprendidas entre 1 y 80 Hz.. Cada una de las componentes(x, y, z) se pondera en frecuencia por medio de una red de filtros que reúna las características específicas definidas en la norma. La aceleración eficaz ponderada en cada eje se denomina: awx, awy y awz . A partir de estos valores se calcula A(8) y se compara con los valores indicados en el art. 3.2 del RD 1311/2005. Se toma como valor del parámetro A(8) el mayor de los tres valores siguientes:

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donde: αwz representa el valor eficaz de la aceleración ponderada en frecuencia según los ejes ortogonales x, y, z (tal como se definen en la norma ISO 2631-1:1997 a la que remite el anexo del Real Decreto 1311/2005); Texp corresponde al tiempo de exposición y T0 al tiempo de referencia de 8 horas. Control de la exposición Igual que en el caso anterior, para disminuir la exposición a las vibraciones se pueden adoptar medidas tendentes a disminuir: ▪ La magnitud de la aceleración ▪ El tiempo de exposición También igual que antes, para disminuir el nivel exposición se pueden implantar medidas tendentes a: ▪ Reducir la vibración de la máquina Disminuyendo la generación de las vibraciones mediante el adecuado mantenimiento. ▪ Desintonizar las vibraciones Modificando la frecuencia de resonancia por cambio de masa o rigidez de un elemento afectado. ▪ Atenuar la transmisión de la vibración al hombre Interponiendo materiales aislantes o absorbentes de las vibraciones. En concreto, para el caso de las vibraciones transmitidas a todo el cuerpo se recomienda: ▪ El diseño de los asientos de los vehículos y sus puntos de anclaje son elementos prioritarios para reducir las vibraciones. ▪ También ahora la reducción del tiempo de trabajo puede ser medidas muy efectiva, así como introducir pequeños descansos.

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EL RD 1311/2005

Traspone al derecho español la Directiva 2002/44/CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 25 de junio de 2002 sobre disposiciones mínimas de seguridad y salud relativas a la exposición de los trabajadores derivados de los agentes físicos (vibraciones). Esta Directiva, que es la decimosexta Directiva específica con arreglo al apartado 1 del artículo 16 de la Directiva 89/391/CEE, establece las disposiciones mínimas en materia de protección de los trabajadores contra los riesgos para su seguridad y salud originados o que puedan originarse por la exposición a vibraciones mecánicas. Definiciones El RD 1311/2005 incluye las definiciones anteriormente expuestas: ▪ Vibración transmitida al sistema mano-brazo ▪ Vibración transmitida al cuerpo entero Valores límite de exposición El RD 1311/2005 establece los siguientes valores: Para la vibración transmitida al sistema mano-brazo, el valor límite de exposición diaria normalizado para un periodo de referencia de 8 horas se fija en 5 m/s2. Para la vibración transmitida al cuerpo entero, el valor límite de exposición diaria normalizado para un periodo de referencia de 8 horas se fija en 1,15 m/s2. Valores de exposición que dan lugar a una acción Además de los valores límite la Directiva establece otros valores inferiores a partir de los cuales han de tomarse ya algunas acciones encaminadas a controlar el riesgo. Para la vibración transmitida al sistema mano-brazo, el valor de exposición diaria normalizado para un periodo de referencia de 8 horas que da lugar a una acción se fija en 2,5 m/s2. Para la vibración transmitida al cuerpo entero, el valor de exposición diaria normalizado para un periodo de referencia de 8 horas que da lugar a una acción se fija en 0,5 m/s2.

6.

DETERMINACIÓN Y EVALUACIÓN DE RIESGOS

El nivel de exposición del trabajador a la vibración transmitida al sistema mano-brazo se evaluará en base al cálculo del valor de exposición diaria, normalizado para un periodo de referencia de 8 horas A(8), expresada como la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados (valor total) de los valores eficaces de aceleración ponderada en frecuencia determinados según los ejes ortogonales ahwx, ahwy y ahwz, siguiendo lo indicado en la norma ISO 5349-1 (2001). El nivel de exposición del trabajador a la vibración transmitida al cuerpo entero se evaluará en base al cálculo de la exposición diaria A(8), expresada como la aceleración continua equivalente para un periodo de 8 horas, calculada como el mayor de los valores eficaces, o el mayor de los valores de dosis de vibración, de las aceleraciones ponderadas en frecuencia determinadas según

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tres ejes ortogonales (1,4 awx, 1,4 awy y awz para un trabajador sentado o de pie) siguiendo lo indicado en la norma ISO 2631-1 .

Disposiciones encaminadas a evitar o reducir la exposición Teniendo en cuenta los avances técnicos y la disponibilidad de medidas de control del riesgo en su origen, los riesgos derivados de la exposición a vibraciones mecánicas deberán eliminarse en su origen o reducirse al nivel más bajo posible. Para lo cual, el empresario establecerá un programa de medidas técnicas u organizativas destinado a reducir al mínimo la exposición a vibraciones y los riesgos que se derivan de la misma, tomando en consideración, especialmente las siguientes acciones: ▪ Otros métodos de trabajo que reduzcan la necesidad de exponerse a vibraciones. ▪ La elección del equipo de trabajo adecuado, bien diseñado ergonómicamente y generador del menor nivel de vibraciones posible. ▪ El suministro de equipo auxiliar que reduzca los riesgos de lesión por vibraciones (asientos que reduzcan las vibraciones transmitidas al cuerpo entero). ▪ Programas apropiados de mantenimiento de equipos. ▪ La concepción y disposición de los lugares y puestos de trabajo. ▪ La información y formación para enseñar a los trabajadores el manejo correcto del equipo de trabajo. ▪ La limitación de la duración e intensidad de la exposición. ▪ La fijación de horarios adecuados con suficientes periodos de descanso. ▪ El suministro de ropa adecuada que proteja del frío y la humedad. Información y formación de los trabajadores Los trabajadores deberán recibir formación e información en relación con los siguientes aspectos: ▪ Las medidas tomadas para eliminar o reducir al mínimo los riesgos derivados de las vibraciones. ▪ Los valores límite de exposición y los valores que dan lugar a una acción. ▪ Los resultados de las evaluaciones y mediciones de la vibración y las lesiones que podría acarrear el equipo de trabajo utilizado. ▪ El modo de detectar e informar sobre signos de lesión. ▪ Las circunstancias en que los trabajadores tienen derecho a un control de su salud. ▪ Las prácticas de trabajo seguras con el fin de reducir al mínimo la exposición a vibraciones mecánicas. Control de la salud El control de la salud, cuyos resultados se tendrán en cuenta al aplicar medidas preventivas en un lugar de trabajo concreto, tendrá como objeto la prevención y el diagnóstico precoz de cualquier daño para la salud como consecuencia de la exposición a vibraciones. Dicho control será apropiado cuando: ▪ La exposición del trabajador a las vibraciones sea tal que pueda establecerse una relación entre dicha exposición y una enfermedad determinada o un efecto nocivo para la salud. ▪ Haya probabilidades de contraer dicha enfermedad o padecer el efecto nocivo en las condiciones concretas del trabajador. ▪ Existan técnicas probadas para detectar la enfermedad o el efecto nocivo para la salud. En cualquier caso, todo trabajador expuesto a niveles de vibraciones superiores a los valores que dan lugar a una acción. BIBLIOGRAFÍA:

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UT 5 Vibraciones Libro Higiene Industrial (INSHT) capítulo 7 Ponencia: Vibraciones cuerpo entero (insht) NTP 839 Guía Técnica RD 1311/2005 Ponencia: Evaluación de las vibraciones mecánicas (insht)

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