Riesgos Fisicos I - Fernando Henao.pdf

RIESGOS FÍSICOS I Ruido Vibraciones Presiones anormales Fernando Henao Robledo . 8-81. .com www. D. Fernando Riesgos físicos I : ruido. 2011 ISBN: 978-958-648-482-4 © Fernando Henao Robledo E-mail: fernandohenaoster@gmail. febrero de 2007 Primera reimpresión: Bogotá. 63C-32.com. Carrera 25 A No.C. – 2a. A1147117 CEP-Banco de la República-Biblioteca Luis Ángel Arango Colección: Textos universitarios Área: Administración .com Carrera 19 No. I. -.ecoeediciones. vibraciones y presiones normales / Fernando Henao Robledo. 2481449. D.C. junio de 2010 Segunda reimpresión: Bogotá. 2007. Tít..Ingeniería Primera edición: Bogotá.C. ed. Presiones anormales.Medidas de seguridad 2. fax.Medidas de seguridad 3. Ruido . D.350269 cd 21 ed... ISBN 978-958-648-482-4 1. Tel: 3711916 Impreso y hecho en Colombia .com © Ecoe Ediciones E-mail: correo@ecoeediciones. 621. 3461741 Coordinación editorial: Alexander Acosta Quintero Autoedición: Yolanda Madero Carátula: Patricia Díaz Impresión: Litoperla Impresores Ltda.Henao Robledo. Pbx. 202 p. 24 cm.Bogotá : Ecoe Ediciones. Vibraciones . Con todo mi cariño y admiración a mi hija Paula Andrea . . ............................................................................................................................................................................................................ Leyes de la refracción .................. ¿Cómo percibe el oído el sonido? ....... Introducción .............................................................................................................. Leyes de la reflexión ................................................................................ Presión sonora ...................................................................................................................... Período ....... Campo auditivo normal ..........Tabla de contenido Introducción ................................................................................ Ondas estacionarias ............................................................................................ XV CAPÍTULO 1......................................... Unidad de medida del sonido ........................................ Bandas de frecuencia ......................................................... Variaciones de los recorridos de las ondas ..................................................................... Curvas de igual audibilidad ............. RUIDO . Combinación de niveles sonoros ..................................................................................................................................................................... Longitud de onda ..... 1 1 5 6 8 8 8 9 9 9 10 11 12 12 12 13 13 14 14 15 17 18 18 20 ...... Refracción .......................... Características de las ondas sonoras ............................................................................................................................................................................................................................................ Ondas ............................................................................................................................................. Reflexión ............................................................................................................................................................................................................................................................ Producción y transmisión del sonido .............................. Zona conversacional ...... Difracción ...................... Frecuencia ........................................................................... Velocidad del Sonido ... ........................................................................ Espectograma de frecuencias ................................................ Informe final del reconocimiento .............. Valores límite permisibles ................................................................................................................. Reconocimiento .................................................................................................. Requisitos y procedimientos............ Mediciones para determinación del riesgo .................................................................................. Mediciones para determinación de métodos de control o comprobación de sistemas existentes .................................................................... Procedimiento para el reconocimiento ......... Instrumentos para la medida del ruido ........................................ 21 21 22 22 23 23 24 24 27 29 30 30 32 32 34 38 38 38 40 42 42 43 43 43 44 44 45 46 47 47 47 48 48 49 49 49 49 49 50 50 ... Número de puntos en mediciones de ruido ...... Oído externo ........................... Pérdidas auditivas por causas diferentes ................................................................................................................................... Del nivel de ruido ........................................................... Cálculos ................................. Efectos sicológicos del ruido . Actividades durante la vista de reconocimiento ...................................... Actividades de terrerno en reconocimiento .... Mediciones del nivel de presión sonora .......................................................... Mediciones de la exposición a ruido ........ Calibradores para medidores .................................................................................. Efectos del ruido .......... Propósitos en metodología de la medición .............VIII FERNANDO HENAO ROBLEDO Tipos de ruido ..................... Factores nocivos del ruido ... Instrumentos y técnicas para la evaluacion del sonido ..................................................................................................................................................................................................................................................................... Efectos extraauditivos del ruido ...................................................................................................................... Sobre el sistema auditivo ..... Oído interno ........................................................................................................................................................................... Calibración de los equipos ......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... Cálculos y resultados . Actividades posteriores al reconocimiento ................................................... Conducción ósea ............................ Actividades previas a la vista de reconocimiento .......................................................................... Mediciones de frecuencia ............... Nociones sobre anatomía y fisiología del oído ................................. Mediciones ............................................................................................................... Oído medio ................................................. Técnicas para la medida del sonido ........................................................................................ Procedimiento para la evaluación ambiental de ruido .................. Parámetros usados en la evaluación del ruido ...................................................... . Entidad de vigilancia y control ..... Interpretación de resultados ............................................................................................................. Atención al ambiente ........ Régimen sancionatorio ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. Fichas de exposicón al ruido ........ Derogatoria .............................................................................................. Control en el camino de transmisión ............................................................ Procedimientos ............................................................................................................................................... Pérdida compuesta de transmisión ........................................................................................................... Interpretación de la audiometría .................. Registro ...... Evaluación auditiva audiometría..................................... Equipo ..................... Ley del cuadrado inverso ......................................................................................................... Conductas a seguir ....................................................... IX 51 51 51 51 52 52 52 53 53 55 56 56 56 57 61 61 62 63 64 73 75 75 76 76 77 77 80 80 81 81 85 86 87 87 88 89 93 93 93 93 94 .... Ley de las masas ................. registro e indicadores ........................................ Selección de materiales ..... Reducción de ruido ........ Tratamientos acústicos ............................................. Exposición diaria a ruido . Ruido de impacto o impulso ............................................................................ Atención a los trabajadores . Técnicas de control de ruido ................................................ Anexo 1 ..................... Control de origen .............................. Nivel pico de exposición ................................................................................................. Información........................................................................................................................................................................................... Indicadores ............................................................ Sistema de vigilancia epidemiológica ........................ Control fuente .............. Promoción y educación ....................... Vigencia ............................. Seguimiento y control ......................................................................................................................................................................................................................... Organización laboral ............................................................................... Control en la vía de transmisión ............................................................................................................................................................................................................................. Métodos para el control de ruido ...................... Programa de conversación de la audición ...................................................... Seguimiento y control ..................................TABLA DE CONTENIDO Niveles de presión sonora continuo equivalente .................................................................................................. Control en la persona expuesta o en el receptor ....................................................................................................... Métodos de control ................................................................................. ....................................................................................................................... Límites máximos permisibles ..................... Anexo 4 ...................................................................................................................................................................................... Presentación de resultados ..........................X FERNANDO HENAO ROBLEDO Anexo 2 ............................. Aislamientos en dos etapas .............................................. Velocidad ................................................................................................................... Filtro ............... 95 96 97 98 99 CAPÍTULO 2........................................................... Vibración (segmental) mano-brazo ........... Aceleración ........................................................................................................................... Introducción ...................................................................................... Condiciones normales ................................... Captador de vibraciones ...... Efectos de las vibraciones sobre el hombre.......................... Bibliografía.............................................................................................................................................................................. Vibraciones periódicas ....................................................................................................................................................................................................................................................... Circuitos integradores ........................................................................................................................................................ Recomendaciones básicas ............................................................................................................ Preamplificador .... Amortización estructural .................................................................................................................................. 101 101 103 106 106 107 107 108 109 110 112 113 114 115 116 116 116 116 117 120 131 132 142 149 149 150 150 151 153 CAPÍTULO 3............... ....................................................................................................................................................................................... Absorbecedores de vibración .................................................................................................................................................................................................. Equipos de medida ........................................................................................... Cálculo del tiempo de exposición ...... Desplazamiento ................................. Choques .................... Introducción ...................... PRESIONES ANORMALES ...................................................................... Exposición ............. Bibliografía ............... Anexo 3 .......... Vibraciones aleatorias ................ Medida ............................... Definiciones básicas ............................................................................................................................................................................ Control de choques ................................................................................................................................. VIBRACIONES ............................................................................................................................... Mediciones de campo ..... Control ......... Anexo 5 .............................. 155 155 157 ..... ..... Aumento de la hemoglobina durante la aclimatación .. Enfermedades profesionales .............................................................................................................................................. Uso de mezclas del oxigeno y helio en inmersiones muy profundas ..................................................... Enfermedad por descompresión ....... ................................................................................................................. Ebullición de los líquidos del cuerpo ... Descompresión súbita ....................... Capacidad de difusión aumentada durante la aclimatación ............................ Efectos de la descompresión a grandes alturas .... El efecto de la enfermedad de las alturas..........................Intoxicación crónica por oxígeno causa de trastorno pulmonar .................. ............................... Descompresión en un tanque y tratamiento de la enfermedad por descomprensión .................................................. Volumen de Nitrógeno disuelto en los líquidos del cuerpo a diferentes profundidades ........................... efecto de la aclimatación . Intoxicación aguda ................................................... Aclimatación celular .................. Aclimatación natural de personas nacidas a grandes alturas ...........................................TABLA DE CONTENIDO Efectos de la presión atmosférica reducida ......... ................................................................... Medidas preventivas ......................................................................................................................................... XI 158 158 161 162 162 163 165 166 167 167 167 167 168 168 169 169 169 170 170 170 171 171 172 172 172 174 174 175 175 176 176 177 179 179 179 ....... Enfermedad de la descomprensión ...... Efectos de la presión atmosférica elevada ............................................................................. Capacidad de trabajo a grandes alturas.... Saturación de la hemoglobina con oxígeno a distintas alturas .... Presiones de oxígeno alveolar a diferentes alturas .............................................. Administración del oxigeno para descompresión mas rápida ..... Aclimatación presión baja .............................................................................Problemas de toxicidad con bióxido de carbono a grandes profundidades .................................Narcosis a altas presiones de nitrógeno ....... ....................................................................... Aumento de la ventilación pulmonar .......................Efectos del helio a alta presión....................................................................... Relación entre profundidad marina y presión ............................................................. Vascularización aumentada .................................... Promedio de eliminación del nitrógeno del cuerpo ......................................................................... Efectos de respirar oxigeno puro sobre los valores alveolares de po2 a diferentes alturas ...Toxicidad del oxígeno a gran presión........................... Efectos de presiones gaseosas parciales elevadas en el cuerpo ..................................... Descompresión del buzo después de quedar expuesto a grandes presiones ....... ............................. Algunos efectos físicos de la hipoxia ............................... ................................. Figura 11..................... Figura 19................... Ondas estacionarias ............. Figura 21........................................................ Difracción ...................................................................... Figura 7.............................. Ejemplo de una onda sinosoidal armónica ......................................................................... Percepción del sonido ....... El oído .............................. Constitución básica del sonómetro ...... Figura 20......... 180 181 181 182 182 183 Listado de figuras Capítulo 1 Figura 1...... Figura 17................................................................................ Figura 8............................. Registro de vibraciones típicas ...................... Figura 2....... Zona conversacional................ Figura 16................................... Componentes del resonador ............................................ Campo auditivo normal ........................................................................ Expansión excesiva de los pulmones por ascenso rápido ................................................................. Figura 14. Gráfica de la atenuación sonora en función del ángulo de difracción y de la longitud de onda .......................................... Tipos de onda ......................... 