Vibraciones: Criterios para la Evaluación

En este capitulo se abordara que pautas ha de considerarse la para la evaluación de las vibraciones, como determinar en que situaciones debería realizarse la evaluación, que criterios adoptar para la medición y en basarse para realizar el análisis de las mismas.

1.1.- Determinación y evaluación de riesgos

El empleador deberá realizar una evaluación en caso de de que existan actividades procesos donde se generen vibraciones. La medición de los niveles de vibraciones mecánicas a que estén expuestos los trabajadores, se realizará en nuestro país en base a lo dispuesto en la Ley 19.578, Dec. 351/79 ANEXO V, Capitulo 13 Acústica.

Para evaluar el nivel de exposición a la vibración mecánica, podrá recurrirse a la observación de los métodos de trabajo concretos y remitirse a la información apropiada sobre la magnitud probable de la vibración del equipo o del tipo de equipo utilizado en las condiciones concretas de utilización, incluida la información facilitada por el fabricante. Esta operación es diferente de la medición, que precisa del uso de aparatos específicos y de una metodología adecuada.

El empresario deberá justificar, en su caso, que la naturaleza y el alcance de los riesgos relacionados con las vibraciones mecánicas hacen innecesaria una evaluación más detallada de estos.

La evaluación y la medición mencionadas serán realizadas por personal que cuente con la con la especialidad.
Los datos obtenidos de la evaluación y/o de la medición del nivel de exposición a las vibraciones mecánicas se conservarán de manera que permita su consulta posterior.

Se deberá considerar los efectos que estas puedan provocar  a la salud y la seguridad de los trabajadores especialmente sensibles expuestos al riesgo, incluidas las trabajadoras embarazadas.

A tener en cuenta principalmente todos los trabajadores que trabajan con equipos o en procesos donde puedan generarse vibraciones.

Se deberá solicitar información a los fabricantes del equipo de trabajo las características de las mismas y que niveles de vibraciones generan las estas.
La información apropiada derivada de la vigilancia de la salud de los trabajadores incluida la información científico-técnica publicada, en la medida en que sea posible.

En función de los resultados de la evaluación, el empleador deberá determinar las medidas que deban adoptarse con motivo de eliminar o minimizar fuentes de generación de las vibraciones, siempre optando en la medida que sea posible en primera instancia la eliminación de la fuente, o aislación de la misma.

1.2.- Análisis de las vibraciones

El objetivo del análisis de vibraciones es poder  tener el máximo de información relevante que ella posee. Para esto existen diferentes técnicas de análisis tanto en el dominio tiempo, como en el dominio frecuencia, las cuales tienen sus propias ventajas para algunas aplicaciones en particular. A continuación se presenta algunas de las técnicas más utilizadas en la inspección de equipos ó máquinas que generan vibraciones:

Análisis espectral.

La esencia del análisis espectral es descomponer la señal vibratoria en el dominio del tiempo en sus componentes espectrales en frecuencia. Esto permite, en el caso de las máquinas, correlacionar las vibraciones medidas generalmente en sus descansos, con las fuerzas que actúan dentro de ella.
Análisis de la forma de onda.
El análisis de la forma de la vibración en el tiempo a veces puede proveer información complementaria al análisis espectral. Este análisis es adecuado para reconocer los siguientes tipos de problemas:

• Impactos
• Rozamientos intermitentes
• Modulaciones en amplitud y frecuencias
• Transcendentes
• Cortes

Análisis de fase de vibraciones.

Se puede definir la diferencia de fase entre dos vibraciones de igual frecuencia como la diferencia en tiempo o en grados con que ellas llegan a sus valores máximos, mínimos o cero. El análisis de diferencias de fase a la velocidad de giro de la máquina entre las vibraciones horizontal y vertical o entre las vibraciones axiales de los diferentes descansos del sistema motor-máquina, permite determinar los movimientos relativos entre ellos, y diferenciar entre problemas que generan vibraciones, los cuales pueden ser:  
Desbalanceamiento, desalineamiento, eje doblado, resonancia, poleas excéntricas o desalineadas del equipo en cuestión.

1.3.- Análisis de las fracuencias

La incidencia de una vibración no está dada solamente por el valor pico de la velocidad de la vibración, sino también por la frecuencia de la misma. La peor situación se produciría cuando la frecuencia de la onda que va a excitar una determinado órgano del cuerpo humano es igual a la frecuencia, o a una de las frecuencias de resonancia. En este caso se produce la máxima absorción de energía en el cuerpo y hay mayor probabilidad de que se puedan causar daños a la parte del cuerpo afectada.

