HIGIENE Y SEGURIDAD INDUSTRIAL

1. HIGIENE Y SEGURIDAD INDUSTRIAL TEMA: VIBRACIÓN

2. HISTORIA DEL ANÁLISIS DE VIBRACIÓN El primero analizador de vibración fue el cerebro humano, combinado con los sentidos del oído y del tacto, y todavía es uno de los mejores cuando el sujeto está bien entrenado . Muchos operadores de máquinas y gente de mantenimiento son capaces de diagnosticar problemas de máquinas por el tacto y con el uso de su fiel mango de escoba o desarmador para transmitir el sonido de un rodamiento al oído. El mecanismo del oído humano es extremadamente apto para reconocer patrones y muchas veces es capaz de reconocer las firmas distintivas, causadas por un defecto tal como una astilla en el anillo de un rodamiento con bolas. Los primeros medidores de vibración fueron introducidos en los años 1950. Ellos medían el nivel general o nivel de banda ancha de vibración en maquinaria, o bien en mils (milésimos de pulgada) pico a pico de desplazamiento vibratorio o en pulgadas por segundo ( PPS ) de velocidad vibratoria. Un poco más tarde, los filtros análogos fueron agregados para poder hacer la diferencia entre los componentes de frecuencia diferente y de esta manera producir una especie de espectro de vibración.

3. PRINCIPIOS DEL ANÁLISIS DE VIBRACIÓN. Cada maquina que esta fallando – no importando si la falla es de naturaleza mecánica o eléctrica- genera vibraciones a una especifica frecuencia. Por ejemplo, el desbalanceo ocurre a una frecuencia de valor igual a la velocidad de rotación de la flecha. Esto es por que el punto de desbalanceo del rotor, pasa través del censor de vibración una vez por cada revolución de la flecha. De forma similar, otras frecuencias que son leídas a través de los instrumentos, corresponden a otro tipo de fallas comunes como: desalineamiento, cavitación, defectos en las bandas o bandas flojas, aflojamiento en la cimentación o base, daños en los rodamientos y muchos otros defectos. Un espectro de vibración es una imagen de calculo de datos que nos muestra los datos de frecuencia contra amplitud. La frecuencia ayuda a determinar el origen de la vibración, mientras la amplitud ayuda a determinar el grado de severidad del problema.

4. EXPOSICIÓN A VIBRACIONES MANO-BRAZO La exposición a vibraciones mano-brazo se da en condiciones de trabajo donde la intensidad de la vibración es transmitida a las manos y brazos del trabajador procedente de maquinaria, herramientas o útiles vibrátiles . La exposición a vibración requerida para causar alteraciones depende de diferentes parámetros siendo los más importantes la magnitud de la vibración, la frecuencia y la duración de la exposición tanto diaria como acumulada. SÍNDROME VIBRACIÓN MANO-BRAZO Se refiere a un grupo de alteraciones asociadas a exposición a vibraciones a nivel de los dedos, manos y brazos. Entre ellas tenemos: Alteraciones vasculares: dedo blanco inducido por vibraciones... Alteraciones músculo esqueléticas: enfermedad de Kienbock’s... Alteraciones neurológicas: síndrome del Túnel Carpiano. MEDIDAS PREVENTIVAS La prevención de los daños causados por la transmisión de vibraciones a la zona mano-brazo requiere la implantación de procedimientos técnicos, médicos y organizativos.

5. Procedimientos Técnicos Identificación de las fuentes principales de vibraciones y medida de la exposición. Selección de maquinaria con bajo nivel de vibraciones y con sistemas antivibratorios. Protección personal. Medidas Organizativas Reducción de la exposición a vibraciones. Formación e información. Medidas Médicas Reconocimientos preempleo Vigilancia médica Promoción de la salud en el trabajo VIBRACIÓN MANO-BRAZO TRANSMITIDAS POR MÁQUINAS Los procesos y las máquinas que transmiten vibraciones a las manos y a los brazos del trabajador están ampliamente distribuidos en diferentes actividades industriales. Algunos ejemplos de este tipo de herramientas son los martillos remachadores, martillos perforadores, lijadoras, perforadoras, amoledoras, sierras circulares... Prevención técnica La prevención técnica está fuertemente comentada en la legislación europea tanto en protección personal como en máquinas. El acercamiento de la legislación Europa en la que se refiere a maquinaria nos obliga a buscar una reducción de la magnitud de la vibración en su fuente.