104 ...................................... 6 7 7 8 9 10 10 12 13 15 16 19 20 22 25 26 35 36 41 66 67 67 72 73 Capítulo 2 Figura 2-1......... Figura 18........... Figura 10........ Cambios de densidad en el aire ...... Figura 24......... Figura 4.................. Curvas de compensación o ponderación A y C para cada frecuencia ..... Figura 5..XII FERNANDO HENAO ROBLEDO Algunos problemas físicos del buceo ........... Figura 23....................... Figura 9............ Figura 3......................... Movimiento de la onda ................ Figura 6............................ Figura 12.................... Período de la onda .......................... Figura 22........................................................................................................................... Longitud de onda ...... Leyes de la reflexión ............... Curva de permisibilidad ...................................................................... Bibliografía ...................................................................... Curva de audibilidad ............................ Refracción ............. Figura 15.... ................................ Gráfica de ubicación de la pantalla ......... Gráfica de atenuación del sonido con pantallas .......................................................................................................................................................................................................... Volumen que debe mandarse al buzo .......................................................... Efectos del ruido........................ Efectos del descenso rápido ................................. Figura 13................................. Pérdida auditiva ............................................................... ......................................... Figura 4................ ........................ Figura 2........ 28 Tabla 5..................................... Figura 2-9........ Características de la ganancia de la red de filtros utilizada para ponderar en frecuencia los componentes de aceleración (línea de trazos continuos).......................... Velocidad del sonido en algunos materiales .............XIII TABLA DE CONTENIDO Figura 2-2................................................ Efecto de la presión atmósferica baja sobre la saturación de oxígeno respirando aire y respirando oxígeno puro ................................. 39 Tabla 7............. Figura 2-14.................................................................................................. Niveles típicos de presión sonora ................................. Equipos de medición .................. Valores específicos de presbiacusia en 4000 hz según sexo ............................ profundidades y tiempos con los cuales es preferible utilizar nitrógeno ..... 11 Tabla 2................................................ Diferencia en decibeles ............................................................ Capítulo 3 Figura 1... Figura 3....... Ponderación de redes ............... 111 122 129 130 134 135 137 137 138 144 147 161 165 173 180 Listado de tablas Capítulo 1 Tabla 1................................................. Sistema mecánico para representar el cuerpo humano sobre una plataforma vibrante ................................................... Curva de “tolerancia de oxígeno”.................................................. Figura 2-10......... Figura 2-11.............................................. .. Figura 2-3........................... Figura 2-6................................. Profundidades y tiempo debajo del mar con los cuales es preferible usar helio.......................... 16 Tabla 3........ Bosquejo conceptual del aislamiento de una fuente de vibración .......... que muestra el tiempo que una persona puede quedarse sin peligro a diferentes profundidades respirando oxígeno puro ................... Dósis máximas admisibles ..................... ...... ........................... Figura 2............................................ Tiempo de exposición a concentraciones bajas de oxígeno necesarias para causar pérdida de conocimiento o coma .L.........................................................V.......................................... Diagrama para la estimación de los requerimientos de un sistema de aislamiento ..... 43 .......... Figura 2-13..............................8..... T................... Valores límites permisibles.......... 17 Tabla 4.................... 38 Tabla 6...... según la ACGIH ....... Figura 2-12. Figura 2-7........................ .................... Valores numéricos del “límite de la capacidad reducida por fatiga” para aceleraciones de vibraciones longitudinales según el eje az (dirección de los pies (o de la pelvis) hacia la cabeza) ..... Programa de vigilancia y control del ambiente y trabajadores expuestos a ruido................................................................................................... Tabla 2-7............................................. Ficha individual de exposición a ruido ........................................................... Efectos de exposición a vibraciones................ Tabla 11.. Tabla 15.......... Efectos de las vibraciones según frecuencia........................XIV Tabla 8...... Clasificación SAL (Speech Average Loss) ......... Dosis máximas admisibles para trabajos entre 4 y 8 horas ......................... FERNANDO HENAO ROBLEDO Coeficientes de absorción del sonido de los materiales para construcción en general y de los artículos de decoración ..... 58 60 69 70 80 81 81 88 113 115 126 127 140 141 141 ......... máquina o herramienta utilizada...... Valores numéricos del “límite de la capacidad reducida por fatiga” para aceleraciones de vibraciones transversales según los ejes ax y ay (dirección espalda pecho o derecha izquierda) .......... Tabla 2-5........ Tabla 14... Factores de corrección en función del número de interrupciones.. Tabla 2-6 Dosis máximas para trabajos ininterrumpidos entre 4 y 8 horas ............................... su duración y el tiempo de exposición a vibraciones.......... Valores de absorción sonora......................................... Tabla 10............................................................. Capítulo 2 Tabla 2-1............. Tabla 2-2........................................ Ejemplo selección elementos de protección auditiva ............ Tabla 12.... Tabla 13..................................... Escala de valores ELI (Early Loss Index) ............................ Tabla 2-3................................................................................... Tabla 2-4......................... Tabla 9.. De valores de absorción sonora .......... Coeficientes de absorción del sonido de materiales acústicos comunes........ No es el objetivo el escribir un manual que recopile todo lo escrito y estudiado sobre estos complejos temas.XV TABLA DE CONTENIDO Introducción No es raro encontrar en la experiencia diaria a personas tratando de pontificar sobre uno o varios de los temas de Higiene Industrial. En la clasificación general de factores de riesgo. crean nuevos riesgos mucho más complejos y nocivos sobre las personas. . y lo que es más grave llegando a conclusiones y recomendaciones que en vez de colaborar para la eliminación del factor de riesgo o la disminución de sus efectos sobre el trabajador. Con el presente documento se pretende presentar las bases teóricas para que las personas se motiven en el estudio de los tres temas que lo componen. se tiene el factor de riesgo físico que se puede definir como cualquier forma de energía presente en el medio ambiente de trabajo y que puede lesionar al trabajador allí presente. 1 1 Ruido Introducción El sonido es algo tan común en la vida diaria que raramente valoramos todas sus facetas. Nos proporciona agradables experiencias en la audición de la música o escuchando el canto de los pájaros, posibilita la comunicación con todos los que nos rodean, nos alerta o previene en muchas circunstancias: el timbre del teléfono, la llamada a la puerta, el sonido de la sirena, permitiendo además valorar el funcionamiento de una máquina o el soplo del corazón. Nuestra época es la del motor, de la máquina, de los aviones a reacción. Sería difícil encontrar hoy una población que no esté expuesta a ruidos artificiales. El ruido lo invade todo y se convierte en una molestia, en un reto, en una agresión, capaz de provocar en el ser humano trastornos físicos y síquicos de menor o mayor importancia. Cualquier ruido puede causar un traumatismo más o menos grave en el hombre. El ruido puede ir seguido de efectos nocivos de muy diversa índole. El problema del ruido constituye " un riesgo para la salud del trabajador y un escándalo público" como afirmó el Dr. Alexander Graham Bell. Aunque se realizan campañas permanentes en contra del ruido y ya no es raro leer en avisos publicitarios frases como "el silencio es paz, el ruido es violencia" o este otro "el ruido no hace bien, el bien no hace ruido" no se ha tomado una verdadera actitud para su control. 2 FERNANDO HENAO ROBLEDO El doctor Robert Koch, descubridor del bacilo de la tuberculosis, expresó poco antes de su muerte en 1910 sus temores sobre el ruido "Un día la humanidad luchará contra el ruido con el mismo pavor e intensidad que lucha contra el cólera y la peste". En la actualidad y en un gran número de empresas, las campañas para evitar los efectos nocivos del ruido se han basado casi exclusivamente en el uso de protección personal, sin hacer una selección técnica adecuada de la misma y a la realización de exámenes audiométricos de control pero sin aplicar las medidas de control en la fuente, la gran mayoría de las veces por desconocimientos técnicos adecuados o porque se piensa en forma errónea que pequeñas exposiciones no causan problema alguno o lo que es más grave se toma como si la persona fuese inmune a dichos efectos. En el presente capítulo se plantean las definiciones básicas, los problemas de salud generada por exposición al ruido, los límites máximos permisibles establecidos en Colombia, las estrategias de muestreo y los métodos de control comúnmente utilizados para atenuar el ruido en los ambientes de trabajo. A continuación se presenta lo que podría llamarse como una gran lección de ecología, a manera de introducción a este apasionante tema. En 1885, el gobierno norteamericano propuso a la tribu DWANSWISH, del estado de Washington, la compra de sus tierras. El jefe Piel Roja Seathl dirigió al presidente Franklin K. Pierce esta carta: "El gran jefe en Washington manda palabras: él desea comprar nuestra tierra. El gran jefe también manda palabras de amistad y bienaventuranza. Esto es muy amable de su parte, ya que nosotros sabemos que él tiene muy poca necesidad de nuestra amistad. Pero nosotros tenemos en cuenta su oferta, porque nosotros sabemos que sí no lo hacemos así, el hombre blanco vendrá con sus pistolas y tomará nuestra tierra. Lo que el jefe Seathl dice es que el gran jefe en Washington puede contar con las palabras del jefe Seathl, como pueden nuestros hermanos blancos contar con el retorno de las estaciones. Mis palabras son como las estrellas. Ellas no se ocultan. ¿Cómo se puede comprar o vender el cielo, el calor de la tierra? Esta idea es extraña para nosotros. Hasta ahora nosotros no somos los dueños de la frescura del aire ni del resplandor del agua. ¿Cómo nos lo pueden ustedes comprar? Nosotros decidiremos en nuestro tiempo. Cada porción de esta tierra es sagrada para mi gente. Cada espina del brillante pino, cada orilla arenosa, cada bruma en el oscuro bosque, cada claro y zumbador insecto es sagrado en la memoria y en la experiencia de mi gente. 1. RUIDO 3 Nosotros sabemos que el hombre blanco no entiende nuestras costumbres. Para él, un pedazo de tierra es igual a otro; porque él es un extraño que viene en la noche y toma de la tierra lo que necesita. La tierra no es su hermana, sino su enemigo, y cuando la ha conquistado, sigue adelante. Deja las tumbas de sus padres atrás y no le importa. Secuestra la tierra de sus hijos. A él no le importa. Las tumbas de sus padres y los derechos de nacimiento de sus hijos son olvidados. Su apetito devorará la tierra y solo dejará atrás un desierto. La vista de sus ciudades duele en los ojos del hombre piel roja. Pero, tal vez es porque el hombre piel roja es un salvaje y no entiende..... No hay ningún lugar tranquilo en las ciudades de los hombres blancos. Ningún lugar para escuchar las hojas de la primavera o el susurro de las alas de los insectos. Pero, tal vez es porque yo soy un salvaje y no entiendo. El ruido solo parece insultar los oídos. Y, ¿qué queda de la vida si el hombre no puede escuchar el hermoso grito del pájaro nocturno o los argumentos de las ranas alrededor de un lago en la noche? El indio prefiere el suave sonido del viento horadando la superficie de un lago, el olor del viento lavado por una lluvia de mediodía o la fragancia de los pinos. El aire es valioso para el hombre piel roja. Como un hombre que muere por muchos días, es indiferente ante la hediondez. Si decido aceptar, pondré una condición. El hombre blanco deberá tratar las bestias de esta tierra como hermanas. Yo soy un salvaje y no entiendo otro camino. He visto miles de búfalos, pudriéndose en las praderas, abandonados por el hombre blanco, que pasaba en el tren y los mataba. Yo soy un salvaje y no entiendo cómo el caballo de hierro que fuma puede ser más importante que los búfalos que nosotros matamos solo para sobrevivir. ¿Qué es el hombre sin las bestias? Si todas las bestias desaparecieran, el hombre moriría de una gran soledad en el espíritu, porque cualquier cosa que le pase a las bestias también le pasa al hombre. Todas las cosas están relacionadas. Todo lo que hiere a la tierra herirá también a los hijos de la tierra. Nuestros hijos han visto a sus padres humillados en la derrota. Nuestros guerreros han sentido la vergüenza y después de la derrota convierten sus días en tristezas y contaminan sus cuerpos con comidas dulces y bebidas fuertes. De poca importancia será el lugar en donde pasemos nuestros días no quedan muchos. Unas pocas horas más, unos pocos inviernos, y ninguno de los hijos de las grandes tribus que una vez existieron sobre esta tierra, o que anduvieron en pequeñas bandas en los bosques, quedará para lamen- y con todas sus fuerzas. Allí tal vez podremos vivir como deseamos los pocos días que nos quedan. Cuando el último piel roja haya desaparecido de la tierra y su memoria sea solamente la sombra de una nube cruzando la pradera. tal como está cuando ustedes la tomen. Pero. Si nosotros les vendemos a ustedes nuestra tierra. Si nosotros aceptamos. nosotros somos salvajes. talvez más rápido que otras tribus. Una cosa nosotros sabemos: nuestro Dios es el mismo Dios de ustedes. Continúe contaminando su cama y alguna noche terminará asfixiándose en su propio desperdicio. qué visiones le queman la mente para que puedan desear el mañana. Y. Esta tierra es preciosa para Él. qué esperanza le transmite sus niños en las noches largas de invierno. Nuestro Dios es el mismo Dios. Usted puede pensar ahora que es el dueño de Él. Retengan en sus mentes el recuerdo de la tierra. los caballos salvajes todos amansados. Cuando los búfalos sean todos masacrados. y los rincones secretos de los bosques inundados por el aroma de muchos hombres. Y porque tales sueños están escondidos. porque ellos aman esta tierra como el recién nacido ama el latido del corazón de su madre. será para asegurar la reservación que se nos ha prometido. y ámenla así como Dios nos ama a todos. Y ¿qué es decir adiós a los prados y a la caza. ¿En dónde estará el águila? Desaparecida. Los sueños del hombre blanco están ocultos para nosotros. ámenla como nosotros la hemos amado. y con todos sus corazones. el fin de la vida y el comienzo de la subsistencia? Nosotros tal vez entenderíamos si supiéramos qué es lo que el hombre blanco sueña. El es el Dios del hombre. ¿en dónde estará el matorral? desaparecido. y hacerle daño a la tierra es amontonar desperdicio entorno a su creador. su comparación es igual para el hombre blanco y el hombre piel roja. Aún el hombre blanco no puede quedar excluido de un destino común". estas costas y estas tierras aún albergarán el espíritu de mi gente. Pero Usted no puede. Una cosa nosotros sabemos que el hombre blanco puede descubrir algún día. Los blancos también pasarán. nosotros iremos por nuestro propio camino. Esta tierra es preciosa para él. Cuídenla como nosotros la hemos cuidado. con todo su poderío. así como usted desea hacerse dueño de nuestra tierra. y la vista de las montañas repleta de esposas habladoras. consérvenla para sus hijos. .4 FERNANDO HENAO ROBLEDO tarse ante las tumbas de una gente que fue otrora poderosa y tan llena de esperanzas como ustedes. líquidos o gases. Desde el punto de vista puramente físico. animados de movimiento vibratorio y una vez producido. va del cuerpo en vibración (llamado fuente sonora) a otros cuerpos. el cual puede variar en intensidad. un ruido es una mezcla de ondas sonoras situadas en el campo de frecuencias audibles y de intensidades variables. RUIDO Definiciones El sonido se define físicamente como las variaciones de presión que se propagan a través de un medio físico. . Se considera ruido a todo sonido indeseable que produce molestia o que puede afectar la salud y el bienestar de las personas. agua o cualquier otro medio) produciendo variaciones de la presión o vibración de partículas que pueden ser detectadas por el oído humano o por medio de instrumentos. Aunque todo el mundo sabe lo que es "el ruido" no es tan fácil dar una definición. frecuencia y dirección. También se puede definir como una mezcla compleja y desordenada de tonos o como cualquier sonido que es molesto y desagradable. El sonido es una perturbación mecánica de tipo ondulatorio que se propaga en medio elástico (aire. Producción y transmisión del sonido Un cuerpo productor de sonido siempre es un cuerpo vibratorio en contacto con un medio capaz de transmitir esta energía vibratoria al oído. Se usa además la palabra sonido para indicar la sensación auditiva que se experimenta cuando las fluctuaciones de la presión atmosférica llegan al oído.5 1. El sonido precisa de un medio material interpuesto entre la fuente y el oído para su transmisión y recepción. el cual posee unas propiedades específicas de densidad y elasticidad. En higiene industrial se puede definir ruido como cualquier nivel del sonido superior a un límite máximo permisible. El sonido se origina en los cuerpos materiales. Para la Salud Ocupacional el medio más importante de propagación es el aire. El sonido se puede también definir como una fluctuación rápida de la presión atmosférica a causa de un movimiento vibratorio. como testifican las numerosas tentativas realizadas en este sentido. sólidos. entonces Y = A Sen (2|π| ft + d) A + A Sen (0 + d) Sen d = 1 d = π/2 o 90 grados. el desplazamiento es máximo (Y = A). el sonido no se transmite en el vacío (ausencia de medio). En cambio. Una serie de impulsos regulares produce una onda de movimiento oscilatorio periódico. esta condición se representa así: .6 FERNANDO HENAO ROBLEDO Fuente ----------------> Medio -----------------> Receptor En la mayoría de los casos nos llega a través del aire. cada partícula permanece en reposo hasta que el impulso la alcance. Si una onda es de movimiento armónico simple se representa así: Figura 1 Ejemplo de onda sinosidal Desplazamiento Y Tiempo T