Para evitar los problemas de resonancia, es muy importante determinar claramente cuáles son las frecuencias que participan en el tren de onda generado por la vibración. Este tren de ondas puede contener frecuencias diferentes y, de hecho, cualquier tren de ondas se le puede asimilar a la suma de una serie de armónicos de diferentes frecuencias. Para calcular cuales son las frecuencias que más dominan en un tren de ondas, uno de los métodos que se aplica habitualmente es el hallar el espectro de frecuencias del mismo con el procedimiento. Teniendo el espectrograma de las vibraciones es más sencillo determinar que frecuencias tienen mayor amplitud, y de esta manera podrá determinarse las componentes fundamentales que podrían afectar al cuerpo según el tiempo de exposición

1.4.- Criterios para la medición

Cuando se realice el monitoreo se deberá tener en cuenta varios factores que hacen a la medición, deberá considerarse que el mejor monitoreo es el que se realiza toda la jornada laboral, pero en la mayoría de los casos esto influye demasiado en los costos del monitoreo, por lo tanto se realiza la medición en un tiempo representativote de la jornada laboral, a tener en cuenta el tiempo total de exposición en toda la jornada, se deberá tener en cuenta los tiempos muertos, de descanso, y considerarse la condición más desfavorable, es decir tener en cuenta las actividades en las que las vibraciones sean mas notorias, como puede ser la velocidad de conducción del equipo, estado del suelo, etc.

Con respecto al equipo de medición, el mismo debe encontrarse calibrado con una periodicidad  máxima de un año, la misma puede realizarse de la siguiente manera. Puede realizarse la calibración del conjunto, es decir los acelerómetros y el dataloger (equipo de monitoreo) juntos, o bien y mas recomendable, la calibración de los acelerómetros por un lado y luego en conjunto con el dataloger. Por su puesto la segunda opción sería la mas conveniente y por consiguiente más costosa. En nuestro país este tipo de calibraciones los realiza el laboratorio de calibración del INTI.

Con respecto al posicionamiento a la ubicación de transductores a continuación se describe como se debe realizar de manera correcta su colocación.

1.4.1.- Transductor-Posición y montaje

Transductor.

El transductor consiste básicamente en un piezoeléctrico que en la actualidad puede medir en los tres ejes X, Y y Z, el mismo realiza determinaciones de la aceleración cuya unidad se expresa en m/s2, ó en g=9,8 m/s2. Este dispositivo entrega señales eléctricas proporcionales a la aceleración que son sometidos, también son llamados acelerómetros, como se comentó anteriormente generalmente son piezoeléctricos, los cuales son considerados muy confiables, pequeños y livianos y tienen muy buenas respuestas hasta en altas frecuencias, por ej. Hasta las 50 Khz.
En la siguiente figura se muestra básicamente la estructura del acelerómetro.

Cuando el acelerómetro se fija sobre un objeto que vibra, el movimiento del objeto produce una reacción inercial de la masa sísmica colocada sobre el elemento cristal o piezoeléctrico. El elemento cristal se carga en función de la fuerza y de la aceleración ejercida en la vibración, este actúa como un capacitor. Las variaciones de carga que aparecen se traducen como variaciones de tensión, y son recogidas por el equipo de monitoreo llamado comúnmente dataloger, el cual procesa las señales eléctricas y las transforma en aceleraciones con unidades principalmente en m/s2.

Posicionamiento y montaje del acelerómetro.

La ubicación y  el método montaje del acelerómetro en la medición es de vital importancia. Teniendo en cuenta que la vibraciones en el ser humano deben ser evaluadas en los tres ejes ortogonales, se deberá tener en cuenta el posicionamiento del acelerómetro en base a la posición del operador en el equipo a evaluar.
 El acelerómetro debe ser fijado de firmemente con tornillos o con un soporte del tipo magnético que generalmente lo provee el fabricante. En e caso del las vibraciones de cuerpo entero el mismo se coloca dentro de una almohadilla que se coloca bajo las nalgas del operador y sobre el asiento del equipo a evaluar.
En el caso de las vibraciones de mano-brazo se utilizan acelerómetros pequeños y livianos que son montados en empuñaduras, manoplas, o aditamentos colocados al equipo a evaluar.