6. Sin embargo, aún teniendo en cuenta el progreso técnico y lo que significa reducir la vibración, puede que sea necesario el uso de equipos de protección personal (EPI). • Los procedimientos técnicos para reducir la exposición incluyen: • Identificación de las principales fuentes de vibración y evaluación de la exposición. • Selección de maquinaria de baja vibración y sistemas antivibratorios. • Protección personal. • EVALUACIÓN DE LA EXPOSICIÓN A LA VIBRACIÓN MANO-BRAZO. IDENTIFICACIÓN DEL RIESGO. • Para valorar la exposición a la vibración mano-brazo deberíamos medir el valor total de la vibración de la aceleración ponderada en m/g2:Ahwi: r.m.s. Frecuencia de aceleración ponderada en eje i(m/g2) . • Este valor de igual importancia a todos los componentes. El valor de la aceleración en las diferentes direcciones se mide en el rango de frecuencia entre 8 y 1000 Hz que se supone que son las frecuencias que afectan al sistema mano-brazo en el hombre. • La exposición Vibratoria Diaria se deriva de la magnitud de la vibración y de la duración de dicha exposición.

7. T = duración exposición vibratoria (horas) T0= tiempo de referencia ( 8 horas) T está basado en la frecuencia equivalente a 8 horas de energía ponderada por su aceleración. En el caso de varias exposiciones a vibraciones de distinta magnitud: Estimación de la exposición Valores de A(8) que cabrían esperar que produjeran episodios de dedo blanco en el 10 % de los trabajadores expuestos durante Dy años. Dy años 1 2 4 8 A(8) m/g2 26 14 7,1 3,7 La interpolación de las condiciones de exposición permite el uso de la siguiente selección:

8. 2) SELECCIÓN DE MAQUINARIA DE BAJA VIBRACIÓN La limitación de la vibración debería ser considerada como parte de la estrategia para lograr seguridad mediante el diseño de la maquinaria de acuerdo con la Directiva 89/392 CEE. Una máquina autorizada es una máquina marcada con el símbolo CE siendo éste marcado responsabilidad del fabricante o proveedor. Lo que establece la Directiva /respecto a la vibración mano-brazo es: Si la Ahw medida en el mango es mayor a 2,5 m/g2 entonces los valores de la aceleración obtenidos utilizando un método adecuado de control deben constar en el libro de instrucciones. Si este es el caso la máquina debe seguir un examen tipo CE. Para la prueba tipo CE deberían utilizarse métodos estandarizados si existen. La prueba tipo CE: Está diseñada para informar sobre la vibración que produce una herramienta. Debería dar resultados lo más parecidos posibles, a las condiciones reales de trabajo. Debe ser posible su repetitividad y reproducibilidad. Si Ahw medida en el mango de la máquina es menor de 2,5 m/g2, este hecho debe constar en el libre de instrucciones.

9. 3) PROTECCIÓN PERSONAL Como último recurso, la protección personal puede ser necesaria. Cualquier EPI, debería estar marcado con el símbolo DE de acuerdo a la Directiva 89/686 CCE. La eficacia de un guante para reducir la exposición a la vibración se mide por su transmisibilidad. Los proveedores de guantes deben proporcionar los datos de transmisibilidad de acuerdo con la norma EN-ISO 10819. Transmisibilidad: es la razón de las aceleraciones medidas en la superficie de la mano y del mango. Aws: r.m.s. Frecuencia-aceleración ponderada para el espectro S (S= MO H) R: en el mango P: en la palma de la mano b: mano desnuda g: mano con guante Se dice que un cuerpo vibra cuando sus partículas se hallan influenciadas de un movimiento oscilatorio, respecto de una posición de equilibrio o referencia. La exposición a vibraciones se produce cuando se trasmite a alguna parte del cuerpo el movimiento antes citado.

10. LAS VIBRACIONES SE CLASIFICAN SEGÚN: • a) La parte del cuerpo a la que afectan: • Vibraciones globales: afectan al cuerpo en su totalidab. Vibraciones parciales: afectan a subsistemas del cuerpo. Las más conocidas son las vibraciones mano-brazo. • b) Sus características físicas: • Vibraciones libres, periódicas o sinusoidales: se dan cuando existen fuerzas externas que modifican la amplitud de las sucesivas ondasb. Vibraciones no periódicas: son fenómenos transitorios (golpes, choques, etc) en los que se produce una descarga de energía en un corto período de tiempo.c. Vibraciones aleatorias: Se dan cuando el movimiento de las partículas es irregular, debiendo describirse a partir de funciones estadísticas. • c) Su origen: • a. Vibraciones producidas en procesos de transformación: Las interacciones producidas entre las piezas de la maquinaria y los elementos que van a ser transformados, generan choques repetidos que se traducen en vibraciones materiales y estructuras, su transmisión se efectuará directamente o a través de medios de propagación adecuados. Ejemplos de este tipo son las originadas por prensas, tronzadoras, martillos neumáticos y algunas herramientas manuales.