Período Y= A sen (2π f t + d) Donde Y A f t = desplazamiento de cada partícula = amplitud (desplazamiento máximo) = frecuencia = tiempo El valor de d se determina por las condiciones iniciales del movimiento de la onda si t = 0. Los sólidos y líquidos también transmiten el sonido. luego oscila durante un corto tiempo y regresa a su posición de equilibrio. Ondas Para una perturbación o impulso simple que viaja a través de un medio. RUIDO Figura 2 A Movimiento de la onda t Existen varios tipos de ondas (figura 3) Figura 3 Tipo de onda t1 Frente de onda Propagación t2 Rayo Particulas t3 Onda longitudinal en un resorte Esquema de una onda plana propagándose Fuente puntual Fuente lineal de potencia W/Longitud 3r 2r r w r Área A Área 2A Propagación de frentes de ondas esféricos generados por una fuente puntual Área 3A Propagación de frentes de ondas cilíndricas generadas por una fuente lineal de sonido Propagación Onda transversal propagándose en una placa .7 1. A distancias muy grandes de la fuente puntual las ondas esféricas se vuelven planas.8 FERNANDO HENAO ROBLEDO • Onda longitudinal: las partículas oscilan en la misma dirección en que se propaga la onda. • Onda plana: perturbaciones que se propagan en una sola dirección. Variaciones de los recorridos de las ondas Las ondas en sus recorridos pueden sufrir variaciones ocasionadas por las superficies con las cuales interactúan. el refractado y el normal a la barrera caen en el mismo plano. Leyes de la reflexión El rayo incidente. Estas son: Reflexión Es la alteración de una onda que avanza en forma frontal a través del aire. • Ondas transversales: cuando las partículas del medio oscilan en dirección perpendicular a la dirección de la propagación de la onda. Figura 4 Leyes de la reflexión Rayo incidente Neutral Rayo reflejado Frente de la onda plana 0i 0i Barrera reflexión . como planos paralelos. • Ondas esféricas: perturbación de una fuente puntual que se propaga en tres dimensiones. • Ondas cilíndricas: perturbaciones que se propagan en forma de cilindros paralelos. debido a la presencia de una barrera o superficie que se interpone en su camino. La forma de la onda frontal no es alterada por la reflexión sobre barreras planas. • El ángulo de incidencia teta i y el ángulo de refracción están relacionados por: Sen teta i / V1 = Sen teta r / V2 Donde: V1 = velocidad de la onda en el medio 1 V2 = velocidad de la onda en el medio 2 . RUIDO El ángulo entre el rayo incidente y el normal a la barrera es llamado ángulo de incidencia teta i es igual al ángulo entre el rayo reflejado y el normal a la barrera. llamado ángulo de reflexión teta r. parte de la onda se refleja y el resto se refracta en el segundo medio. Figura 5 Ondas estacionarias A A N A N N A N Refracción Cuando una onda avanza en un medio y choca contra una superficie de un segundo medio. Leyes de la refracción • El rayo incidente. cambiando la dirección. lo cual da como resultado dos ondas de la misma frecuencia. Este cambio de dirección ocurre cuando la velocidad de la onda difiere en los dos medios. el reflejado y el normal sobre la superficie del segundo medio caen en el mismo plano. como resultado de la diferencia de densidad. Ondas estacionarias Las ondas reflejadas por una barrera suave tendrán la misma frecuencia y virtualmente la misma amplitud de la onda incidente.9 1. amplitud y velocidad que viajan en direcciones opuestas en el mismo medio. las ondas a la derecha de la barrera son circulares concéntricas alrededor de la abertura como si hubiera una fuente puntual en la abertura Ondas planas incidentes sobre un obstáculo con un tamaño comparable a la longitud de la onda Ondas planas incidentes V Ondas planas incidentes V obstáculo . lejos de su línea de propagación. Figura 7 Difracción Barrera Onda plana incidente V Ondas planas incidentes sobre una barrera con una abertura comprable a la longitud de onda.10 FERNANDO HENAO ROBLEDO Figura 6 Rayo suficiente Refracción 0i Medio 1 Media 1 Velocidad 1 Frente de la onda plana Superficie Medio 2 Media 2 Velocidad 2 Rayo reflejado 0r Difracción Es cualquier desviación del movimiento de la onda. C = V (G P/p) Donde: C = Velocidad del sonido G = Constante que depende del calor específico. es de 1. Hierro y acero Granito 6.1   También se puede aplicar esta expresión: C = 20.05 (ºK) = 20.000 750 5. t = Temperatura del aire °C  t  C =  332 1 +  273.05 (ºC + 273) m/seg La velocidad de transmisión del sonido depende de la densidad y elasticidad del medio en que se transmite. Donde: C = Velocidad del sonido m/s. esta velocidad es constante siempre que no varíen las condiciones del medio.2 Cobre 3.4 P = Presión del ambiente p = densidad del ambiente C = V (1.000 000 . Agua 1 Maderas 1. La velocidad del sonido depende de la temperatura absoluta del aire y esta dada por: A 20º C la velocidad del sonido es de aproximadamente 344 m/s. RUIDO Velocidad del sonido Es el desplazamiento de la onda sonora en la unidad de tiempo en un determinado medio.4 presión / densidad) El sonido se desplaza más rápidamente en los líquidos y los sólidos que en los gases. A presión y volumen constante para el aire.11 1.460 00 -4. Velocidad (m/s) A 20 º C 340 0 227 . Tabla 1 Velocidad del sonido en algunos materiales Tipo de material Aire Corcho 50 Plomo 1. esta es la llamada gama de frecuencias audibles o rango de audición. Se expresa en ciclos por segundo (cps) o en Hertzios (hz). La frecuencia es el factor que califica la agudeza del sonido. El oído normal de personas jóvenes adultas pueden percibir sonidos que se encuentran en el rango de frecuencias de 20 a 20000 hz. también se puede definir como el número de oscilaciones de la onda por unidad de tiempo.12 FERNANDO HENAO ROBLEDO En el aire la velocidad del sonido aumenta aproximadamente 60 cm/seg. Las frecuencias correspondientes a la voz hablada están entre los 300 y 3000 hz llamado rango de conversación. por cada grado centígrado de elevación de la temperatura. los tonos graves corresponden a frecuencias bajas y los tonos agudos (altos) a frecuencias altas. se expresa en segundos u otra unidad de tiempo. Período (T): es el tiempo que transcurre para que la onda efectúe un ciclo completo. T= 1/F Figura 8 Período de la onda AMPLI A TIEMP A A A . El oído humano es especialmente sensible a las frecuencias comprendidas entre los 1000 y 5000 hz. Características de las ondas sonoras Frecuencia (f): se define como el número de variaciones de presión que ocurren en la unidad de tiempo. generalmente un segundo. 13 1. RUIDO λ): la distancia entre dos puntos máximos o puntos míniLongitud de onda (λ mos sucesivos. Se puede decir que equivalen a un periodo. Se expresa en metros o en pies. Figura 9 Longitud de onda λ = C/F = CT Donde: C = velocidad de propagación La velocidad de propagación de una onda en el aire está relacionada con la frecuencia (ƒ) y la longitud de onda (λ) mediante la ecuación:  c =  f Presión sonora Es la característica que permite oír un sonido a mayor o menor distancia. Indica la cantidad de energía que transporta el sonido para su propagación y determina la amplitud de la onda. La sensación auditiva del sonido débil, es dada por sonidos de poca presión sonora y la de sonido fuerte por los de alta presión sonora. Debido a que las fluctuaciones de presión causadas por el sonido son extremadamente pequeñas, la unidad utilizada para medir la presión sonora es el microbar (µbar). La presión sonora mínima que el oído humano puede detectar depende de la frecuencia. El oído normal de jóvenes adultos es capaz de percibir a 1000 hz, presiones sonoras que van desde 0.0002 µbar (sonido mínimo audible) hasta 200 µbar (nivel superior de sensibilidad acústica). Los sonidos con presiones sonoras por encima de este valor son dolorosos para el oído. 14 FERNANDO HENAO ROBLEDO Unidad de medida del sonido El decibel (Db) es la unidad adoptada para medir el sonido. En realidad el decibel no es una unidad, si no una relación logarítmica entre una cantidad medida y una cantidad de referencia. El decibel, es usado para describir los niveles de presión, potencia o intensidad sonora. La mayoría de los instrumentos para medir el sonido están calibrados para dar lecturas del nivel de presión sonora. La presión sonora que se ha escogido de referencia es de 0.0002 µbar, debido a que se aproxima al límite normal de la audición en 1000hz. Decibel (Db) = 10 Log10 (Cantidad/Cantidad de Referencia) Nivel de presión sonora (SPL) = 20 Log (P/Po) (Db) Donde SPL = Nivel de Presión Sonora P = Presión sonora efectiva media Po = Presión sonora de referencia La relación de la escala decibel como medida del sonido se debe principalmente a las siguientes razones: 1. En la práctica, el rango de presiones sonoras a las cuales pueden estar expuestas las personas, varía desde 0.0002 µbar, hasta presiones sonoras superiores a 200 µbar; siendo este último valor un millón de veces superior a la presión mínima que el oído normal puede detectar, y 2. La escala decibel sigue más de cerca la respuesta del oído. Experimentos han demostrado que el oído no responde al sonido de una manera lineal. El decibel es la mínima intensidad capaz de impresionar el oído humano a la frecuencia de 1000 hz Campo auditivo normal La curva de audibilidad mínima, que es casi parabólica, tiene zona óptima entre 1000 y 2000 hz. La curva de audibilidad máxima igualmente casi parabólica tiene un máximo también entre estas frecuencias. 15 1. RUIDO Figura 10 Campo auditivo normal 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 F(hz) 0 0 32 64 128 266 612 1024 2068 4096 8192 16346 Si la frecuencia es demasiado baja, por debajo de 16 hz, se dice que se trata de un infrasonido, si la frecuencia es más alta por encima de 16000 hz se trata de ultrasonido. Zona conversacional Es la banda de frecuencia emitida en el momento de la palabra. Se extiende desde la frecuencia de 250 hz, hasta la frecuencia de 2000 hz, con un máximo de utilización de las frecuencias medianas de 1000 hz y 2000 hz. En lo que concierne a la intensidad de la palabra, es emitida habitualmente entre 30 y 70 db (35 voz baja, 55 db en voz alta). De esta manera la pérdida en decibeles tendrá más importancia social entre 30 y 70 db. Así, numerosos trabajadores portadores de una hipoacusia de 25 db, no consultan sino hasta el día que un episodio rinofaríngeo se agrava bruscamente en 5 a 10 db, y se convierte en una afección molesta. Los sectores coloreados en este audiograma de tono puro dan una aproximación de los niveles de sonido a diferentes frecuencias producidas por el habla normal a una distancia de un metro. 16 FERNANDO HENAO ROBLEDO Figura 11 Zona conversacional Perdida auditiva en dB Audición normal Ligero impedimento Grave impedimento Área de tonos fundamentales Área para consonantes vocalizadas La más importante área para vocales Área para consonantes no vocalizadas En la siguiente tabla se presentan niveles típicos de ruidos causados por varias fuentes: Tabla 2 Niveles típicos de presión sonora Fuente sonora Nivel de presión sonora (Db) Voz cuchicheada Tic tac de un reloj a un metro Oficina corriente Conversación normal a un metro Oficina ruidosa Ruido de la calle Automóviles a 7 metros Tornos Perforación subterránea Sierras circulares para madera Trituradoras de mandíbula Ribeteado de planchas de acero Motor a reacción 20 30 40-60 60 70 40-70 80-95 95-105 100-130 100-110 100 130 140 no produce cambios significativos en el nivel de ruido resultante.0 2.5 1.17 1. la cual se le restará la mayor entre las restantes y cuya diferencia corresponde en la tabla a un número .6 0.4 0.0 0.8 1. cada máquina fue estudiada individualmente y el nivel sonoro total producido por cada una es el siguiente: L1 = 60 Db L2 = 80 Db L3 = 85 Db L4 = 90 Db L5 = 60 Db El procedimiento es el siguiente: se escogen las dos fuentes mayores y se restan.2 1.6 2. Tabla 3 Diferencia en decibeles Diferencia en decibeles N º de decibeles para añadir al nivel más alto 0 1 2 3 4 5 6 7 8 10 12 14 16 3.1 Se aprecia como el efecto de una fuente sonora cuya intensidad es mucho menor que la de la fuente mayor.8 0. como una fuente.2 0. el resultado obtenido se considera. Ejemplo: en un taller.3 0. esta diferencia corresponde en la tabla a un número de Db para añadir al nivel más alto. RUIDO Combinacion de niveles sonoros Siendo el decibel una unidad logarítmica. no pueden sumarse o restarse aritméticamente. (5) cinco máquinas operan intermitentemente. Se dispone de tablas o gráficos que facilitan la combinación del nivel total a partir de niveles sonoros individuales.1 1. los niveles sonoros correspondientes a varias fuentes. 3 = 91. Las ocho bandas de octava especificadas por la American Standard Association. siendo más sencillo evaluar el nivel sonoro total en cada grupo de una serie de bandas de frecuencias. 300 .9600 hz.5 Db Por último 91.2 Esta diferencia corresponde en la tabla a 0. es imposible determinar la intensidad de cada tono componente.2 .300. No obstante. Nuestra reacción a estos ruidos no depende solo de los niveles de presión sonora sino también de la composición del ruido en términos de frecuencia. Bandas de frecuencia Los sonidos a los cuales estamos expuestos pueden estar constituidos por: • Un tono puro o sonido de una sola frecuencia. Este último es el caso más frecuente en la industria y se define como ruido.1200.75. La palabra octava significa que el límite superior de la banda de frecuencia es el doble del límite inferior.85 = 5 Esta diferencia corresponde en la tabla a 1. Dividiéndose en ocho segmentos se obtienen las bandas de octava. 90 .5 -60 = 31.5 despreciable Por lo tanto el nivel sonoro total esperado.2 Db Por lo tanto 90 + 1. aproximadamente de 20 a 10. en una serie de bandas de frecuencia. 2400 . 600 .600.5 Db.5 . .000 hz. son: 37.150.3 Entonces: 91. cuando operan las cinco máquinas simultáneamente es de 91. 75 . este procedimiento se repite hasta cuando la fuente formada por adiciones sucesivas supere tanto a las restantes. • Una combinación compleja de muchas frecuencias diferentes. que el efecto de cualquier suma posterior resulte despreciable.80 = 11.2400. 1200 . ¿Cómo percibe el oído el sonido? Las características de frecuencia y presión sonora son factores físicos que se pueden medir directamente utilizando aparatos de medida. Para este propósito se divide el rango en frecuencia audible que más interesa.2 + 0. 150 .2 Db Ahora 91.4800. 4800 .18 FERNANDO HENAO ROBLEDO de Db para añadir.2 = 91. 19 1. son percibidos por el oído con intensidades de sensación diferentes. Llamándose audibilidad a la magnitud de esta sensación auditiva. Sonidos de frecuencias diferentes e idénticas presiones sonoras. si se desea determinar el efecto de sonidos de diferente frecuencia y presión sonora sobre el oído. las frecuencias graves o las muy agudas a pesar de tener la misma presión sonora. de 1000 a 4000 hz aproximadamente. Para frecuencias superiores a 4000 hz se necesita de presiones sonoras cada vez mayores para que el sonido sea audible. en el rango de frecuencia de 20 a 1000 hz se requiere de presiones sonoras progresivamente menores para que un sonido sea audible. Al aumentarse la frecuencia el oído percibe un aumento de tono. El oído tiene una respuesta particular al ruido que no es simplemente la medición de un fenómeno físico sino una sensación auditiva. Por lo tanto. Se obtiene así una curva de audibilidad o sensación auditiva que presenta una depresión en su parte central y que corresponde a la mayor sensibilidad del oído. De 1000 a 4000 hz la respuesta del oído es casi constante. se perciben más débilmente que las frecuencias medias. Figura 12 Percepción del sonido . RUIDO Sin embargo. Un sonido con el doble de presión sonora no es percibido por el oído con el doble de sonoridad. es importante observar que no existe una relación entre estos factores físicos y la manera como son percibidos por el oído. que mide el nivel de audibilidad o sonoridad equivalente a un sonido de 0 Db y 1000 hz. cuyos sonidos provocan en el oído la misma sensación audible. A 130 Db se advierte una sensación molesta y a 140 Db se produce dolor. Cada curva representa las combinaciones del nivel y de frecuencia. Se observa que para tener la misma sensación auditiva que produce un sonido de 1000 hz y 0 Db se requiere que sonidos de otras frecuencias posean niveles de presiones sonoras mayores. Curvas de igual audibilidad Para poder evaluar o medir el nivel sonoro que realmente percibe el oído humano fue necesario establecer la unidad de sonoridad denominada FON. Es decir. se construyeron una serie de curvas llamadas contornos de igual audibilidad. como si tuviesen el mismo nivel sonoro. Cuando los niveles sonoros alcanzan los 100-120 Db el oído registra una sensación desagradable. que para un sonido de 1000 hz numéricamente el número de decibeles y FONES es igual. . Presión sonora dB Figura 13 120 120 fones* 100 100 fones 80 80 fones 60 60 fones 40 40 fones Curva de audibilidad 20 fones 20 0 fones 0 20 100 1000 Frecuencia 10000 *Niveles de audiobilidad Las curvas de igual audibilidad o isosónicas indican el nivel de presión sonora necesario para obtener la misma sensación de sonoridad en función de la frecuencia.20 FERNANDO HENAO ROBLEDO Es importante observar en esta figura el límite de presión sonora que el oído puede tolerar. para lo cual se emplearon un conjunto de personas debidamente seleccionadas y entrenadas en la percepción de sonidos. De esta forma. especialmente a las frecuencias graves y muy agudas. son percibidos por el oído con la misma sensación de sonoridad. Se caracteriza por niveles de presión sonora que no presentan cambios rápidos o repentinos. b) Ruido continuo fluctuante: es aquel que presenta variaciones en los niveles de presión sonora mayores a 5 Db (A) durante un período de medición de un minuto. pero los podemos clasificar de la siguiente forma: a) Ruido continuo estable: es aquel cuyo nivel de presión sonora permanece casi constante con fluctuaciones inferiores o iguales a 5 Db (A) durante un período de medición de un minuto. que acopla mecánicamente el tímpano con el fluido del oído interno. que recoge el sonido y lo convierte en movimiento vibratorio del tímpano. Nociones sobre anatomía y fisiología del oído Antes de continuar hablando de aspectos relacionados con el ruido es necesario conocer algunas nociones sobre la anatomía del oído. Tipos de ruido La mayor parte de los ruidos están formados por todas las frecuencias de la escala auditiva. es registrada por el cerebro por intermedio de los tres principales componentes del aparato auditivo: 1. Las variaciones de presión del aire que se crean. es necesario un nivel de presión sonora aproximadamente 50 Db para que se produzca la misma sensación de sonoridad que a 1000 hz y 0 Db. A niveles sonoros cercanos a los 100 Db los sonidos de frecuencia entre 20 y 1000 hz. El sonido o energía acústica se crea cuando el equilibrio del aire es perturbado mecánicamente. el ruido se considera como continuo. Oído externo.21 1. Cuando los intervalos sucesivos son menores de un segundo. c) Ruido de impulso o impacto: Es aquel que presenta elevaciones bruscas del nivel de presión sonora de corta duración y que se produce con intervalos regulares o irregulares con tiempo entre pico y pico iguales o superiores a un segundo. dentro del cual se originan señales que trasmiten al cerebro a través del nervio auditivo. 