Vibraciones: Antecedentes-Normativa

Antecedentes-Normativa

1.1.- Antecedentes y orígenes.

En la evolución de las vibraciones mecánicas deben considerarse los desarrollos en cuanto a metodología y a matemáticas necesarias para establecer el marco que sistematice los conocimientos.
Este enfoque permite ir armando en nuestros cerebros el complejo rompecabezas que representa la evolución del conocimiento humano en cualquier área. Circunstancias culturales relacionadas con la fecha y lugar de nacimiento, educación, guerras, plagas, etc. van creando las condiciones para que cada paso se dé.

En este texto se presenta una posible lectura de dicha historia clasificando la evolución de las vibraciones en etapas de desarrollos y registros.
Es posible agrupar, en un primer periodo que denominaremos “origenes” , a los acontecimientos y a las personas que sentaron las bases conceptuales del campo de las vibraciones. Este periodo va desde la antigüedad  hasta el Renacimiento, esto es, aproximadamente desde el año 3000 A.C. hasta el 1500 de nuestra era.

Pueden reconocerse en este periodo como líneas principales:

• La música y los instrumentos musicales.
• La aparición de los conceptos básicos de metodología científica.
• Los principios básicos de vibraciones como son: movimiento, frecuencia natural, resonancia, energía, aislamiento, medición.

Un segundo periodo a considerar es el que va del Renacimiento hasta mediados del siglo XIX, que llamaremos de “formalización”.
En esta época se da un gran desarrollo matemático y conceptual que consolida el cuerpo teórico de las vibraciones, así como progresos en la instrumentación.

Una vez establecido el marco teórico, el factor determinante de la consolidación del enfoque de ingeniería en las vibraciones fue el desarrollo de la maquinaria de alta velocidad, que se desarrolló por la presión ejercida por la industrialización.
Esta etapa comprendida desde aproximadamente 1850 a 1950 la denominaremos de “aplicaciones” .

En este dinámico periodo se desarrollan los conceptos y aplicaciones de ingeniería requeridas por maquinaria como: locomotoras, autos y aviones, que comprende desde las máquinas de vapor hasta la turbina .

Por supuesto que lo antes mencionado implica el desarrollo de métodos de análisis y diseño modernos, y también la publicación de los libros, de texto y consulta, que permitieron la difusión de esta área del conocimiento.
La ingeniería de las vibraciones continúa desarrollándose, pero se consideró adecuado detenerse en este punto.

1.1.1.-Vibraciones en el ámbito laboral

La exposición a las vibraciones no es solamente algo molesto. Se sabe que esta actividad, cuando es constante, causa graves problemas médicos, tales como dolor de espalda, dolor de cabeza, mareos, síndrome del túnel carpiano, trastornos vasculares, entre otros que serán detallados mas adelante.
Entre los trabajadores que se encuentran con el mayor riesgo de exposición a las vibraciones son los conductores regulares de:
Agricultura, Operadores de tractor, Construcción, Vehículos y equipo pesado Industria forestal, Operadores de tractor, Minería, Vehículos de extracción, Transportación, Autobuses, Trenes, Manufactura, Operadores de maquinaria grande y equipo fijo de planta que vibra.
Entre los equipos y vehículos que pueden causar lesiones por Vibraciones en Cuerpo se enumeran los siguientes:
Tractores, camiones, trituradoras móviles, Montacargas, Ferrocarriles y trenes suburbanos, autobuses, taxis, botes hovercraft, helicópteros y aeronaves o Maquinaria pesada (prensas y forjas)

Las lesiones relacionadas con las vibraciones tienen una mayor incidencia en ocupaciones como labores forestales, agrícolas, de transporte, envíos de mercancías, industria, construcción, etc. Los riesgos que producen las vibraciones dependerá del tiempo a que está sometido el cuerpo humano y la frecuencia de la vibración. Los efectos ocupacionales de las vibraciones en la salud son resultado de los períodos prolongados de contacto entre el trabajador y la superficie que vibra. La vibración es detectada por diversos receptores de la piel de los dedos y manos. La vibración vertical parece causar mayor malestar que la vibración en otras direcciones. Está reconocidos los efectos de las vibraciones como enfermedad profesional en muchos países, entre ellos Argentina en la LRT. 