11. b. Vibraciones generadas por el funcionamiento de la maquinaria o losmateriales: Dentro de este grupo encontramos las producidas como consecuencia de fuerzas alternativas no equilibradas como motores, alternadores, útiles percutores y las provenientes de irregularidades del terreno sobre le que circulan los medios de transporte.c. Vibraciones debidas a fallos de la maquina: ejemplos son fallos de concepción, de utilización de funcionamiento o de mantenimiento generadores de fuerzas dinámicas, susceptibles de generar vibraciones. Las más frecuentes se producen pro tolerancias de fabricación, desgastes de superficies, desequilibrios de elementos giratorios, cojinetes defectuosos, falta de lubricación, etc. Dependiendo de ciertos factores, las vibraciones pueden causar sensaciones diversas que pueden ir desde un simple disconfort hasta graves alteraciones de salud. Los efectos más significativos que las vibraciones producen en el cuerpo humano son del tipo vascular, osteomuscular y neurológico. Los factores que determinan de los efectos producidos por la acción de las vibraciones según el organismo son: a) Zona afectada del cuerpo (parcial o total): las mejores estudiadas son las que afectan el cuerpo entero o vibraciones globales y las que afectan al subsistema mano- brazo que se encuentran dentro de las vibraciones parciales. Los efectos más sobresalientes de esta vibraciones son:

12. Vibraciones parciales mano-brazo:Los efectos adversos se manifiestan normalmente en la zona de contacto con la fuente de vibración, pero también puede existir una transmisión importante al resto del cuerpo. El efecto más frecuente y más estudiado es el Síndrome de Reynaud, de origen profesional, o dedo blanco inducido por vibraciones, que tiene su origen en alteraciones vasculares.Vibraciones globales:La transmisión de vibraciones al cuerpo y sus efectos sobre el mismo son muy dependientes de la postura y no todos los individuos presentan la misma sensibilidad, en consecuencia, la exposición a vibraciones puede no tener las mismas consecuencias en todas las situaciones. Entre los efectos que se atribuyen a las vibraciones globales se encuentran, frecuentemente, los asociados a traumatismos en la columna vertebral, aunque normalmente las vibraciones no son el único agente causal. También se atribuyen a las vibraciones efectos tales como dolores abdominales y digestivos, problemas de equilibrio, dolores de cabeza, trastornos visuales, falta de sueño y síntomas similares. Sin embargo, no ha sido posible realizar estudios controlados para todas las posibles causas de tales signos que permitan determinar con exactitud en qué medida son consecuencia de una exposición a vibraciones globales.

13. b) Características físicas del entorno vibracional: En general el coeficiente de absorción de las vibraciones para el cuerpo humano es inversamente proporcional a la frecuencia. Por ello la frecuencia es uno de los factores determinantes de la acción de las vibraciones junto con la zona del cuerpo afectada. Las frecuencias que van a afectar el organismo se hallan entre muy bajos valores (menos de 1 Hz- Herzio) y los 1000 Hz aproximadamente. Según sus efectos sobre la totalidad del cuerpo se distinguen dos grupos: De muy bajas frecuencias (menores a 1 Hz): El mecanismo de acción se da en las vibraciones de aceleración provocado en el aparato vestibular del oído, originando alteraciones en el sentido del equilibrio (mareos, náuseas, vómitos). Son ejemplos de ellos las vibraciones sentidas en los medios de transporte.De baja y medias frecuencias (de Hz a decenas de Hz): El mecanismo de acción se dan sobre la columna vertebral provocando lumbalgias, dolores cervicales, agravación de lesiones raquídeas, sobre el aparato digestivo provocando hemorroides, diarreas, dolores abdominales, sobre la visión provocando disminución de la agudeza visual, sobre la función respiratoria y ocasionalmente sobre la función cardiovascular provocando la inhibición de los reflejos con el consecuente retrazo en el control de movimientos.

14. c) Tiempo de exposición y su reparto: se consideran exposiciones breves y de larga duración. Esta últimas a su vez pueden ser continuas o intermitentes. Las exposiciones prolongadas pueden afectar la región lumbar. Las de corta duración dirigen su acción sobre el sistema nervioso central causando fatiga, dolor de cabeza, insomnio, etc.Los criterios básicos de prevención de las vibraciones can a depender fundamentalmente de los tres factores determinantes de los efectos de las mismas. Control y prevención Los criterios fundamentales de prevención de los efectos causados por las vibraciones se basan fundamentalmente en la medición de las vibraciones transmitidas al cuerpo expuesto. Para ello se utiliza un acelerómetro piezoeléctrico o vibrómetro. En la siguiente figura se muestra un esquema del mismo.

15. VIBRÓMETRO

16. Trabajo realizado por los alumnos: • Chan Beh Iliana • Couoh Ucan Fabiola Jazmin • Chan Cabrera Ana Lilia Año 2005.