3. Cuando la energía vibratoria golpea sobre el oído. Oído medio. en forma de onda. Oído interno. se propagan desde la fuente de perturbación. . Ejemplos son los ruidos producidos por los motores a chorro. RUIDO Tomando la curva más baja o del umbral de la buena audición se tiene que para una frecuencia de 60 hz. 2. Oído medio Es una cavidad llena de aire de unos 2 centímetros cúbicos y contiene el mecanismo que transmite el movimiento vibratorio desde el tímpano hacia el oído interno. actúa como un tubo cerrado en un extremo. que está conectado con el tímpano. con el vértice dirigido hacia el centro. Este mecanismo (denominado cadena de huesecillos) está formado por tres pequeños huesos: martillo. Figura 14 El oído . que conduce las ondas sonoras hacia el tímpano (también conocido como “membrana timpánica”). El pabellón auricular forma la entrada al canal auditivo. con una frecuencia de resonancia natural de aproximadamente 3000 hz. El tímpano es el final del canal auditivo y separa el oído externo del oído medio. yunque. Es una estructura cartilaginosa situada a ambos lados de la cabeza cuya forma ayuda a la recepción del sonido y aporta cierta discriminación direccional. y el estribo. conectado con la ventana oval que sirve de entrada a la cóclea del oído interno. que tiene de 5 a 7 mm de diámetro y unos 27 mm de longitud. Es un cono bajo de unos 7 mm de diámetro. Esta resonancia aumenta la sensibilidad de la audición en las frecuencias de esta región. que forma un nivel de interconexión.22 FERNANDO HENAO ROBLEDO Oído externo La parte visible del oído se denomina pabellón auditivo o pabellón “auricular”. El canal auditivo. Esta es una configuración en forma de caracol de 2 ½ vueltas. la localización de la lesión sobre la membrana basilar se relaciona estrechamente con la frecuencia en que se observa la máxima pérdida auditiva. Oído interno Es un sistema complejo de canales llenos de fluido inmerso en el hueso temporal. Los huesos craneales pueden excitarse mediante el contacto de la cabeza con un cuerpo vibrante o mediante el “choque” con la cabeza de un campo sonoro aéreo. Este sistema sirve dos propósitos: (1) como nivelador para permitir un eficaz acoplamiento del tímpano a la ventana oval y (2) como mecanismo protector que limita el movimiento transmitido a la ventana oval. Además de que el sonido excita directamente el cráneo. las vibraciones inducidas en otras partes del . En la estimulación de las terminaciones nerviosas actúa una estructura compleja de la membrana basilar. cerca del otro extremo (ápice) de la espiral. Las células pilosas internas y externas son componentes del órgano de Corti. La lesión de estas células pilosas parece estar relacionada con la pérdida auditiva inducida por el ruido. En su interior se localizan las terminaciones nerviosas que aportan los sentidos del equilibrio y la audición. a lo largo de la cual distribuye el mecanismo de excitación nerviosa. el tímpano tensor y el músculo del estribo. La membrana basilar es una membrana fibrosa flexible que corre paralela a la cóclea. RUIDO 23 La cadena de huesecillos está suspendida por ligamentos y tensada por dos pequeños músculos. La porción de la membrana basilar que es máximamente excitada depende de la frecuencia de la onda sonora estimuladora. Este mecanismo protector es activado por cualquier sonido alto. La membrana basilar se pone en movimiento hidráulicamente mediante la energía acústica acoplada a la cóclea en la ventana oval. Conducción ósea Se denomina conducción ósea a la transmisión de la energía acústica hacia el oído interno a través de vías que implican a los huesos craneales. oímos en parte nuestra propia voz debido a la conducción ósea. que si se extendiera mediría 35 mm. y están implicadas de forma crítica en el proceso de estimulación nerviosa. Las fibras nerviosas auditivas terminan en la cóclea. el tímpano tensor (conectado con el martillo) y el músculo del estribo (conectado con el estribo). De hecho.1. y las frecuencias bajas. que produce un reflejo de contracción de los dos pequeños músculos. Por ejemplo. conocida como órgano de Corti. Las frecuencias altas producen mayor excitación cerca de la ventana oval. También podría ocurrir dislocación de la membrana basilar y del órgano de Corti. Efectos del ruido El ruido produce en las personas expuestas. la pequeña parte de la energía acústica aérea convertida en vibración transmitida por vía sólida en la cabeza puede dar como resultado que el sonido se oiga a través de la conducción ósea. si los cambios de presión son lo suficientemente intensos y rápidos. hasta la pérdida permanente e irreversible de la audición. daño que es producido por el incremento y decrecimiento rápido de la presión.24 FERNANDO HENAO ROBLEDO cuerpo pueden ser conducidas a la cabeza mediante los tejidos corporales y la estructura ósea. . el nivel de presión sonora en el aire debe ser de aproximadamente 60 Db o más por encima del umbral de conducción aérea para oírse mediante la conducción ósea. Si este sonido es suficientemente intenso. En general. La exposición prolongada al ruido puede producir: a) Desplazamiento temporal de la audición: el oído expuesto a un ruido de cierta intensidad presenta inicialmente un desplazamiento temporal del umbral de la audición o fatiga auditiva. Puede presentarse rotura del tímpano y destrucción de la continuidad de los huesecillos. La acción del ruido en el mecanismo conductor produce fatiga del sistema osteomuscular del oído medio. Sobre el sistema auditivo La acción perjudicial va desde un deterioro temporal de la audición con recuperación parcial o total al cesar la exposición. La acción del ruido sobre la audición depende principalmente de: • • • • • Nivel sonoro Espectro sonoro Tiempo de exposición Intervalo entre exposiciones De la susceptibilidad individual La exposición breve a ruidos de alta intensidad y de corta duración como explosiones o detonaciones puede causar daños severos en el oído medio y en el interno. alterándose la capacidad auditiva desde la hipoacusia hasta la sordera. permitiendo que pase al oído interno más energía de la que el órgano de Corti puede soportar. efectos sobre el sistema auditivo y efectos generales. Este déficit auditivo es transitorio. b) Desplazamiento permanente de la audición: la exposición prolongada a un ruido excesivo hace imposible la reversión total de la audición.25 1. La destrucción progresiva del oído interno comienza de una manera oculta para las personas expuestas. . Puede presentarse después de una exposición corta (minutos) a ruido intenso. porque las lesiones aparecen primero en las regiones del oído interno que responden a frecuencias superiores a la voz. produciéndose un desplazamiento del umbral que nunca se recupera completamente y que se denomina desplazamiento permanente de la audición (DPU) y clínicamente sordera profesional. siendo más pronunciadas en 4000 hz. RUIDO Normal Pérdida auditiva Db 0 Figura 15 Efectos del ruido 10 20 30 Inmediatamente después Dos horas despues Cuatro horas después Esta pérdida temporal de la audición puede observarse en un audiograma en donde se indica una pérdida en el rango de frecuencias comprendidas entre los 3000 y 8000 hz. La pérdida auditiva por una exposición continua a ruido intenso resulta del daño que se produce en menor o mayor extensión en las células sensoriales del oído interno. La magnitud y rango de frecuencias en que se localiza el desplazamiento permanente del umbral depende principalmente de: • De la intensidad del ruido • De la duración de la exposición • De la distribución de la intensidad a través del espectro de frecuencias. o sea que se supera un tiempo después de abandonar el ambiente ruidoso. la pérdida progresa llegándose a un déficit hasta de 50 decibeles a 4000 hz que se extiende a frecuencias vecinas. Tiene una tonalidad aguda y constante y llega a impedir el sueño a las personas.26 FERNANDO HENAO ROBLEDO La sordera profesional se caracteriza principalmente por: Generalmente se presenta en ambos oídos. Figura 16 Pérdida auditiva 0 A Pérdida auditiva Db 10 20 B 30 C 40 50 D 60 70 Audición normal A 80 90 B E 500 1000 2000 Frecuencia (Hz) 4000 8000 C Fase inicial D Fase posterior que muestra la perdida extendiendose a otras frecuencias E Fase tardía después de una exposición prolongada . Se observan pérdidas en frecuencias altas y graves. A veces el ruido ocasiona en el oído un sonido de sombra "campanilleo" (TINITUS). No progresa si la persona es retirada del ambiente ruidoso. Se exagera con el trabajo y se atenúa con el reposo. generalmente persiste todo el tiempo o se presenta al ponerse el oído en contacto con un medio ruidoso. No se puede seguir la conversación normal. En la sordera profesional no se presenta el síntoma de vértigo. Es irreversible. Con períodos de exposición largos. En esta etapa no se aprecia la voz susurrada. • • • • Cuando la exposición continúa las pérdidas se hacen mayores y se extienden a frecuencias sobre y bajo el rango del lenguaje. Intervención quirúrgica. en el final del período prenatal. Varicela. Fractura del hueso temporal. Algunas enfermedades causantes de fiebre alta. Nicotina.1. Mastoiditis 4. Tumores. Aminoglucocidos 6. Agentes tóxicos: Quinina. Salicilatos. sino que pueden ser congénitas o adquiridas. incluyendo la rubeola. 5. Contusiones. Sífilis. Traumatismo barométrico. 3. Fiebre tifoidea. Agentes físicos: Tapón de cerumen. Exposición a ruido. en menor grado están la parotiditis e influenza. Obstrucción por cuerpo extraño. lesionan el nervio coclear. particularmente si se acompañan de fiebre alta. Es probable que algunas enfermedades agudas severas. las más importantes se pueden clasificar: 1. Enfermedades circulatorias. Excesivo crecimiento de tejido linfoide en la nasofaringe. Las causas de la sordera adquirida son muchas. . Sarampión. Causas cerebrales: Meningitis. Encefalitis. Infecciones del oído: Otitis externa. especialmente si ésta ocurre en el primer trimestre del embarazo. Difteria.Malformaciones anatómicas. 2. Otitis media. Misceláneos: Edad avanzada (presbiacusia) . .Predisposición a una degeneración precoz del nervio auditivo. • Causas tóxicas: provienen principalmente de enfermedades virales. Enfermedades infecciosas generales: Fiebre Escarlatiforme. Las causas más importantes de la sordera congénita son: • Hereditaria: incluye la otosclerosis. RUIDO 27 Pérdidas auditivas por causas diferentes No todas las pérdidas auditivas son de origen profesional o debido a exposiciones a ruido. 28 FERNANDO HENAO ROBLEDO Tabla 4 Valores específicos de presbiacusia en 4000 hz según sexo Edad (años) 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 Mujeres 2 2 2 2 3 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 10 11 12 12 13 14 14 15 15 16 16 17 17 18 18 18 19 19 Hombres 3 4 5 6 7 7 8 8 8 10 11 12 13 14 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 25 26 27 28 29 30 32 33 34 36 37 38 . los niveles de azúcar se elevan y la actividad inmunológica es deprimida. Recientes estudios han demostrado que un aumento de la secreción de Cortisol puede reducir la función de detoxificación del hígado. El más estudiado de estos efectos es la disminución en la circulación periférica. En lo concerniente a las hormonas hipofisiarias. entre otras cosas. que el sonido de moderada intensidad afecta la circulación y composición de la sangre y un número de hormonas sistémicas de la misma manera que otras formas de stress lo hacen. el sonido produce un aumento de la producción de la mayoría de ellas. existiendo así la posibilidad que el ruido de esta manera pueda aumentar el riesgo de sustancias cancerígenas que hayan penetrado al organismo. de las cuales la ACTH.1. El principal efecto del aumento de la secreción de la adrenalina es un aumento del gasto cardíaco junto a una elevación del azúcar sanguíneo y de los niveles de los ácidos grasos libres. La activación simpática puede también activar el sistema Renina-Angiotensina y de esta manera producir un aumento de la presión arterial. . La elevación de la presión arterial como resultado de la exposición al ruido. Los resultados de varios estudios indican que el efecto sobre la presión sanguínea puede persistir después de la terminación de la exposición al ruido (aunque en grado menor) y así eventualmente producir hipertensión. Este punto es de particular interés en relación con algunos agentes químicos que puedan tener efectos cancerígenos. El aumento de la producción de Cortisol de la corteza Adrenal por lo cual. Estas reacciones se creen sean principalmente el resultado de una activación de varias hormonas hipofisiarias a través de conexiones difusas auditivas con el hipotálamo. es quizá la más importante. RUIDO 29 Efectos extraauditivos del ruido Se puede suponer relativamente de acuerdo con los pocos estudios publicados hasta el presente. aumenta la sensibilidad a la Adrenalina y a la Nor-Adrenalina. como por ejemplo el dolor y las vibraciones. en combinación con el efecto de la adrenalina secretada de la médula adrenal en respuesta también a la estimulación simpática. está también documentada. la cual puede ser medida como una disminución por ejemplo del pulso capilar (en los dedos). Se cree que estos efectos son mediados a través de la vasoconstricción general de la estimulación simpática. cuya secreción está aumentada por la exposición al ruido. dependiendo principalmente de los siguientes factores: a) Nivel de intensidad de ruido: niveles sonoros inferiores a 80 dB. La interferencia con la comunicación hablada es quizá el efecto sicológico más predominante del ruido ocupacional. Factores nocivos del ruido Una exposición a ruido puede causar pérdidas auditivas de mayor o menor magnitud. Se considera que cualquier exposición de corta duración a ruidos con niveles de 130 Db. Es importante notar que otros efectos no deseados del ruido pueden ser eliminados o reducidos por varios tipos de protectores auditivos. puede causar daños permanentes en la audición y por lo tanto debe evitarse. influencia al sistema reproductor. Sonidos inesperados bajos. no son peligrosos para la audición durante largos períodos de exposición. . así como también la voz u otros sonidos. La incomodidad del ruido por lo menos de moderada intensidad.30 FERNANDO HENAO ROBLEDO Otras hormonas hipofisiarias. Efectos sicológicos del ruido Es obvio que el ruido puede ser molesto y puede interferir con el trabajo individual. está también aumentada resultando un incremento de la reabsorción tubular de agua en el riñón. Las tareas intelectuales son generalmente realizadas más lentamente y con menos precisión en la presencia del ruido y de esta manera aumenta la fatiga e indirectamente disminuye la seguridad en el trabajo. ya que la variación individual es grande lo mismo que la influencia de otros factores. La diferencia entre la comunicación hablada varía entre los lugares de trabajo y el tipo de trabajo. Varias investigaciones han propuesto cuantificar la incomodidad y de esta forma hacer posible diferenciar cuantitativamente entre los efectos de diferentes tipos de sonido. pueden provocar aún efectos tales como: Activación muscular generalizada (reacción de alerta) palpitaciones y aumento de la presión arterial. El ruido puede llegar a ser indirectamente un riesgo en salud si enmascaran sonidos de peligro. La secreción de hormonas Antidiurética ADH. depende de la actitud de un gran número de personas hacía el ruido y sus fuentes. los ruidos por impacto son más nocivos que los ruidos continuos. presentan alteraciones severas de la audición en contraposición con aquellas que no presentan alteraciones a pesar de una larga exposición. es menor para los tonos agudos que para los graves. La sordera se agrava en forma progresiva con el transcurso del tiempo. La variabilidad de los golpes impide la plena eficiencia del sistema de protección brindado por la acción del músculo del estribo y del tensor del tímpano. RUIDO 31 b) Rango de frecuencias: los tonos agudos son más traumáticos que los graves: Es menester menos intensidad de sonidos para que un tono agudo tenga el mismo efecto traumático que uno grave ya que llega antes al umbral de audición. por otra parte. Los oídos de jóvenes resisten mejor al ruido. cesa con un día de descanso. i) Afecciones anteriores del oído: en términos generales se considera que la patología auditiva previa a la exposición del ruido favorece la aparición del trauma acústico. . se ha comprobado que la acción traumática de un ruido durante una semana de trabajo. el efecto protector de la cadena de huesecillos producida por el bloqueo de la misma. d) Exposición total a lo largo de la vida: cuanto más prolongada es la exposición a ruido. para volver de nuevo a reiniciarse la sintomatología. gracias a la contracción del músculo del martillo y del estribo. va a crear lesiones definitivas en forma progresiva. estando unos y otros expuestos a intensidades similares de ruido. c) Exposición diaria: una exposición diaria de varias horas.1. f) Susceptibilidad individual: influye en la rapidez de instalación y evolución del déficit auditivo y explica el hecho frecuente de que personas con poco tiempo de exposición. Los intervalos de reposo o de silencio. durante muchos años. la impedancia es el impedimento que se da al paso de la vibración sonora. tanto mayor es el riesgo. que las personas de edad. constituyen un factor fundamental. comprensibles por el fenómeno de la impedancia. g) Género: parece ser que las mujeres son menos susceptibles que los hombres. h) Edad: la capacidad auditiva disminuye con la edad. e) Tipo de ruido: considerando ruidos de características comparables o de intensidades sonoras y espectros de frecuencia iguales y para una exposición total idéntica. es considerada como favorecedora. Para determinar la magnitud del factor de riesgo-ruido al cual se encuentran expuestas las personas. La medida y análisis son una poderosa herramienta de diagnóstico en los programas de reducción del ruido y de diseño de sistemas de control. Parámetros usados en la evaluación del ruido Los parámetros usados en la evaluación del ruido son: Nivel promedio de presión sonora Lp (A) Como los mecanismos de respuesta del oído a cambios de presión sonora no son lineales. Lp ( A )= log10 (PA Po ) 2 Db Donde: PA = presión eficaz cuadrática con ponderación (A) Po = 20 µPa Nivel de presión sonora equivalente continuo (Leq) Es el nivel de presión sonora continuo.32 FERNANDO HENAO ROBLEDO Una mastoides mal ventilada. • La duración de distribución de la exposición al ruido en la jornada de trabajo. además de ser un medio objetivo para comparar estos sonidos bajo diferentes condiciones. es necesario analizar las siguientes características: • Intensidad total del sonido. La medición de Leq se basa en el principio de igual energía y se calcula mediante la siguiente expresión: Leq = 10log 1/ T ∫0 (P (t )) T 2 (Po ) 2 dt . • Las intensidades del sonido en el espectro de frecuencias. j) De la eficiencia de métodos de protección auditiva que se apliquen. k) Aficiones o hobbies Instrumentos y técnicas para la evaluación del sonido La evaluación del sonido permite el análisis preciso de sonidos. el cual tendría la misma energía sonora total que el ruido real fluctuante evaluado en el mismo período de tiempo. basándose en la absorción del sonido por parte de las celdillas. es necesario usar una escala no lineal. tal como la escala decibel. Este nivel equivalente cuando es medido en la escala de ponderación (A). si se mantuviese durante un segundo. Se define como: 2 1 t 2 P∆ (t ) SEL = 10 log ∫t1 dt Db T Po 2 Donde PA = presión de sonido en ponderación A Po = presión de referencia 20 µPa T = 1 segundo. produciría la misma energía sonora ponderada en A que el evento de ruido medido. .33 1. en términos de efectos sobre el oído. En general para distintos intervalos de tiempo la fórmula anterior puede escribirse como: N Lp (∆ ) 10 ∑ Ti  i =1   Leq ( A ) = 10log ∑ Ti 10  i =1    N Donde Ti = son los períodos de tiempo Nivel de exposición al ruido (SEL) Representa el nivel constante en Db evaluado en la escala de ponderación (A) el cual. RUIDO Donde P (t) = presión sonora instantánea. t2 .t1 = es un intervalo de tiempo lo suficientemente largo de tal forma que abarque todo el sonido significativo en el evento dado. se expresa así: Leq ( A ) =10log 1/ T ∫0 (PA (t ) (Po )) dt T 2 Donde PA = presión sonora instantánea medida en la escala A. Po = presión de referencia 20 µ T = tiempo total de medida. Cuando se tienen medidas de niveles de sonido en la escala de ponderación (A) durante períodos iguales de tiempos Leq se obtiene así: 1 Lp ∆ 10  Leq ( A ) = 10log  ∑10 ( )  Db N  Donde Lp(A) = Nivel de presión sonora medido en la escala (A) N = número de evaluaciones Este valor de Leq es equivalente al nivel de sonido variable. 