En trabajadores expuestos a vibraciones que trabajan habitualmente en ambientes fríos, los episodios repetidos pueden conducir a la pérdida de destreza manipuladora, lo que a su vez, puede interferir en la actividad laboral y elevar el riesgo de lesiones graves por accidente.

El siguiente cuadro nos comenta algunas de las situaciones en las cuales se presenta este a agente físico agresor, el cual se puede presentar en cuerpo entero o mano brazo:

1.2.- Introducción

Las normativas enumeradas a continuación pretende proporcionar el conocimiento acerca de las normas y estándares potencialmente aplicables relativos a la exposición a vibraciones en extremidades superiores y de cuerpo entero. Esto no es necesariamente una lista completa, pero refleja a aquellas normas o estándares que existen a la fecha.
Estos representan a los únicos estándares conocidos por nosotros a la fecha que definen valores simples como valores límite para vibraciones en cuerpo entero y en extremidades superiores.
Es importante hacer énfasis que la ISO es específica al puntualizar que la información correspondiente a los valores límite indicada en sus estándares es proporcionada únicamente para fines informativos y no como parte de sus estándares oficiales. Algunas normas de ISO y ANSI especifican valores límite dependientes de la frecuencia en vez de valores simples. Se debe de tener especial cuidado cuando se relacionan los datos de valores simples resultantes de mediciones de vibraciones con valores límite dependientes de la frecuencia.

1.2.1.- Normas de referencia

A continuación se realiza un detalle de toda la normativa internacional en referencia a las vibraciones humanas utilizadas en la actualidad para su evaluación.
2002/44/EC –Directiva 2002/44/EC del Parlamento Europeo y del Consejo

• Directiva de la Unión Europea para todos los estados miembros que define los requerimientos mínimos de los estándares sobre exposición a vibraciones en extremidades superiores y en cuerpo entero
• Los estados miembros deben tener leyes operando para el 6 de julio de 2005
• Incluye previsiones para descontinuar de manera obligatoria los equipos que no cumplan
  Límite de Exposición Diaria 8 horas Nivel de Acción Límite  
  Extremidades Superiores 2.5 m/s 2 5 m/s 2
  Cuerpo Entero 0.5 m/s 2 1.15 m/s 2
  Cuerpo Entero (dosis – vibraciones) 9.1 m/s 1.75 21 m/s 1.75

ISO 5349-1986(E)

Vibraciones Mecánicas – Guías para la Medición y Evaluación de la Exposición Humana a Vibraciones Transmitidas a la Mano

•   Específica los métodos generales para la medición y reporte de la exposición a vibraciones transmitidas a la mano
•   Se centra en las frecuencias de 5 a 1,400 Hz
•   Define las especificaciones de las redes de las ponderaciones de las frecuencias
•   La Guía incluida en el Anexo A no forma parte oficial de la Norma
• Propone evaluaciones basadas en los ejes con las aceleraciones más dominantes
•   Propone la relación dosis-efecto cuando aparecen casos de dedo blanco para diferentes percentiles de la población y para varias aceleraciones ponderadas
• Expresada en tiempos de exposición, en años, a una frecuencia ponderada en 4 horas de energía equivalente a la aceleración

ISO 5349-1:2001(E)

Vibraciones Mecánicas – Medición y Evaluación de la Exposición Humana a Vibraciones Transmitidas a la Mano, Parte 1: Requerimientos Generales
Igual a la 5349-1986(E) exceptuando:

•   Las evaluaciones se basan en el “valor total de la vibración” en vez de usar el eje dominante
•   Usa mediciones de energía equivalente en 8 horas en vez de 4 horas
•   Las tables con la relación de la dosis – efecto han sido actualizadas

ISO 5349-2: 2001(E)

Vibraciones Mecánicas – Medición y Evaluación de la Exposición Humana a Vibraciones Transmitidas a la Mano, Parte 2: Guía Práctica para la Medición en el Lugar de Trabajo

• Define qué mediciones tomar y cómo calcularlas
• Explica dónde y cómo colocar los acelerómetros
• Describe qué información reportar
• Incluye varios anexos “informativos”
• Ejemplos de la ubicación de las mediciones
• Evaluación de la exposición a vibración para períodos mayores a un día
• Filtros Mecánicos
• Guías para el montaje de los acelerómetros
• Ejemplos para el cálculo de la exposición diaria a vibraciones

ISO 2631:1997(E)

Vibraciones Mecánicas y Choques – Evaluación de la Exposición Humana a Vibraciones en Cuerpo Entero

• Define los métodos para la medición de la vibración periódica, aleatoria y transitorias en cuerpo entero
• Se centran en el intervalo de frecuencias de 0.5 Hz a 80 Hz (la norma anterior, en rms: 1.0 Hz to 80 Hz)
• Define los métodos preferidos para el montaje de los transductores para determinar la exposición humana
• Incluye anexos informativos que indican la opinión general y proporcionan guías acerca de los efectos posibles a la salud de las vibraciones
• Basado principalmente en el estudio del eje z en persona sentadas
• Se incorpora experiencia limitada en los ejes x e y

ANSI S3.34-1986

Guía para la Medición y Evaluación de la Exposición Humana a Vibraciones Transmitidas a la Mano

• Es la contraparte de ANSI para la ISO 5349

 
ANSI S3.18-1979 Guía para la Evaluación de la Exposición Humana a Vibraciones en Cuerpo Entero

• Con la excepción por cambios menores en las palabras, la norma sigue de cerca lo establecido en la ISO 2631 (1974) con la incorporación de las enmiendas a ISO 2631 (1978)
• Confirmada el 2 de noviembre de 1993, incorporando las enmiendas a ISO 2631 (1978) hasta esa fecha
• Recomienda los límites para la exposición a las vibraciones transmitidas por superficies sólidas al cuerpo humano
• Se centra en el intervalo de frecuencias de 1 a 80 Hz
• Aplicable para la medición de las vibraciones periódicas, aleatorias o transitorias en cuerpo entero
• Define “Límite de Comodidad Reducida”, “Límite de Fatiga – Decremento de la Eficiencia” y “Límite de Exposición”
• Límites del tiempo de exposición diaria basados en las aceleraciones ponderadas rms más dominantes y las frecuencias en los ejes x, y o z
• Basada en la frecuencia de resonancia del cuerpo humano

ANSI S3.18-2002

[ISO 2631-1:1997(E)]
Vibraciones Mecánicas y Choques – Evaluación de la Exposición Humana a Vibraciones en Cuerpo Entero, Parte 1: Requerimientos Generales

• Adopción de la ANSI de la norma ISO 2631-1:1997

1.2.2.- Normativa nacional vigente

En el Decreto 351/79 reglamentario de la ley 19587 de Higiene y Seguridad en el trabajo, las vibraciones son tratadas en forma muy limitada. Se indican los instrumentos necesarios para evaluarlas y se adjunta un gráfico que en función de la frecuencia y el nivel de aceleración permite definir los límites de horas máximas de exposición.
La res. SRT 295/2003 es más generosa y efectúa una clara separación entre exposición de cuerpo entero a las vibraciones de la manos y brazos considerando fundamentalmente la Norma ISO 2631-1978. Considerando la normativa internacional actual en relación, se ha encontrado cuatro actualizaciones de la Norma ISO las cuales son: ISO 2631-97 – Parte1;