Gestión de Riesgos: Vibraciones y Estrés Térmico en el Entorno Laboral

Vibraciones Mecánicas: Conceptos, Efectos y Prevención

Las vibraciones se definen como el movimiento oscilante que realiza un cuerpo alrededor de un punto fijo. Se transmiten a alguna parte del cuerpo humano cuando una estructura (ya sea el suelo, una empuñadura o un asiento) experimenta un movimiento oscilante. Dependiendo de su frecuencia y su intensidad, pueden causar sensaciones diversas, desde el disconfort hasta problemas graves de salud, pasando por fatiga o disminución de la precisión. Pueden ser regulares en su dirección, frecuencia y/o intensidad, o aleatorias, siendo estas últimas las más comunes.

Conceptos Clave en Vibraciones

• Frecuencia: Es el número de veces por segundo que se realiza el ciclo completo de oscilación, medida en Hertz (Hz).
• Amplitud: Indica la intensidad de la vibración y se puede medir en aceleración, velocidad o desplazamiento.

Vías de Ingreso al Organismo

Las vibraciones pueden ingresar al organismo principalmente por dos vías:

• Sistema mano-brazo: Ocurre en el caso de herramientas manuales.
• Cuerpo entero: Se produce cuando las vibraciones ingresan desde el soporte de pie o sentado.

Tipos de Vibración y sus Efectos en la Salud

Vibración Mano-Brazo

La vibración mecánica transmitida al sistema mano-brazo supone riesgos para la salud y la seguridad, en particular problemas vasculares, de huesos o de articulaciones, nerviosos o musculares. Los efectos adversos se manifiestan normalmente en la zona de contacto, pero también puede existir una transmisión importante al resto del cuerpo.

• Efectos específicos:
  • Trastornos vasculares: Dedos pálidos o blancos, fenómeno de Raynaud (entre 25-250 Hz).
  • Neurológicos: Hormigueo y adormecimiento de dedos y manos, reducción del tacto, síndrome del túnel carpiano.
  • Musculoesqueléticos: Dolor local, rigidez e hinchazón.

Vibración de Cuerpo Entero

La vibración mecánica que se transmite a todo el cuerpo conlleva riesgos para la salud y la seguridad, en particular, lumbalgias y lesiones en la columna vertebral. Los efectos dependen mucho de la postura y la sensibilidad del individuo.

• Efectos más usuales:
  • Traumatismos en la columna vertebral.
  • Dolores abdominales y digestivos.
  • Problemas de equilibrio.
  • Dolores de cabeza.
  • Trastornos visuales.

Rangos de Frecuencia y Cuantificación

• Muy baja frecuencia: <1 Hz (balanceo, barcos, aviones).
• Baja frecuencia: 1-20 Hz (carretillas, tractores, maquinaria de obras públicas - MOP).
• Alta frecuencia: 20-1000 Hz (máquinas neumáticas rotativas: lijadoras, martillos).

Las vibraciones se pueden cuantificar en metros (m), metros por segundo (m/s) o metros por segundo al cuadrado (m/s²).

Escala Logarítmica

La intensidad de las vibraciones también se puede expresar en decibelios (dB) mediante la escala logarítmica: L_A = 20 * log(a_t / 10^-6).

Sistemas de Coordenadas

• Biodinámico: Relativo a la mano (coordenadas en la cabeza del 3er metacarpo).
• Basicéntrico: Relativo a la herramienta (posición de sujeción, definido para la sujeción de un cilindro de 2 cm).

Límites de Exposición a Vibraciones

Existen diferentes límites de exposición para proteger la salud y el bienestar:

• Límite de fatiga: Diseñado para preservar la eficacia laboral.
• Límite de exposición: Protege la salud, establecido en la mitad del umbral del dolor.
• Límite de confort: Permite realizar operaciones elementales como comer, leer o escribir (10 dB menores que los de fatiga).

Factores que Influyen en la Gravedad de los Efectos

La sensibilidad no es igual a todas las frecuencias de vibración, ya que el cuerpo tiene diferentes frecuencias de resonancia para distintas partes. A frecuencias bajas, las oscilaciones se propagan a todo el cuerpo. A altas frecuencias, el efecto queda limitado a la zona de contacto. Frecuencias superiores a 30 Hz, provocadas por maquinaria industrial, pueden contribuir a la fatiga, falta de confort y distracción en el trabajo.