56. . To = 1 segundo Nivel de contaminación de ruido (LNP) El LNP se encuentra definido por dos términos.4. El equipo está conformado básicamente por los siguientes elementos: . transforma la presión sonora en tensión eléctrica. DE = es la desviación estándar del nivel instantáneo durante el mismo período. Los más usados son los de media y una pulgada. Instrumentos para la medida del ruido Tipos y características Entre los aparatos más utilizados para mediciones de ruido se encuentran: • Sonómetros • Analizadores de frecuencia • Dosímetros • Sonómetros El medidor de presión sonora.10 log T/To Donde T = tiempo durante el cual se evalúa el nivel Leq (A). o más precisa. el primero es el nivel equivalente medido en la escala de ponderación A y el segundo representa el incremento en los niveles de ruido causado por fluctuaciones en el nivel. Se define: LNP = Leq (A) + K DE Donde Leq (A) = nivel de sonido continuo equivalente en la escala A durante el período de medición. conocido como sonómetro o también como decibelímetro es el instrumento para las mediciones acústicas más simple y está diseñado para determinar el nivel sonoro con intercalación de unos adecuados circuitos de ponderación de frecuencias.34 FERNANDO HENAO ROBLEDO El nivel de exposición SEL se relaciona con el nivel equivalente Leq (A) mediante la siguiente expresión: SEL = Leq (A) . K = constante con valor 2. Un medidor de nivel sonoro debe cumplir con las especificaciones de las Normas IEC 651 – IEC 804 o con la Norma ANSI S1.Micrófono: es el transductor que transforma la señal acústica en señal eléctrica. impulso y pico) • Registrador de la señal. La respuesta humana al ruido varía con la intensidad y la frecuencia. C.Lento: (slow) tiempo de integración 1000 mseg .Rápido: (fast) tiempo de integración 125 mseg . Estas constantes de tiempo son: . Figura 17 Constitución básica del sonómetro SALIDA MICRÓFONO AMPLIFICADOR CIRCUITO DE PONDERACIÓN AMPLIFICADOR RECTIFICADOR DE VALOR EFICAZ INDICADOR CONEXIONES DE FILTROS INTERIORES CIRCUITO DE RETENCIÓN . • Integrador: según sus características los sonómetros disponen de un computador de dos o cuatro posiciones que varían el tiempo integración o constante de tiempo. • Filtros de ponderación (A.Impulso: (Impulse) tiempo de integración 35 mseg . Lineal): están conformados por circuitos de atenuación predeterminadas A y C cuyo objetivo es el de indicar un valor aproximado del nivel sonoro total.35 1.Pico: (Pek) tiempo de integración < 50 m seg • Rectificador del valor eficaz (RMS) • Selector de velocidad de respuesta (lento. • Atenuador: consiste en una red de resistencias eléctricas calibradas y ajustadas insertadas en el amplificador para disminuir el nivel de la señal eléctrica. rápido. RUIDO • Amplificador de señal: debe tener una ganancia estable y suficiente que cubra el margen dinámico del micrófono. . incorporados en la mayoría de los instrumentos para medición del ruido. Figura 18 Curvas de compensación o ponderación A y C para cada frecuencia dB C 0 10 20 30 40 50 A 20 50 10 20 50 100 200 500 10000 Hz Los niveles medidos con ponderación A y C se denominan niveles sonoros A y niveles sonoros C y se expresan como dB(A) y dB(C). dado que las mediciones en dB(A) atenúan las bajas frecuencias. La medida está relacionada con la forma de respuesta del oído humano. Las mediciones realizadas en dB(C) permiten por comparación con las mediciones dB(A) determinar si existen o no componentes importantes de baja frecuencia.36 FERNANDO HENAO ROBLEDO Los instrumentos de medición del nivel de presión sonora indican los niveles en términos de la medida cuadrática de todas las variaciones de niveles que se suceden en un período determinado. son bastante uniformes entre los 80 y 4000 Hercios y se utiliza para mediciones de banda ancha del nivel sonoro. Los niveles con ponderación C. Ponderación A y C Los niveles de presión sonora medidos con ponderación A están correlacionados con el daño auditivo que sufren las personas expuestas a ruidos altos durante períodos considerables de tiempo o con la sensación de molestia y la interferencia a la palabra causada por determinados ruidos. El análisis o distribución espectral del ruido se debe hacer en el rango de frecuencia de interés en banda de octava o de un tercio de octava y dentro de tolerancias indicadas en la Norma IEC – 651 o en la IEC – 804. 250. por el desplazamiento que se realice a diferentes áreas o sitios de trabajo. 250. es un aparato que permite la acumulación del ruido de manera constante en un condensador. en un tiempo (T) o la extrapolación diaria. la cual no debe ser mayor a uno (1). Dosímetros Cuando el ruido presente frecuentes variaciones en el nivel de presión sonora con respecto al tiempo. de acuerdo con los Valores Límites Permisibles de la Resolución 01792 de mayo de 1990. 1600. Estos aparatos indican la distribución del sonido en función de su frecuencia. Un medidor de dosis de ruido o dosímetro. se debe disponer de un analizador de frecuencia. detector de nivel eficaz (RMS). 5000. variación de cambio de 5 dB(A) y nivel umbral de 85 dB(A). 2000. contador e indicador. 6300. 40000. 800.5 × T    El dosímetro se debe utilizar cuando el trabajador está expuesto a niveles de ruido diferentes por las características de los oficios. ajustados a un nivel de criterio de 85 dB(A). 125. amplificador. y 8000 Hz. 2500. 315. RUIDO Analizador de frecuencia Cuando el valor eficaz de una señal sonora no es suficiente para describir adecuadamente un ruido con el fin de analizar sus causas o sus efectos. 100. se deberán emplear dosímetros integradores. . y 8000 Hz.6 log   12. 400. 160. • Para un tercio de octava: 63. 125. El dosímetro está compuesto por un micrófono y circuitos similares a los sonómetros. • Para la banda de octava: 63. los elementos básicos son: micrófono. 500. 80. 1250. o por el empleo de diferentes equipos durante la jornada de trabajo. una vez que la señal ha sido transformada en energía eléctrica y expresan los resultados directamente en nivel sonoro equivalente.37 1. 1000. 200. 630. detector de alto y bajo nivel de ruido. El nivel sonoro continuo equivalente diario se relaciona con la dosis recibida diaria mediante:   %D   LeqA = 85 + 16. filtro de ponderación A y preamplificador. 2000. 40000. lo cual permite el análisis de las características de un ruido. 1000. en dB(A). 500. Entre los generadores estables tenemos los accionados por un cristal piezoeléctrico. Entre los calibradores acústicos se encuentran los pistófonos. Valores límite permisibles La resolución 1972 de mayo de 1990 del Ministerio de la Protección Social. este ajuste se realiza actuando sobre un potenciómetro colocado en la parte exterior del equipo. Los calibradores acústicos a su vez. el cual. El proceso de calibración consiste en ajustar ligeramente la ganancia de su amplificador de entrada para compensar las variaciones de sensibilidad. basados en la compensación adiabática generada por la oscilación de un pequeño pistón en un receptáculo cerrado. Calibradores para medidores acústicos La calibración de verificación como la calibración anual de los equipos destinados a mediciones acústicas debe ser realizada con un calibrador acústico que presente una exactitud de 0. produce deformaciones mecánicas también oscilatorias. establece los siguientes valores máximos de nivel de presión sonora para diferentes tiempos de exposición: Tabla 5 Valores límites permisibles Nivel de presión sonora dB (A) Tiempo máximo de exposición (horas) 85 90 95 100 105 110 115 8 4 2 1 ½ ¼ 1/8 . las cuales se acoplan a un diafragma que radia sonido. al ser excitado con una tensión oscilatoria.38 FERNANDO HENAO ROBLEDO Calibración de los equipos Todo equipo destinado a mediciones acústicas requiere de una calibración periódica para ajustar la sensibilidad del micrófono la cual varía a lo largo del tiempo.5 dB. se deben someter a una revisión y calibración cada año para comprobar el nivel de salida del instrumento. permite un aumento medio de 5 dB en el nivel sonoro con ponderación A para un efecto constante. apoyada por los datos epidemiológicos sobre poblaciones regularmente expuestas a ruido ocupacional continuo.L. sobre todo cuando esto se logra mediante una exposición intermitente. Un aumento de 3 dB duplica la energía.39 1. se emplea en la normativa internacional. un aumento de 3 dB en el nivel sonoro con ponderación A al que el trabajador está expuesto es equivalente a duplicar la duración de la exposición.V. sea la exposición al ruido continua o intermitente. para estimar las limitaciones auditivas por el ruido. La ACGIH ha adoptado la “regla de 3 dB” con la cual se asume que la lesión es proporcional a la energía total con ponderación A absorbida por el oído. Esta suposición ignora los poderes recuperadores del oído que actúan durante los intervalos de silencio relativo del ruido intermitente. Tabla 6 T. De acuerdo con esta regla. por tanto. Según la ACGIH Nivel de presión sonora dB (A) Tiempo máximo de exposición (horas) 85 8 88 4 91 2 94 1 97 ½ 100 ¼ 103 1/8 . aunque el valor exacto depende de la duración específica y el nivel sonoro particular. RUIDO Si se observa con detenimiento esta tabla se puede concluir que se está siguiendo la regla del cinco o sea que cuando el nivel del ruido sube en cinco decibeles el tiempo permitido de exposición se reduce a la mitad. estas interrupciones tienden a reducir la probabilidad de desarrollar lesiones sobre la base de la energía total acumulada. Esta regla. Los experimentos en laboratorios que utilizan los desplazamientos temporales del umbral inducidos por el ruido han indicado que la reducción a la mitad del tiempo de exposición. a partir de los 85 decibeles (A). 1964. La curva ha sido tomada de la Enciclopedia Salvat de Ciencia y Tecnología. En Estados Unidos la OSHA (Administración de Seguridad y Salud Ocupacional) adoptó unos valores límite para análisis de frecuencia.40 FERNANDO HENAO ROBLEDO Espectrograma de frecuencias Con los valores de intensidad obtenidos en cada rango de frecuencias. con analisis de ruido de banda ancha. se presenta como alternativa la Curva de Permisibilidad de la figura 19. en tanto que para Colombia es de 85 Db. en los cuales la energía se extiende a lo largo de una octava o de varias bandas de octava. Para tal fin se utiliza un papel semilogarítmico. Volumen 3. sin embargo los datos para exposición de 8 horas dan origen a una curva por encima de la descrita anteriormente y presenta menor protección para el trabajador expuesto a ruido. . medidos en cada banda cuando se hace análisis de frecuencia. páginas 460 y 461. Esta curva se utiliza para: • Comparar con la curva patrón de permisibilidad y determinar en cuales frecuencias las respectivas intensidades sobrepasan la curva patrón. Como estos límites son indispensables para el diseño de sistemas de control de ruido y para la selección de equipos de protección auditiva. ya que el limite de exposición para 8 horas día vigente para Estados Unidos es de 90 Db. se trazan las curvas o espectrogramas de estos valores. No se ha definido un valor límite permisible para los niveles de presión sonora. tomando en la ordenada los dB medidos y en la abscisa la respectiva frecuencia en Hertz. donde se establece esta curva para determinar el criterio sobre los riesgos de daño auditivo. • Establecer la disminución de los niveles de exposición a ruido en las diferentes frecuencias obtenidos por el uso de un protector auditivo. Los valores de la curva tienen como base investigaciones sobre las pérdidas de audición ocasionada por el ruido e indican los niveles máximos de presión sonora que puede poseer un sonido a las diferentes frecuencias para que los expuestos no sufran perdidas de audición como consecuencia de su exposición al mismo. • Conocer las características de atenuación que debe tener un sistema de control seleccionado. Barcelona. 1. RUIDO Figura 19 Curva de permisibilidad 41 . A manera de ejemplo se presentan tres formatos para presentar dichos resultados en el primero de ellos se consignan los datos para la estimación del grado de riesgo.R.42 FERNANDO HENAO ROBLEDO Cálculos y resultados a) Tiempo máximo permitido Se calcula de acuerdo con la siguiente expresión: T= 8 2 donde (nps −85) 5 T = tiempo máximo permitido en horas nps = nivel de presión sonora medido en Db (A) b) Grado de riesgo para ruido continuo. min por día) G. (continuo e intermitente. Técnicas para la medida del sonido Las técnicas empleadas para la medida del sonido dependen de la información deseada y de las características del sonido. min por día) Todos los resultados obtenidos deben reportarse en formatos adecuadamente diseñados de acuerdo con las necesidades de información y que deben servir como resumen e historia de las variaciones alcanzadas mediante la aplicación de las medidas de control seleccionadas. dato indispensable cada vez que se vaya a aplicar algún método de control. Lp = nivel de ruido medido. el segundo formato puede ser utilizado para el reporte de los análisis de frecuencia. Ti = 8 2 (NPS − TLV ) 5 Según Resolución 1792 de 1990 Ti = 8 2 (Lp − 85) 3 Según la ACGIH TLV = valor límite permisible. . intermitente e impacto Se calcula de acuerdo con la siguiente expresión: Tiempo de exposición (hrs. En el cuadro tercero se reportan los resultados y alternativas de control. impacto) = Tiempo máximo permitido (hrs. 85 decibeles. - Evaluación de ruidos continuos e intermitentes estables.43 1. A continuación se presentan algunos equipos y sus usos más frecuentes.Nivel de presión sonora en la escala de atenuación requerida. que como norma técnica para el país se debe seguir y hacer cumplir. RUIDO Selección del equipo de medición Teniendo en cuenta el objetivo de la medición y las características del sonido se selecciona el o los equipos necesarios para su realización. Procedimiento para la evaluación ambiental de ruido Existe el reglamento técnico colombiano para ruido en ambientes de trabajo. Determinaciones para establecer métodos de control. Dosímetro. Espectrograma de cualquier fuente sonora. Tabla 7 Equipos de medición INSTRUMENTO TIPO DE MEDIDA Sonómetro (con medidor de impacto) • Nivel de presión sonora para los diferentes tipos de ruido en la escala de atenuación requerida.Distribución de intensidades en el espectro de frecuencias. • Nivel de presión sonora equivalente para la jornada de trabajo o parte de ella. . Los anteriores. presentándose a continuación parte de dicha norma elaborada por el Ministerio de la Protección Social. Determinación de nivel de exposición. Evaluación de ruido de impacto. durante la jornada de trabajo. . USO - Sonómetro y analizador de frecuencia integrados. Es necesario observar que los equipos deben de cumplir con los requisitos de las normas internacionales en cuanto a precisión y homologación. Requisitos y procedimientos Reconocimiento El reconocimiento es una de las etapas de la higiene ocupacional que permite identificar los diferentes riesgos o factores ambientales que se originan en todo lugar de trabajo y mediante el cual se obtiene información directa y objetiva de las condiciones que causan enfermedades profesionales y que pueden estar relacionadas con: . • Evaluar exposiciones de los trabajadores a ruido variable durante la jornada de trabajo. manejo de sustancias. . se deben cubrir todos los pasos desde la entrada de la materia prima al proceso hasta la obtención del producto final. Número de trabajadores potencialmente expuestos al riesgo ruido por áreas o secciones.44 • • • • • • • • FERNANDO HENAO ROBLEDO Materias primas y cantidad empleada. Actividades de terreno en reconocimiento Toda investigación en Higiene Ocupacional debe partir necesariamente con un reconocimiento del lugar de trabajo. también se acostumbra a realizar para verificar el cumplimiento de normas o de recomendaciones formuladas encaminadas a corregir condiciones insalubres observadas en visitas de inspecciones o estudios anteriores. en qué sitio y por cuánto tiempo están expuestos los trabajadores. con los conocimientos acerca de los procesos y posibles riesgos para la salud que se puedan presentar como resultado de las operaciones realizadas. Inventario de los diferentes agentes de riesgo asociados con las operaciones y procesos. u orientado solo a una parte específica del mismo. En el reconocimiento de lugares de trabajo. Procedimientos para el reconocimiento En la identificación de los riesgos y en particular la exposición a ruido en los lugares de trabajo. para poder estimar con alguna precisión en qué momento se genera ruido. producto final y residuos. de esta manera se planean: a) actividades de reconocimiento general y b) Actividades de reconocimiento dirigidas a un aspecto específico. utilización de equipo y herramientas. La información señalada anteriormente será de la mayor utilidad si ésta es obtenida por personas calificadas. así como los diferentes tipos de energía. Conocimiento de procesos y operaciones. Antecedentes de estudios anteriores. Conocimiento de los métodos de trabajo y tareas que se realizan. El tiempo de duración de las tareas. se pueden diferenciar dos tipos de actividades de terreno de acuerdo con el objetivo que se persiga en cada uno de ellos. El reconocimiento puede estar dirigido a cubrir todos los componentes del proceso. esto requiere de la comprensión de todas las etapas del proceso. Producto intermedio. Para visitas de vigilancia y control. c) actividades posteriores al reconocimiento. para verificar el cumplimiento de normas o para atender quejas no se debe realizar dicha concertación.1. estas actividades son: Tratar de establecer en cuanto sea posible. Documentación bibliográfica con base en el tipo de industria y en particular de los posibles riesgos generados en la actividad productiva. La revisión bibliográfica comprende: materias primas. Las actividades previas a la visita de reconocimiento incluyen: a) Solicitar asesoría a entidades o personas. productos intermedios. químicos o biológicos que puedan ser detectados sensorialmente. subproductos. detallar cuidadosamente los procedimientos a seguir en su ejecución. para definir fecha y hora de la visita. Se identifican claramente unas etapas que comprenden una serie de actividades para cumplir con un adecuado reconocimiento de los lugares de trabajo. operaciones y procesos. . Las personas responsables de realizar un reconocimiento. Todo lo anterior obliga a una planeación de las actividades a realizar. b) actividades durante el reconocimiento. RUIDO 45 Se necesita además prestar mucha atención a aquellas etapas del proceso en donde se puedan producir otros riesgos físicos. Lo anterior dará un conocimiento inicial que podrá ayudar en la determinación de los riesgos en el centro de trabajo. c) Establecer los recursos necesarios que demande la visita de reconocimiento. éstos se enmarcan en tres grandes grupos a saber: a) actividades previas al reconocimiento. Actividades previas a la visita de reconocimiento Se incluyen bajo esta denominación una serie de actividades que revisten la mayor importancia para la posterior práctica de la visita de las instalaciones de los lugares de trabajo. b) Realizar los contactos preliminares con los interesados. el objetivo de la visita. En esta etapa es fundamental identificar las exigencias que imponen los diferentes turnos sean diurnos o nocturnos. posibles riesgos generados y conocer las normas y disposiciones vigentes. deben preparar previamente su trabajo o sea. así como los turnos de trabajo con más de 8 horas diarias y los períodos semanales totales de trabajo. 46 FERNANDO HENAO ROBLEDO Actividades durante la visita de reconocimiento Las investigaciones de las condiciones que puedan afectar la salud de los trabajadores depende en gran parte de la información que se obtenga sobre la organización. se debe de seguir el proceso productivo desde el almacenamiento de materias primas. El desarrollo de la visita de reconocimiento se inicia solicitando la información general acerca de la industria. • En casos necesarios se pueden hacer algunas determinaciones preliminares como guía para evaluaciones detalladas. hasta el almacenamiento y despacho de producto terminado. funcionamiento y en general las actividades que desarrollan. jefe de planta. estos datos se consignan en formularios especiales diseñados para tal fin. • Observar los sistemas utilizados para el control del riesgo. • Observar los hábitos y costumbres de los trabajadores y tratar de complementar la información requerida con ellos mismos. no debiéndose dejar para realizarlas posteriormente. supervisor y tener presente los siguientes puntos: • Orden de recorrido. Es importante tener como fuente de la información el departamento de personal. ameriten estudio más detallado mediante evaluaciones ambientales y valoraciones epidemiológicas de medicina para determinar el riesgo real y fundamentar acciones y recursos de control. tipo de maquinaria. médico. materiales utilizados y servicios preventivos dirigidos a controlar el riesgo ruido. • Anotaciones. . jefe de mantenimiento y a veces trabajadores conocedores no solo del proceso productivo sino también de los riesgos y sus posibles fuentes de generación. • En el caso de no entender aclaraciones u observaciones se debe pedir ampliación al personal conocedor. Actividades posteriores al reconocimiento Hay que definir aquellos factores de riesgo que por su importancia. • Elaborar los diagramas de ubicación de la maquinaria y equipos e indicar sobre éste las líneas de flujo del proceso. Para practicar el reconocimiento a los sitios de trabajo es necesario solicitar el acompañamiento de personal conocedor del proceso. • Los formularios utilizados se deben diligenciar completamente. Deben ser elaboradas lo más completas posibles e inmediatamente en el sitio inspeccionado. RUIDO 47 Informe final del reconocimiento Se debe presentar un documento en donde se incluyan las conclusiones. • Para el análisis de frecuencia se escogerán entre tres (3) y cuatro (4) puntos de mayor nivel de presión sonora y en éstos se hará el análisis en las bandas comprendidas entre 63 y 8000 Hz en dB (Lin). • Si las dos mediciones son diferentes con un nivel menor de 2 dB(A). • Para áreas y oficios con niveles de ruido variables. Finalmente se elaborará un informe preliminar no muy extenso que servirá de orientación para la toma de decisiones en cuanto a la realización del estudio en detalle. Número de puntos en mediciones de ruido Para determinar el número mínimo de puntos en las mediciones de ruido. . estas mediciones se considerarán como aceptables. se tomarán dosimetrías que cubran como mínimo el 80% de la jornada en tiempo real. El número de puntos a medir para exposición ocupacional se determinará de la siguiente manera: • Para oficios o grupos homogéneos el número de puntos a medir será una muestra estadística con 10% y un límite de confianza del 90%. • Si los niveles son iguales o presentan diferencias menores a 0.1. • Para oficios distintos y grupos no homogéneos se harán mediciones a todos los oficios o personas expuestas. b) Si están dirigidas a conocer el ruido generado o proveniente de una máquina o equipo para orientar el control. • Cuando el ruido sea continuo. se deben realizar tres (3) mediciones por punto y obtener el promedio aritmético. se realizarán dos (2) mediciones por punto en la misma jornada y en tiempos diferentes. priorizando los sitios que deben ser sujetos de evaluación ambiental y las recomendaciones sobre puestos prioritarios y sobre aquellos que no siéndolo. ameritan y son susceptibles de rápida y fácil solución. se considerarán las siguientes situaciones: a) Si están dirigidas a conocer la exposición ocupacional. • Cuando se presentan diferencias mayores a 2 dB(A) se deben realizar dosimetrías personales.5 dB(A). preferiblemente entre 1 metro y 4 veces la longitud de la mayor dimensión de la fuente emisora. El dosímetro se debe utilizar cuando el trabajador está expuesto a niveles de ruido diferentes por las características de los oficios.25 metros. amplificador. con lecturas por duplicado en cada punto preferiblemente en horario o días diferentes. filtro de ponderación A y preamplificador. detector de alto y bajo nivel de ruido. 2. El dosímetro está compuesto por un micrófono y circuitos similares a los sonómetros. por el desplazamiento que se realice a diferentes áreas o sitios de trabajo. Mediciones Medición de la exposición a ruido Para determinar la exposición a ruido es necesario medir las variables que determinan la gravedad del riesgo como son: • • • • El nivel de presión sonora La composición espectral del ruido La duración de la exposición diaria El tipo de ruido a que se ha estado expuesto . Los sitios de medición estarán localizados a una distancia de la fuente no inferior a 0. se podrán medir puntos complementarios distribuidos alrededor de la fuente. En evaluaciones para la aplicación de métodos de control o la comprobación de existentes.48 FERNANDO HENAO ROBLEDO El número de puntos a medir en maquinaria o equipos será el siguiente: 1. los elementos básicos son: micrófono. El número mínimo de puntos fundamentales de las mediciones alrededor de los ejes de la fuente emisora será de cuatro (4). detector de nivel eficaz (RMS). las mediciones se realizarán en sitios cercanos a las fuentes generadoras con lecturas en varios puntos y desplazamiento del micrófono alrededor de la fuente emisora. 3. El número de mediciones deberá ser mayor cuando las mediciones se realicen en fuentes con emisión de ruido fluctuante y/o cuando en un mismo sitio se encuentren amplias variaciones de los niveles de presión sonora. 4. contador e indicador. o por el empleo de diferentes equipos durante la jornada de trabajo. Mediciones para determinación del riesgo Para conocer el riesgo de exposición a ruido se deben realizar mediciones del nivel de presión sonora continuo equivalente Leq en ponderación A dB(A) en el sitio de trabajo normalmente ocupado por el trabajador. se debe obtener una información ordenada con la utilización de un formato guía Anexo 1. Mediciones de frecuencia Para el análisis de frecuencia se emplearán analizadores en bandas de octava o de un tercio de octavas. Para operaciones con ciclos variables. la duración de la medición incluirá la secuencia completa de todos los ciclos para tales casos será necesario el empleo de dosímetros personales. la duración de la medición se ajustará a las características del equipo. . cualquiera que sea el propósito que se persigue. con el micrófono dirigido a cero grados con relación al eje del oído. se obtendrán resultados más confiables y representativos cuanto mayor sea el número de mediciones. a la altura del oído más expuesto. RUIDO 49 Mediciones del nivel de presión sonora Las mediciones del nivel de presión sonora se harán con sonómetro convencional o un sonómetro integrador o con un dosímetro que cumpla con las especificaciones de la norma establecida. de tal manera que sean representativas de las condiciones de exposición y que posibiliten la toma de decisión sobre las medidas preventivas.1. En presencia de operaciones con ciclos. El número de las mediciones de presión sonora dB(A) debe ser suficiente. Propósitos y metodología de la medición Del nivel de ruido La medición del nivel de ruido en un lugar de trabajo debe estar dirigido a los siguientes propósitos: • Conocer el riesgo de exposición a ruido • Establecer las medidas de control • Comprobar la eficacia de controles Antes de proceder a medir los niveles de ruido. El Leq se basa en el principio de igual energía y se expresa:   1 N Lp   LeqA =  20 log  ∑ 10 20      N i =1  Donde: LeqA = Nivel de presión sonora instantáneo con ponderación A Con lecturas directas con ponderación A durante intervalos distintos de tiempo. con lecturas por duplicado en cada punto preferiblemente en horario o días diferentes.1L   ∑ t *10 PA    i =1 i  = 10 log   t ∑1     i =1   . que el ruido real fluctuante medido en el mismo período de tiempo. se podrán medir puntos complementarios distribuidos alrededor de la fuente.dB(A) con respuesta lenta del sonómetro. El Leq es el nivel de presión sonora continuo. Cálculos En la exposición ocupacional a ruido industrial se deberá medir el nivel de presión sonora continuo equivalente (Leq).50 FERNANDO HENAO ROBLEDO Mediciones para determinación de métodos de control o comprobación de sistemas existentes En evaluaciones para la aplicación de métodos de control o la comprobación de existentes. El número de mediciones deberá ser mayor cuando las mediciones se realicen en fuentes con emisión de ruido fluctuante y/o cuando en un mismo sitio se encuentre amplias variaciones de los niveles de presión sonora. que tendría la misma energía sonora total. las mediciones se realizaran en sitios cercanos a las fuentes generadoras con lecturas en varios puntos y desplazamiento del micrófono alrededor de la fuente emisora. la ecuación puede representarse LeqAi  N 0. en decibeles ponderados en A . El número mínimo de puntos fundamentales de las mediciones alrededor de los ejes de la fuente emisora será de cuatro (4). Ruido de impacto o impulso Para ruido de impacto o impulso se aplicarán los Valores Límites Permisibles que señala la Resolución No 08321 de 1983 del Ministerio de Salud.51 1.. . se tomarán como referencia para el control de la exposición ocupacional a ruido y estos niveles no constituyen una separación absoluta de condiciones seguras de las riesgosas.. cuando éste exceda el nivel pico de 140 dB(C). Exposición diaria a ruido Cuando la exposición diaria a ruido sea de dos o más períodos de exposición a diferentes niveles de presión sonora y tiempos de exposición.. Se considera que el efecto combinado no excede el valor límite permisible si la suma de las fracciones de la ecuación siguiente es menor o igual a uno. Los niveles de presión sonora continuo equivalente Leq que se señalan en la resolución No. + T  ≤ 1 2 n  1 Donde: t = Tiempos de exposición a un determinado nivel LeqA dB(A) T = Tiempo de exposición permitido a ese nivel sonoro dB(A) Se puede obtener el valor directo LeqA mediante la ecuación anterior. 001792. tn   t1 t2  T + T + ... se considerará el efecto combinado de aquellos niveles iguales o superiores a 80 dB(A). RUIDO LeqAi = Niveles de presión sonora medidos con ponderación A en cada intervalo ti = Intervalos de tiempo Niveles de presión sonora continuo equivalente Se podrá permitir niveles de presión sonora continuo equivalente diferentes a 85dB(A) cuando el tiempo de exposición del trabajador no excedan los niveles que señala la resolución No 001792 de 1990 del Ministerio de la Protección Social para exposiciones ocupacionales a ruido continuo o intermitente. Nivel pico de exposición No se permitirá exposición ocupacional a ruido. 52 FERNANDO HENAO ROBLEDO Interpretación de resultados • Para la interpretación de los resultados se debe disponer de una completa información sobre todas las condiciones de operaciones y procesos que influyen en la generación del ruido. • Efectuar una cuidadosa revisión de los datos obtenidos en la evaluación ambiental, para realizar las correcciones necesarias en caso de que éstas no se hayan hecho previamente en el trabajo de campo. • Se debe hacer una revisión de los planos esquemáticos con ubicación de los puntos medidos, y siempre que sea posible se construirán las curvas de igual nivel de presión sonora alrededor de las fuentes de ruido. De esta manera podrán identificar las zonas críticas de mayor riesgo. • Se examinarán cuidadosamente los datos numéricos. En caso de encontrar inconsistencias, se tratará de encontrar la explicación, como podrían ser los errores en la medición, en el registro o en los cálculos efectuados. • Se considerará la necesidad de realizar mediciones adicionales si la información recogida es insuficiente o cuando no se encuentre una explicación satisfactoria para las dudas que se presenten en la revisión de los datos. • Los resultados de las evaluaciones se compararán con los Valores Límites Permisibles para establecer la existencia de una condición de riesgo. En caso de que se sobrepasen los Valores Límites Permisibles se deben establecer las medidas de control pertinentes. Registro El empleador deberá mantener los registros de los estudios y de los datos obtenidos acerca de la exposición a ruido, así como de los controles médicos de la función auditiva. Métodos de control Las decisiones que se tomen para el control del ruido se deben fundamentar en estudios previos acerca de las condiciones encontradas en los lugares de trabajo, la información que se obtenga debe permitir valorar la aplicación de medidas técnicas y específicas que permitan mantener los niveles de ruido dentro de los márgenes requeridos y que no produzcan pérdidas auditivas. 1. RUIDO 53 Técnicas de control de ruido El ruido puede ser controlado en su fuente, a lo largo de las trayectorias que recorre a través del aire o de las estructuras y en los oídos del receptor. La industria utiliza hoy técnicas que incluyen los tratamientos de ruido en la fuente y los de las trayectorias de transmisión. El equipo protector personal, como las orejeras o tapones para los oídos suele ser útil y eficaz para reducir la dosis de ruido diario del trabajador, aún cuando no es un sustituto para el control de ruido por medio de la ingeniería. A menudo existen métodos que no necesitan modificación de las máquinas o adiciones que frecuentemente se pasan por alto. El sonido a través de las paredes se transmite de la siguiente manera: las ondas sonoras al chocar con la pared, la hacen vibrar como si fuera un diafragma, irradiando el sonido hacia el lado opuesto. Entre más densas sean las paredes menor es la transmisibilidad. Las medidas para el control de ruido se clasifican según el punto del trayecto de la onda sonora en que el control se aplique, de esta manera el control se hará en su orden de efectividad: • En la fuente generadora. • En la vía de transmisión de la onda. • En la persona expuesta. Control en la fuente Toda exposición a ruido industrial deberá ser controlada a fin de que ningún trabajador esté en zonas con niveles de presión sonora equivalente (NPSEQ) por encima de 85 dB(A) medidos a nivel del oído del trabajador. El control en la propia fuente de generación se puede llevar a cabo por diversos procedimientos aplicados por separado o mediante la combinación de éstos entre los que se encuentran: • Especificación de los niveles máximos para maquinaria y equipo en la etapa de adquisición. Los empleadores que adquieran un equipo de trabajo deberán obtener del fabricante importador o de quien lo suministre la información suficiente acerca del ruido que generan en su utilización en la forma y condiciones que se indique para su funcionamiento. • Cambio o modificación del proceso, reduciendo la velocidad de operación o aplicación de potencia de manera paulatina como en el doblaje de láminas. • Evitar grandes superficies radiantes o modificar el diseño de existentes, reduciendo el área de superficie que vibra. 54 FERNANDO HENAO ROBLEDO • Evitar el ruido aerodinámico ocasionado por fluctuaciones en el transporte de fluidos debidos a turbulencias, altas velocidades, cambios bruscos de dirección o cambios bruscos del caudal o presión. • Desplazamiento de frecuencias de operación o de resonancia. Implica algunas frecuencias características hacia una región del espectro audible en las que sean menos dañinas o molestas o también que puedan más fácilmente ser absorbidas o atenuadas. • Aislamiento de la vibración impidiendo la propagación o confinando el movimiento vibratorio, en la maquinaria o equipo tratado, por medio de una rigidez estructural, con aumento de masas, conexiones flexibles con estructuras, adecuada amortiguación con soportes. Mientras se encuentre en fase de desarrollo, las medidas anteriormente referidas, o no resulte técnicamente o razonablemente factible reducir el nivel de presión sonora o el nivel pico por debajo de los valores límites permisibles señalados anteriormente, los sitios donde se presente esta situación deberán delimitarse y restringir el acceso a éstos. Para el control de ruido ambiental es necesario definir algunos conceptos básicos. Resonancia Cuando el sonido incidente sobre la pared es de la misma frecuencia que la frecuencia natural de la pared, esta resonará y vibrará con una amplitud mayor que otras frecuencias, siendo el aislamiento bajo para las mismas. Para evitar la resonancia, es conveniente tener las frecuencias naturales tan bajas como sea posible, lo cual se logra con paredes de gran masa y pequeña rigidez. Reverberación y tiempo de reverberación La reverberación es la persistencia del sonido después de que la fuente ha dejado de emitirlo. El tiempo de reverberación T en un cuarto, se ha definido como el tiempo necesario para que el nivel de sonido disminuya 60 dB después de que la fuente dejó de emitir. Coeficiente de transmisión El coeficiente de transmisión r es la fracción de la energía del sonido incidente que se transmite a través de una barrera. 