En todo caso, la gravedad de los efectos depende de:

• La intensidad (aceleración y frecuencia).
• La duración de la exposición.
• La parte del cuerpo afectada.
• La dirección del movimiento vibratorio.

Vibraciones Globales (Cuerpo Entero)

Afectan a todo el cuerpo. Interesan las frecuencias entre 0.1-80 Hz. Dentro del rango 1-50 Hz se da el fenómeno de resonancia.

• 0.1-0.63 Hz: Mareos en buques o vehículos con suspensión muy suave.
• 1-80 Hz: Vibración de cuerpo entero en vehículos, plataformas o edificios.

Las vibraciones más peligrosas están en el rango 1-20 Hz; las de 20-30 Hz no afectan de forma significativa. Se dan con la conducción de tractores, vehículos blindados, tanques y similares, vehículos todo terreno como bulldozers, carretillas elevadoras, excavadoras, etc.

• Efectos: Trastornos visuales, fatiga en la musculatura, dolor y alteraciones en la espalda en la zona lumbar (hernias discales y degeneración precoz de la columna).

Vibraciones Parciales (Mano-Brazo)

Se encuentran en el rango de 1-1500 Hz.

Valores Límite y Acciones Preventivas

Vibración Mano-Brazo

• Valor que da lugar a una acción: 2.5 m/s².
• Valor límite de exposición: 5 m/s².

Vibración Cuerpo Entero

• Valor que da lugar a una acción: 0.5 m/s².
• Valor límite de exposición: 1.15 m/s².

Acciones y Medidas de Reducción de la Exposición

Para cumplir con la normativa y proteger la salud, se deben implementar las siguientes acciones:

• Disponer de medidas para cumplir con lo establecido en información, formación, consulta y participación.
• Revisar la evaluación de riesgos.
• Establecer y ejecutar medidas preventivas.
• Llevar a cabo vigilancia de la salud.
• Adoptar medidas inmediatas para reducir la exposición.

Reducción de la Exposición

La reducción de la exposición a vibraciones se puede lograr mediante:

• Métodos de trabajo que reduzcan la vibración.
• Equipos de trabajo que reduzcan la vibración.
• Suministro de equipo auxiliar.
• Mantenimiento apropiado de equipos.
• Adecuada disposición de los lugares de trabajo.
• Información y formación adecuadas.

Estrategias de Reducción

• En la fuente: Compra de equipos con bajas vibraciones, mantenimiento preventivo.
• En el medio: Dispositivos de suspensión, materiales absorbentes, desintonizado de vibraciones, empuñaduras antivibratorias.
• En los trabajadores: Mejora de la postura, uso de guantes antivibraciones.
• Medidas organizativas: Rotación de personal, disminución de la jornada, exposición limitada, control médico, formación e información.

Medición de Vibraciones

Los equipos para la medición de vibraciones consisten en:

• Un transductor o acelerómetro.
• Un integrador de la señal del acelerómetro.
• Un analizador de frecuencias.
• Un sistema de lectura.

Estrés Térmico: Evaluación y Control en el Ambiente Laboral

El estrés térmico se refiere a las condiciones ambientales que, combinadas con la actividad física y la vestimenta, pueden generar un riesgo para la salud del trabajador. Estas condiciones incluyen:

• Temperatura del aire.
• Radiación térmica.
• Humedad.
• Velocidad del aire.
• Otros factores como la intensidad del trabajo y la vestimenta.

Ejemplos de Estrés Térmico

• Por calor: Temperatura del aire alta, radiación térmica alta, alta humedad, actividad intensa, uso de EPIs que impiden la evaporación.
• Por frío: Temperatura del aire baja (ej. en industrias frigoríficas).

Efectos del Estrés Térmico en la Salud y el Rendimiento

Los efectos del estrés térmico pueden incluir:

• Reducción del rendimiento físico y mental.
• Disminución de la productividad.
• Irritabilidad.
• Distracciones.
• Incomodidad.
• Alteraciones en la frecuencia cardíaca.