55 1. RUIDO T= W2 donde W1 W1 es la energía del sonido incidente en Watts W2 es la energía del sonido transmitido en Watts Pérdida de transmisión La pérdida de transmisión TL de una barrera se define como la relación entre la energía del sonido transmitido y la energía del sonido incidente. TL = 10 log W1/W2 dB o también se puede expresar TL = 10 log I/T dB Donde I es la intensidad del sonido T es el coeficiente de transmisión Es difícil calcular en detalle la pérdida de transmisión aún para construcciones simples. Como resultado de esto, en la mayor parte de los casos, los ingenieros dependen de los datos del laboratorio obtenidos en pruebas, en cuartos construidos especialmente para este propósito. Ley del cuadrado inverso En condiciones de campo libre de la radiación del sonido, la intensidad del sonido es proporcional al cuadrado de la presión del sonido: I= P2  W    CPo  m 2  en donde: p = presión del sonido en Pa c = velocidad del sonido en m/seg Po = densidad del aire en kg/m3 Cuando la intensidad del sonido está relacionada con la potencia de sonido de una fuente, el resultado es I= P2 W W  =   CPo 4π 82  m 2  P 2 = CPo W (Po2 ) 4π r 2 La relación entre las presiones del sonido al cuadrado y dos distancias de la fuente es: P1 r22 = P2 r12 Esta relación clásica se denomina ley del cuadrado inverso. . m2 (ft2) y W en Watts. con una potencia común de sonido incidente es: Wtrans = Ti Si + T2 S 2 (W ) En donde T1 y T2 son los coeficientes de transmisión para las partes individuales.56 FERNANDO HENAO ROBLEDO Ley de las masas La ley de las masas establece que para el doble del peso de un muro de grosor sencillo. Pérdida promedio de transmisión de muros homogéneos sencillos. La potencia de sonido transmitida por los dos elementos. en el nivel de frecuencia de 100 a 3150 Hz. la pérdida promedio de transmisión se incrementa en 6 dB. S1 y S2 son las áreas de las partes individuales en metros cuadrados (o pies cuadrados). La pérdida compuesta de transmisión se convierte en: TL = 10 log S1 + S 2 (Db ) T1S1 + T2 S 2 Reducción de ruido La diferencia entre los niveles de presión del sonido entre dos cuartos se llama reducción de ruido (NR). Pérdida compuesta de transmisión La pérdida de transmisión de una barrera se determina cuando se conocen los coeficientes de transmisión de cada parte. La NR es la causa de todas las trayectorias de sonido y por ésto es más que la pérdida de transmisión. Puede expresarse como: NR = TL log S C1 + C2 (Db ) A2 en donde S = área del muro común en m2 (ft2) A 2 = absorción total del cuarto receptor. en m2-sabin C 1 = Corrección que depende de las fugas de aire C 2 = Corrección que depende de la transmisión lateral C1 y C2 son cero cuando no hay fugas de aire y transmisión lateral. Si 1 cm2 de material absorbe el 20% de la energía del sonido que llega al material. RUIDO Tratamientos acústicos El sonido que se origina en un espacio cerrado.0.. Si las superficies del cuarto son duras. Pero los cuartos se construyen de materiales diferentes cada uno de los cuales tiene un coeficiente de absorción distinta. el espacio será relativamente silencioso. como en un cuarto o en una fabrica. Por ello es importante que se pueda cuantificar la cantidad de sonido absorbida o reflejada. proporcionan una lista de los coeficientes de absorción de varios materiales de construcción típicos y los coeficientes de absorción de materiales acústicos (o absorbentes del sonido) utilizados comúnmente. que se denomina coeficiente de absorción del sonido X: Ia X = -----Ii en donde Ia Ii = Intensidad del sonido absorbido por el material en Watts/m2 = Intensidad del sonido que golpea al material en watts/m2 Si α = 1. Si las superficies del cuarto son suaves. Entonces. se extenderá hasta llegar a alguna superficie. se determina como la fracción de energía incidente del sonido que es absorbida por la superficie. + α n S n = ∑ α n S n Las tablas presentadas a continuación. toda la energía del sonido que golpea el material es absorbida. La absorción del sonido A proporcionada por un material puede determinarse por medio de: A = αS m2-sabin en donde S es el área de la superficie en m2. en donde será absorbido o reflejado. . la absorción total del sonido se convierte en A = α i Si + α 2 S 2 + . El resultado será un espacio relativamente ruidoso. Si α = 0 toda la energía del sonido que golpea el material es reflejada. los sonidos intermitentes se mezclarán y los sonidos continuos se sumarán.. La eficiencia de absorción del sonido de un material.57 1. 5 m2 absorberán tanto como 1 m2 y tendrán una eficiencia completa.. habrá reverberación del sonido. 07 0.72 0.25 Bloque de concreto pintado 0.06 0.06 0.01 0.01 0.03 0.03 0.02 0.02 0.05 0.02 0.08 Telas. 10 onzas/yarda cuadrada.37 0.02 Madera 0. recto en contacto con el muro 0.55 0.04 0.65 Concreto o terrazo 0.02 0.03 0.015 0.58 FERNANDO HENAO ROBLEDO Tabla 8 Coeficientes de absorción del sonido de los materiales para construcción en general y de los artículos de decoración MATERIALES 125 250 500 1.04 0.09 0.03 0.17 0. velour ligero.04 0.03 0.01 0. 14 onzas/yarda cuadrada revestido hasta la mitad del área 0. velour medio.06 0.60 0.60 Telas.07 Vidrio.65 La misma.04 0.29 0.49 0.11 0.69 0.14 0.07 0.07 0.73 La misma con un bajo alfombra de látex impermeable sobre felpa de pelo de 40 onzas o espuma de caucho 0. 18 onzas/yarda cuadrada revestido hasta la mitad del área 0.000 Tabique no vidriado 0.000 2.05 0.31 0.57 0.07 Parques de madera en asfalto sobre concreto 0.06 0.11 0.39 0.06 0.02 0. hojas grandes de vidrio grueso 0.14 0.10 0.04 0.03 0. velour medio.02 0.02 Linóleo.44 0.08 0.03 0.18 0.02 0.01 0.07 0.35 Telas. sobre la felpa de pelo de 40 onzas o espuma de caucho 0.15 0.03 0.70 0.07 Tabique no vidriado pintado 0.27 0.36 0. asfalto.35 0.000 4.63 Bloque de concreto áspero 0.03 0.39 0. caucho o baldosas de corcho sobre concreto 0.24 0.24 0.71 0.10 0.03 Alfombra sobre concreto 0.34 0.31 0.8 0.06 0.02 .70 0.75 0.02 0.48 0. 11 Superficie de agua como en una alberca 0.14 0.14 0. acabado áspero sobre baldosas o tabiques.3 7.03 Lo mismo con acabado suave 0.50 Cal o yeso. clavado en forma de 2x4 0.03 0. 0.09 0.04 0.10 0.008 0.01 0.0.12 0.28 0.03 Tablones de madera contrachapada de 3/8 de grueso 0.25 0.04 0.008 0.013 0.04 Tablero de yeso de ½ “.15-0. La pequeña lista aquí presente es útil para efectuar cálculos sencillos de la reverberación dentro de las habitaciones u oficinas. pueden encontrarse en distintos libros sobre acústica de arquitectura.04 0.18 0.06 0.06 0.75 Galerías profundas con asientos tapizados 0.01 0.2 Aire.10 0.015 0. dependiendo de la decoración 0.015 0.35 0.02 0.07 0.05 Cal o yeso. RUIDO Vidrio ordinario para ventanas 0.025 0.10 0.9 2.50-1.02 Aberturas o tablados.29 0.25.01 0. sabins por 1.013 0.00 Verja de ventilación 0. .05 0.04 0.02 0. acabado suave sobre baldosas o tabiques.000 píes cúbicos al 50 % RH Las tablas completas de coeficientes de los diferentes materiales que normalmente constituyen el acabado interior de las habitaciones u oficinas.05 0.07 0.09 Baldosas vidriadas o de mármol 0. 0.59 1.020 0.01 0.17 0.22 0.04 0.10 0. 87 * Para grados específicos.25 0.07 0.97 0.45 0.05 0.29 0. 0.63 0.55 0.94 0.07 0.35 0.91 0.98 0. soporte duro 2” grueso 0.31 0. véanse los datos de fabricante FERNANDO HENAO ROBLEDO MATERIALES * .57 0.87 0. soporte duro 1” grueso 0.05 0.39 0.83 0.06 0.05 0.79 Fibra de vidrio (típicamente 4 lb / pie cúbico).97 0.12 0.60 Tabla 9 Coeficientes de absorción del sonido de materiales acústicos comunes 125 250 500 1.88 0.89 0.23 0.20 0.83 0.10 0.89 Espuma de poliuretano (celda abierta) 1/4 “de grueso”.95 Felpa de pelo ½” de grueso 0.82 0. 0.51 0.000 Fibra de vidrio (tipicamente 4 lb/ pie cúbico).48 0.80 Fibra de vidrio (típicamente 4 lb/ pie cúbico).20 0.98 Espuma de poliuretano (celda abierta) 1” “de grueso” 0.89 0.14 0. soporte duro 3” grueso 0.83 0.30 0.80 0.000 4.88 0.91 Espuma de poliuretano (celda abierta) 2” “de grueso” 0.000 2.07 0.63 0.87 Felpa de pelo 1” de grueso 0.91 0.99 0.81 Espuma de poliuretano (celda abierta) 1/2 “de grueso”.98 0.97 0. La selección de materiales está regida también por otros factores además de los acústicos. así como los aislantes y amortiguadores de vibración para el sonido transmitido por los sólidos. significará una economía. la segregación (aislamiento geográfico) de ciertos procesos. suciedad • Vibración • Temperatura • Erosión por fluidos Métodos para el control de ruido El control del ruido es un componente fundamental de un programa de conservación de la audición. origina serios problemas técnicos e incrementan los costos de control. debe ser la cantidad de ruido producido. inmersión de agua • Aceite.1. siempre que se diseñen edificaciones industriales. lo más económico. Efectuar los ajustes en el proyecto es lo más deseable y por lo general. serán de tal forma que se minimice la exposición al ruido. Las formas arquitectónicas. Un factor de selección para la compra de maquinaria. Introducir modificaciones una vez ejecutado el proyecto. . herramientas y demás elementos utilizados en las tareas de producción o de prestación de servicios. son los absorbentes y los de pérdida de transmisión para los sonidos que se producen en el aire. los arquitectos y los ingenieros deberán asesorarse de expertos en acústica e higiene industrial. Los factores ambientales son: • Humedad. aspersión de agua. para conseguir las condiciones menos ruidosas posibles. Usualmente una pequeña inversión adicional en la adquisición de elementos que sean más silenciosos. entre otros aspectos. la distribución de las áreas y la separación entre máquinas. La conservación de la audición es un propósito para tener en mente desde la etapa de planeación de un ambiente de trabajo. herramientas eléctricas y otros útiles de trabajo. Control no necesariamente significa eliminación del ruido sino que puede ser reducción o modificación de sus características perjudiciales. grasa. RUIDO 61 Selección de materiales Los materiales más comúnmente utilizados para controlar el ruido en la industria. máquinas. Los directivos de empresa. Suministrar acoplamientos flexibles d. Control en el origen Se lleva a cabo por diversos procedimientos aplicados aisladamente o mediante una combinación adecuada. c. provistas de varios orificios de salida. Reducción de los niveles de vibración de la fuente a. Evitar fuertes fluctuaciones en el flujo de fluidos b.62 FERNANDO HENAO ROBLEDO El método de control más satisfactorio es el control desde el origen del problema. Aumentar la duración de un ciclo de trabajo. Aumentar la rigidez de algún(os) componente(s) c. 1. Aplicar aislamiento o amortiguación en los soportes b. Como se anotó anteriormente para el diseño y selección de métodos de control en la fuente o en el medio. 4 Control del sonido aerodinámico a. e. Cambios o modificaciones en los procesos a. aplicando la misma fuerza o potencia total pero en forma paulatina (ejemplo: corte de cizalla en balanceo) b. d. Aumentar la masa de la fuente sonora. 3. Usar boquillas de descarga de fluidos. cuando los requisitos técnicos de producción lo permitan 2. Reducir la velocidad del fluido en los conductos y la descarga al aire. Utilizar silenciadores (tramo del conducto de salida con dispositivo absorbente del sonido). cuando ésta ocurra. Reducir la velocidad de operación (como la rotación). Usar abrazaderas como soportes adicionales e. se debe recurrir a personal calificado sobre el tema. . disminuyendo sus dimensiones perforando la superficie correspondiente. A continuación se describen los sistemas de control aplicables a este complejo factor de riesgo. puesto que se requieren estudios adicionales elaborados por especialistas. Modificaciones en el diseño (rediseño) de la fuente Reducir el área de la superficie que vibra. Evitar los cambios bruscos de dirección mediante un buen diseño de los sistemas de conducción. Reducir las velocidades de rotación d. menos frágil es la materia de la probeta. Recubrir por adherencia. Se determina golpeando una probeta en forma de barra con una masa pendular e imprimiendo a ésta una fuerza cada vez mayor. Reducir la fuerza del impacto c. hasta provocar la ruptura de aquella. Ubicar de manera adecuada las fuentes generadoras de ruido: La posición de una fuente de ruido puede provocar diferentes niveles de ruido. Lubricando con frecuencia los componentes sometidos a fricción b. Tales procedimientos incluyen: 1. o sea su resistencia a los choques. Acondicionamiento acústico de superficies reflectoras de un recinto: . Realizando un balanceo dinámico de los elementos móviles d. y el número hallado se divide por la sección de la probeta en centímetros cuadrados. RUIDO 63 5. lo cual se logra: a. las superficies que radian ruido o que vibran Por resiliencia se entiende el índice numérico que caracteriza la fragilidad de un cuerpo. El cociente indica la resiliencia de la muestra. mientras que el recocido la aumenta. y cuanto mayor sea su magnitud. Reemplazando las partes desgastadas inmediatamente se nota alguna falla. Amortiguar los impactos para que el ruido producido tenga una más baja frecuencia b.1. con material resiliente. está el modificar las condiciones de transmisión y la propagación de la onda sonora entre la fuente y el receptor. El temple de un metal disminuye su resiliencia. así sea leve c. la orientación y la ubicación que se le dé con respecto a superficies (factor de directividad). dependiendo de las características del local. Se calcula entonces. Mantenimiento rutinario y mantenimiento preventivo Toda máquina o equipo funciona más suavemente cuando está en buenas condiciones. en kilogramos el trabajo que ha sido necesario para consumar la rotura. Modificación del espectro (frecuencias) del ruido a. 2. Asegurando las partes sueltas y haciendo todos los ajustes que sean requeridos 6. Control en la vía de transmisión Entre los procedimientos aplicables para controlar el ruido por la vía aérea de propagación. Aislamiento del receptor en cabinas Se considerará el encerramiento del receptor en cabinas con acondicionamiento acústico. 3. del material de construcción y su espesor. cuanto más cercanas estén sus paredes al origen del ruido. Confinación de la onda sonora. El procedimiento óptimo de control es el de evitar la producción de ruido pero. resultará menos costoso y será más sencilla su aplicación. absorbiéndola en sus repetidos choques con materiales acústicos adecuados. 1. Las paredes que constituyen el encerramiento deberán construirse con material aislante de sonido. Siendo más pequeño. se logra confinar la onda sonora dentro de una envoltura.1. del ángulo de reflexión de la onda. Un material aislante es el que produce una pérdida por transmisión. de inmediato se propaga en la forma que lo permitan las condiciones del ambiente. Fácilmente se deduce que el encerramiento será tanto más pequeño. es inversamente proporcional a la frecuencia del ruido que debe ser controlado. La reducción en el nivel sonoro. Por medio de un encerramiento de la fuente. notada al otro lado de la barrera.64 FERNANDO HENAO ROBLEDO Trata de disminuir la energía de las ondas sonoras directa y reflejada. para interrumpir el paso directo de la onda sonora. 1. Encerramiento de la fuente: Confinando la onda sonora parcial o totalmente por medio de una envoltura de material aislante del sonido. esto no siempre es aplicable. como alternativa de dificultad técnica para aislar de la fuente emisora. 5. Utilización de pantallas o barreras acústicas interpuestas en la vía de la onda sonora y el receptor. La reducción del sonido es función de la altura efectiva de la pantalla de la longitud de onda del sonido. En general puede expresarse que el espesor necesario del material opaco.2. La reducción es función de la frecuencia del sonido y de la masa por unidad de área del material. Control en el camino de transmisión 1. dependerá de la frecuencia de la señal sonora y de la masa por unidad de área del material. Instalación de pantallas o barreras. 4. . Una vez que se produce. Dificultades técnicas impiden a veces. pudiera contrarrestar en un cierto grado.3.1. de la longitud de onda del sonido que se intenta controlar. Puede recurrirse al uso de pantallas para interrumpir el paso de ruido directo desde la fuente hasta el receptor o persona expuesta.5. también se produce un incremento del aislamiento en 6 decibelios. 1. Todos los soportes del encerramiento deberán estar aislados de la vibración procedente de la fuente de ruido. y (b) al duplicar la frecuencia del sonido. Problemas técnicos como el suministro o el retiro de materiales de una máquina. la reducción por transmisión o el aumento del aislamiento es de 6 decibelios. 1. La efectividad de una pantalla dependerá de su tamaño. 1. de la ubicación con respecto a la fuente y al receptor. impiden utilizar un encerramiento completo de la fuente de ruido. en la cual se ubicarán los indicadores y los controles que sean necesarios.8.7. fisuras o cualquier otro tipo de abertura. se requiere tener uniones herméticas. Encerramientos parciales. o la necesidad de movilizar el aire para evitar el excesivo calentamiento de un motor. . utilizar encerramientos completos o parciales de las fuentes. el recubrimiento interior de las paredes con materiales absorbentes del sonido. el efecto adverso de las aberturas. puede considerarse el encerramiento del receptor en una cabina. del espesor de la pared. Cualquier tipo de abertura disminuye la efectividad de la reducción del ruido en forma muy notoria. Pantallas. RUIDO 65 1.4. 1. La pérdida o reducción por TRANSMISIÓN se ve muy afectada por causa de la presencia de grietas. En éstos casos. Se aplica en este caso la Ley de la Masa Acústica la cual expresa que: (a) al duplicar la masa de la pared.6. El sonido transmitido a través de una pared es inversamente proporcional al cuadrado de la masa de la pared. Como alternativa del encerramiento de la fuente de ruido. A fin de que un encerramiento sea efectivo. para lo cual se emplearán empaquetaduras adecuadas en todos los puntos en que sea requerido. 1. del material de construcción. . Al llegar el sonido al borde (extremo) de la pantalla. frecuencias altas Límite de atenuación. se difracta y se atenúa en forma característica para las diferentes frecuencias. frecuencias bajas Zona de sombra acústica. frecuencias medias Límite de atenuación.66 FERNANDO HENAO ROBLEDO Figura 20 Gráfica de atenuación del sonido con pantallas AyD LAPA LAFB Fuente Pantalla LAFM ZSA Convenciones: AD: LAFA: LAFM: LAFB: ZSA: Ángulo de difracción Límite de atenuación. en la cual se obtiene una atenuación para todas las frecuencias. Una pantalla acústica se ubica entre la fuente sonora y el receptor (una o varias personas). Prácticamente no hay reducción del nivel sonoro en la zona correspondiente al Ángulo de Difracción. RUIDO Figura 21 Gráfica de ubicación de la pantalla he R 90º F Pantalla Convenciones: Y: F : R: he: Ángulo de Difracción Fuente del sonido Receptor(es) del sonido Altura efectiva de la pantalla en múltiplos de la longitud de onda del sonido.0 20.0 10.0 2.2 0.5 1.0 50.0 Angulación de difracción . Figura 22 Gráfica de la atenuación sonora en función del ángulo de difracción y de la longitud de onda 40 60 50 30 30 10 5 EN 20 1 0 10 0.67 1.0 5. Como guía práctica puede expresarse que la ubicación menos eficiente de una pantalla será un punto equidistante entre la fuente y el receptor. se tendrá la precaución de mantener la capacidad de penetración de las ondas sonoras. La capacidad de absorción del sonido de un material dependerá de la resistencia que ofrezca al flujo de aire. Para que un material absorba energía es necesario que: (a) la superficie sea relativamente transparente a las ondas sonoras y (b) se presente una fricción contra las superficies de las fibras o las partículas que conforman la estructura porosa. La contribución de estas últimas es relativamente baja cuando se permanece bastante cerca de la fuente de ruido. se requieren grandes espesores relativos de material absorbente. más de 6 dB.68 FERNANDO HENAO ROBLEDO 2. Para absorber sonidos de baja frecuencia. Aunque esté convenientemente utilizado. para que la energía vibratoria de las ondas se transforme en energía calórica. El valor de tal resistencia es función de la frecuencia del sonido. lisas. es decir.4. Control del campo sonoro reverberante El sonido llega al trabajador en forma directa y por ondas reflejadas en las superficies de los componentes físicos que rodean la fuente del ruido.1. permanece en el campo reverberante. mientras que los materiales blandos. del espesor del material y de la forma de instalarlo. 2. a cierta distancia de la fuente a donde llega exclusivamente el ruido reflejado. Superficies duras. La pintura y otros recubrimientos aplicados sobre la superficie expuesta a las ondas sonoras. poco densos y porosos lo absorben. 