Condiciones Ambientales Recomendadas según Actividad

Las condiciones de confort térmico varían según el nivel de actividad:

• Sedentario:
  • Temperatura del aire: 17-27 °C.
  • Humedad: 30-70%.
  • Velocidad del aire: ≤0.25 m/s (sin calor) y ≤0.5 m/s (con calor).
  • Velocidad del aire (acondicionado): ≤0.25 m/s.
• Ligero:
  • Temperatura del aire: 14-25 °C.
  • Humedad: 30-70%.
  • Velocidad del aire: ≤0.25 m/s (sin calor).
  • Velocidad del aire (acondicionado): ≤0.35 m/s.
• Otras actividades:
  • Temperatura del aire: Sin limitación.
  • Humedad: 30-70%.
  • Velocidad del aire: ≤0.75 m/s.
  • Velocidad del aire (acondicionado): ≤0.35 m/s.

Mecanismos de Intercambio de Calor del Cuerpo

El cuerpo humano intercambia calor con el ambiente a través de varios mecanismos:

• Convección.
• Radiación.
• Conducción.
• Evaporación del sudor.
• Respiración.

Balance Térmico

El balance térmico del cuerpo se expresa mediante la siguiente ecuación:

S (ΔCalor) = M (Generación metabólica) - K (Intercambio por conducción) - C (Intercambio por convección) - R (Intercambio por radiación) - C_res (Cambio por respiración) - E (Pérdida por sudoración)

Termorregulación del Cuerpo

• En ambiente frío: Respiración constante, temblores, vasoconstricción en la piel.
• En ambiente caluroso: Vasodilatación, sudoración, aumento del ritmo cardíaco, aumento de la temperatura interna, aumento de la frecuencia de respiración.

Parámetros Incidentes y su Medición

• Velocidad del aire: Se mide con anemómetros mecánicos, termoanemómetros o velómetros.
• Temperatura radiante media: Temperatura uniforme de una esfera de gran diámetro, negra y mate.
• Temperatura del aire: Medida con termómetros de bulbo, termopares o termorresistencias.

Humedad del Aire

La humedad del aire es la cantidad de vapor de agua en un determinado volumen de aire.

• Humedad absoluta: Masa de vapor de agua por unidad de volumen de aire ambiente (g/m³).
• Humedad relativa: Relación entre la cantidad de vapor de agua que tiene el aire y la que tendría si estuviese totalmente saturado (se mide en %).
• Presión parcial del vapor: Parte de la presión atmosférica total ejercida por el vapor de agua de la atmósfera.
• Punto de rocío: Temperatura a la que una mezcla de vapor de agua y aire alcanza el 100% de humedad relativa.
• Termómetro húmedo: Tiene el bulbo envuelto en un paño de algodón empapado de agua.
• Célula higroscópica: Mide la humedad absoluta; es una termorresistencia que mide el punto de rocío de una sal higroscópica.
• Temperatura de bulbo húmedo: Temperatura que da un termómetro a la sombra con el bulbo envuelto en algodón húmedo bajo corriente de aire. Al evaporarse el agua, absorbe calor bajando la temperatura, lo que permite calcular la humedad relativa.
• Temperatura de globo: Temperatura estabilizada que marcaría un termómetro introducido en una esfera de cobre de 15 cm, negra.

Resistencia Térmica de la Vestimenta

La resistencia térmica de la vestimenta se mide en unidades clo. Una unidad clo equivale a 0.155 °C·m²/W.

• Atuendo veraniego: Aproximadamente 0.5 clo.
• Atuendo invernal: Aproximadamente 1 clo.

Índice WBGT (Wet Bulb Globe Temperature)

El índice WBGT es un indicador de estrés térmico por calor, calculado como: WBGT = 0.7 T_h + 0.3 T_g (donde T_h es la temperatura de bulbo húmedo y T_g es la temperatura de globo).

Índices para Evaluación del Frío

• IREQ (Aislamiento Requerido de Atuendo).
• WCI (Wind Chill Index): Índice de viento helado.
• Índice de sensación térmica.

Fórmula IREQ

La fórmula IREQ se basa en el balance energético del cuerpo:

IREQ = M (Producción de calor metabólico) - W (Trabajo sobre el medio externo) = E_res (ΔQ_{evaporación respiratoria}) + C_res (ΔQ_{convección respiratoria}) + E (ΔQ_{evaporación sudor}) + K (ΔQ_{conducción contacto}) + R (ΔQ_radiación) + C (ΔQ_convección) + S (Q_{acumulado en el cuerpo})