2. La reducción del ruido aplicando materiales absorbentes del sonido será eficiente solo cuando el personal que intenta protegerse. 2. La onda que llega directamente. impermeables reflejan el sonido. Con el fin de evitar el deterioro de la capacidad absorbente de un material. tendrá un nivel sonoro más intenso que las ondas reflejadas. también del espacio de aire que se deje entre la cara posterior del material absorbente y alguna superficie rígida que le sirva de respaldo.3. 2. reducen la eficiencia de la absorción del material poroso.6. 2. Absorción del ruido. no puede esperarse que un material absorbente reduzca los niveles sonoros en campos reverberantes. .5.2. 2. Tabla 10 De valores de absorción sonora Materiales de construcción 125 hz 500 hz 2.9.05 Pared. Reduccion del Nivel de Presión Sonora por Absorción.06 0. de caucho o vinilo Tapete.03 0. estuco pulimentado 0.03 0.08 0.01 0. enchape en madera 0.60 0.05 0. delgado sencillo 0. RUIDO 2.03 Piso.80 Vidrio 0. antes de la aplicación de materiales absorbentes sobre las superficies del recinto.10 0.02 0. sin pintar 0. Esta reducción se define por la ecuación: RNPS = 10 log (a2/a1) (dB) En la cual: a1: Absorción total del sonido.02 Piso. de concreto o cerámica.06 0. 0.69 1. 2.01 0.05 0.01 0. Análogamente.7.04 0. Varía con el ángulo de incidencia y con el espesor del material.02 0.000 hz Pared de ladrillo pintado 0.05 Pared. La absorción sonora (α ) en SABINIOS es el área total en pies cuadrados de material perfectamente absorbente. de madera 0.06 Piso.03 0.02 0. El coeficiente de absorción del sonido de un material se define como la fracción decimal de la absorción perfecta.25 0. después de aplicar materiales absorbentes sobre una o sobre varias superficies.03 0.8. 1 SABINIO MÉTRICO en un metro cuadrado de material que absorba completamente el sonido.02 0.03 a 0.08 0.04 Pared.02 Pared de ladrillo. a2: Absorción total del sonido. 2.06 Tapete con base blanda 0.02 . estuco rugoso 0. ¿cuál sería la reducción del nivel de ruido? Desarrollo: a) Determinación de la absorción.65 = 32.01 0. Absorción total (a2): 11.70.035 = 1.7 . cuyo coeficiente de absorción sea de 0.0 Varios = 0.32 a 0. antes del tratamiento (con base en la tabla del numeral 2.05 = 0.0. Si se recubriese todo el techo con material absorbente del sonido.9.65 Absorción adicional: 50 m2 * 0.000 hz Persona sentada.08 0.05 = 2.70 FERNANDO HENAO ROBLEDO Coeficientes Tabla 11 Valores de absorción sonora Por ocupantes y muebles 125 hz 500 hz 2.18 0.2 . el techo tiene terminado estuco rugoso. El piso es de madera.02 Escritorios 0.01 0.09 0. las paredes poseen terminado estuco pulimentado.40 0.7 + 32.7 b) Cubriendo el techo con material de coeficiente de absorción de 0.7 se obtendrá un coeficiente neto de: 0.4 Escritorios 10 * 0.34 = 3.) Piso de madera 50 m2 * 0.5 sabinios m. sillas varias 0.8 SABINIOS m Techo 50 m2 * 0.28 a 0.7 Ocupantes 10 * 0.09 a 0.10 Sabinios métricos / unidad Ejemplo de cálculo de la Reducción del Nivel de Presión Sonora por Absorción Enunciado: en una oficina de 10 metros de largo por 5 metros de ancho y 3 metros de altura.3 --------Total (Sabinios Métricos) 11.03 = 2.5 Paredes y Vidrio 90 m2 * 0. laboran 10 personas en sus respectivos escritorios.56 Sillas 0.5 = 44.1 = 1. . La transmisión presupone la existencia de una continuidad de comunicación entre sólidos. independizando las bases o soportes de las fuentes de ruido. de la cimentación de la edificación. 3. cuyas dimensiones han sido cuidadosamente seleccionadas. La importancia de crear una discontinuidad es muy importante ya que la energía transmitida por las estructuras limita la reducción que se intenta obtener entre dos salas contiguas. Reducción del ruido transmitido por los elementos estructurales 3. En la siguiente gráfica se aprecian los componentes del resonador: una cámara de volumen V.7 se obtiene una reducción del nivel sonoro de 5. De manera que el control consiste en crear una discontinuidad.7) = 5. entre 50 y 55 dB.1.9 dB Resultado: Recubriendo el techo con material de coeficiente de absorción 0. vigas y cimientos. RUIDO 71 c) Reducción del nivel sonoro: R = 10 log (a2/a1) = 10 log (44. El estimativo se hace a partir del conocimiento sobre los materiales de construcción y del espesor de la pared seleccionada para lograr un determinado propósito.8 dB. El principio de operación del resonador Helmholtz es el de inducir la resonancia de un cierto volumen de aire contenido dentro de una cámara que posee una abertura restringida. 4. aunque el estimativo de reducción teórica sea mayor.2/11.1. El ruido y la vibración se transmiten de una sección a otra de la edificación por medio de los muros.2. comunicada con el exterior por medio de un cuello de área transversal A y de longitud L. por ejemplo.1. Uso del fenómeno de resonancia 4. 3. 4. para la cual se diseña el sistema. La frecuencia resonante (fres).72 FERNANDO HENAO ROBLEDO Figura 23 Componentes del resonador V A L 4. La onda sonora al pasar por el borde externo del orificio provoca la oscilación de la masa de aire contenida en el cuello y hace que se ejerza una presión sobre el volumen de aire dentro de la cámara.2. el cual actúa como amortiguador. Este sistema tiene un alto grado de absorción pero responde solo a un estrecho margen de frecuencias. puede calcularse por medio de la expresión aproximada (en unidades consistentes): fres = c A L V c 2π A LV en la cual = Velocidad del sonido en el aire = Área transversal del cuello de la abertura = Longitud del cuello = Volumen de la cámara de aire 4.3. Para abarcar un margen comprendido entre 30 y 200 Hz se requieren por lo menos 20 resonadores individuales. El resonador simple se emplea en la práctica para la absorción de ondas sonoras de baja frecuencia. 4. por lo cual se utiliza ocasionalmente para reducir el ruido compuesto de tonos puros. Los resonadores compuestos constan de una sola cámara cuyo volumen es igual a la suma de los volúmenes individua- . 3. el empleador estará en la obligación de suministrar protectores auditivos individuales adecuados . por ejemplo.2. Se obtienen. Para determinar la potencia sonora de una fuente. o sea una reducción de 6 dB cada vez que se duplica la distancia entre la fuente y el receptor. Las fuentes direccionales deberán instalarse de tal modo que irradien la máxima presión sonora hacia aquellos sitios en que se presente el menor efecto de exposición para el personal. 6. Este procedimiento es aplicable en condiciones ambientales de "campo libre".2. Figura 24 Orificios Lámina de madera Pared Espacio libre 5. como se muestra en la figura 24.1. 5. Modificar la orientación de la fuente direccional o la del receptor. Se utiliza para reducir la intensidad de la exposición del personal situado lejos de la fuente. se recurre a la modificación de la ubicación o de la orientación del personal bajo la acción del ruido.73 1. perforando orificios en una lámina de madera e instalándola a cierta distancia de las paredes del local. 6. RUIDO les. Aumento de la distancia entre la fuente de ruido y el receptor. 6. se dice entonces que es una FUENTE DIRECCIONAL. es necesario tener en cuenta las variaciones de los niveles sonoros alrededor de ella.1. Muchas fuentes de ruido radian más energía sonora en una dirección que en las demás de tal fuente. 6. lo cual no es de ocurrencia muy frecuente en recintos cerrados. Cuando esto no es practicable. 5. La máxima atenuación posible será la que corresponda a la ley del inverso del cuadrado de la distancia. Control en la persona expuesta o en el receptor Cuando se determine que los sistemas de control adoptados en la fuente y el medio no son suficientes para la reducción de la exposición a ruido. podrán ser del tipo tapón (intraaurales) para introducir en el canal auditivo. se considera en esta reglamentación. Limitación del tiempo de exposición. • Entre 80 y 85 dB(A). las características del protector en término de grado de atenuación en el rango de las frecuencias audibles. será obligatorio el uso de los protectores auditivos. a sus representantes y a los organismos encargados de la salud ocupacional y los controles que se señalan en el numeral b. o del tipo orejera para recubrir la oreja o pabellón auditivo. 1. Se considerará que con el uso adecuado del protector auditivo individual se está cumpliendo con lo dispuesto en el presente reglamento y el nivel de presión sonoro efectivo (audible) no sobrepasa los valores límites permisibles. para la elección adecuada en cada caso particular. mientras se establecen otras medidas de control en la fuente o en el medio. la diferencia entre el nivel de presión sonora equivalente y la reducción del nivel sonoro que proporcionará el protector auditivo. Todo comercializador y distribuidor de elementos de protección personal auditiva debe obtener del fabricante. Según el nivel de presión sonora continuo equivalente (LeqA) a que se encuentren expuestos los trabajadores se establecerán las siguientes obligaciones: • A partir de los 85 dB(A) se suministrarán protectores auditivos a todos los trabajadores expuestos. 5. mientras se rediseñan otras medidas para el control del ruido en la fuente o en el medio. Nunca se podrá suministrar tapones auditivos donde el nivel de presión sonora sea mayor a los 104 dB(A). se suministrarán protectores auditivos a los trabajadores que lo soliciten. La atenuación de cada uno varía con la frecuencia del ruido por lo que es necesario conocer las curvas reales de atenuación que proporcione el protector en el espectro de frecuencia de banda de octavas. la que podrá ser requerida por el Ministerio de Protección Social o quien ésta delegue. se señalizarán estos sitios de trabajo.74 FERNANDO HENAO ROBLEDO al nivel de presión sonora equivalente LeqA y al espectro de frecuencias dominante a fin de que el nivel efectivo audible sea igual o inferior a 80 dB(A). • Para sitios con niveles superiores a 85 dB(A) o por encima de 140 de nivel pico. 4. Los protectores auditivos individuales que se suministran. Estas medidas podrán ser adoptadas en casos de excepcional dificultad técnica para reducir los niveles de exposición por debajo de los 85 dB(A) de nivel de presión sonora equivalente continuo Leq . Por nivel de presión sonora efectivo. y se informará de esta situación a los trabajadores afectados. 2. Esta medida será por el tiempo que determine la autoridad competente. 3. Cuando en los puestos de trabajo se superan los valores límites permisibles indicados en la Tabla 1 del presente reglamento. Sistema de vigilancia epidemiológica La vigilancia epidemiológica se constituye en una herramienta de gran utilidad. especificando aquellas que tengan que llevarse a cabo por los mismos trabajadores. situación que les permitirá optimizar los recursos para este programa. RUIDO 75 a los 140 dB(A) de nivel pico. Programa de Conservación de la Audición Cuando la exposición a ruido constituya un riesgo inevitable de pérdida auditiva permanente el empleador deberá establecer un programa de conservación de la audición que constará como mínimo de: • • • • • Evaluación y análisis de la exposición a ruido Sistemas para el control de ruido Educación acerca del riesgo Instrucciones sobre el uso apropiado de los protectores auditivos Vigilancia mediante pruebas audiométricas y exámenes médicos periódicos. Teniendo en cuenta la importancia que para una persona representa el sentido de la audición. llevando deficiencias. garantiza a los patrones el mantenimiento de ambientes seguros de trabajo y por consiguiente la conservación del estado de salud de los trabajadores. De las medidas preventivas que se adopten. se hace necesario que la empresa dentro de su programa de salud ocupacional. ya que en términos generales plantea la vigilancia sistemática de factores de riesgo y del estado de salud de las personas.1. utilizando la protección auditiva. Información educación de trabajadores. a través del control eficiente de ruido en los ambientes laborales. . así como para la realización de trabajos especiales o cuando la utilización de los protectores auditivos individuales representa un riesgo de accidente. La utilización de esta metodología de trabajo. lo cual finalmente redundará en una mayor productividad. La utilización de los protectores auditivos y sus limitaciones. adelante las acciones necesarias para la prevención de sus efectos. los trabajadores deberán ser informados: De los riesgos potenciales que tales niveles representan para la audición. De los resultados de exámenes médicos. 6. el cual le permite la comunicación interpersonal y social y que este sentido es el principalmente afectado por la exposición ocupacional a ruido. para establecer las medidas de control pertinentes. discapacidades y minusvalías. con el fin de obtener su participación activa. • Evaluar el estado de salud auditiva de los trabajadores expuestos y determinar las conductas a seguir con los mismos. se modifique alguno existente. seguimiento y educación de la población expuesta. . b) Orientar los programas de reducción de ruido. evaluar y controlar el factor de riesgo ruido en todos los puestos de trabajo donde se encuentre.76 FERNANDO HENAO ROBLEDO El objetivo general de este sistema es el de proteger a los trabajadores de las alteraciones auditivas y extrauditivas. Atención al ambiente Son varios los propósitos para evaluar los niveles de presión sonora en los ambientes de trabajo: a) Determinar el grado de riesgo de exposición. metodología y parámetros expuestos con anterioridad. Por lo tanto. • Identificar el grupo de trabajadores expuestos a ruido. La descripción del agente ruido y los efectos del ruido sobre la salud se realizó en las páginas anteriores. o cada vez que se cree un puesto de trabajo. • Efectuar el seguimiento periódico tanto del factor de riesgo como de los trabajadores expuestos. Entre los objetivos específicos se tienen: • Identificar. el diagnóstico precoz. Los métodos de control serán expuestos al final de esta unidad. c) Comprobar la efectividad de las medidas de control. Seguimiento y control La cuantificación del agente de riesgo debe efectuarse periódicamente al menos una vez al año. • Desarrollar estrategias de promoción y educación de este programa. debe empezar por la medición de este factor de riesgo en todas las máquinas y puestos de trabajo. el programa de control de ruido. tratamiento oportuno. dirigidas a los estamentos interesados (patronos. • Implantar un sistema permanente de información y de registro de los datos generados por este programa que sirva de base para la evaluación y seguimiento del mismo. mediante el control del factor de riesgo ruido. haya cambio en los procesos o materias primas y para verificar la efectividad de las medidas de control. trabajadores). AFILIACIÓN_______________ TIPO DE VINCULACIÓN: DIRECTA____ TEMPORAL____ EMPRESA DIRECTA_____________________________ No.Cree oír bien? SI____ NO____ Desde cuando?___________________ . ANTECEDENTES OTOLÓGICOS NO_____ SI_____ Tiempo en Años: Otitis .Cree oír menos por un solo oído? SI____ NO____ . PATRONAL_____________ EMPRESA TEMPORAL___________________________ No. OTOSCOPIA .Le han practicado audiometrías? SI____ NO____ . A manera de ejemplo se presenta el formato utilizado por la división de Salud ocupacional del Seguro Social Cundinamarca.Conducto auditivo externo normal .Tapón de cerumen .Otorrea . PROGRAMA DE VIGILANCIA Y CONTROL DEL AMBIENTE Y TRABAJADORES EXPUESTOS A RUIDO FICHA INDIVIDUAL DE EXPOSICIÓN A RUIDO NOMBRE__________________________________ EDAD___ SEXO___ No.Exposición en otras Empresas______________________ SI ___ NO FECHA ___ __________ Trauma cráneo encefálico ___ ___ __________ Drogas ototóxicas ___ Total años de exposición a ruido________________________ ___ __________ Deportes con exposición a ruido ___ ___ __________ Quirúrgicos ___ OD OI ___ __________ 3.Exposición en esta empresa______________________ . lo mismo que sus antecedentes patológicos relacionados con el órgano de la audición. igualmente se debe consignar la información referente a exposiciones ocupacionales y no ocupacionales. ANTECEDENTES DE EXPOSICIÓN 2.Otras (especifique) ____ ____ ____ .Conoce el resultado? SI____ NO____ Por cual? OD____ OI ____ Fecha_____________________ Cual? _____________________ OBSERVACIONES___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ _____________________________________________ . PATRONAL_____________ FECHA DE INGRESO A LA EMPRESA ____________________________________________ 1. CUESTIONARIO BÁSICO DE SALUD AUDITIVA . RUIDO Atención a los trabajadores Fichas de exposición a ruido.Perforación timpánica .77 1.Requiere lavado de oídos? SI____ NO____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ 4. El punto de partida de la atención a los trabajadores se inicia en el diligenciamiento de un cuestionario que tiene por objeto registrar aspectos relacionados con el estado de salud auditiva de la persona a evaluar. La totalidad de las recomendaciones se presenta resumida en el numeral 5. Resumen de Recomendaciones Clave. con una tasa de intercambio de 3 dB. o su equivalente durante la jornada laboral.HNIR)» de obligatorio cumplimiento para todos los empleadores. contribuye a los procesos de determinación del origen y pérdida de la capacidad laboral.2 y detalladas en el capítulo 7 • Se recomienda utilizar el estándar ISO 9612:1997 en la definición de los métodos y procedimientos para la evaluación de la exposición ocupacional a ruido en los sitios de trabajo y en casos especiales de exposición a ruido como en centros de comunicación (call center). • Se debe aplicar corrección adicional a las tasas de reducción de ruido (NRR) dadas por el fabricante de protectores auditivos • Se recomienda realizar evaluación auditiva pre ocupacional. Las audiometrías pre ocupacional y post ocupacional se realizan bajo las mismas condiciones. Las audiometrías de seguimiento serán anuales . con reposo de mínimo 12 horas.78 FERNANDO HENAO ROBLEDO El formato deberá aplicarse a todos los trabajadores de la empresa como fase inicial de la vigilancia frente a este factor de riesgo. se sugiere aplicar ISO 11904-1 (2000) o ISO 11904-2 (2000). Alcance. por tanto. • Se recomienda la aplicación de métodos de control técnico o de ingeniería en la fuente de generación de la contaminación por ruido y/o en el medio de transmisión para el control de la exposición a ruido en los sitios de trabajo y solo la utilización de elementos de protección personal como medida provisional mientras se establecen las medidas anteriores. con base en la mejor evidencia disponible. el trauma acústico ni otros tipos de hipoacusia. La GATI-HNIR trata solo de la hipoacusia neurosensorial inducida por ruido en el lugar de trabajo y no incluye. y no adoptarlas deberá tener una justificación suficientemente soportada. Las recomendaciones pretenden orientar la buena práctica del quehacer de los usuarios de la guía. no sustituido por uso de protectores auditivos. seguimiento y post ocupacional a todo trabajador en cuya actividad la exposición a ruido ambiental es de 85 dBA TWA o más. • Se recomienda aplicar un nivel criterio de 85 dBA como límite permisible de exposición ponderada para 8 horas laborables/día (TWA). Al grupo de trabajadores identificados con exposiciones a ruido previo o actual o con signos o síntomas de alteraciones auditivos se les practicará audiometría parcial. con cabina sonoamortiguada. Evaluar la exposición de preferencia con dosímetros personales y utilizar la estrategia de grupos de exposición similar para evaluar la exposición. • Para la evaluación auditiva se indica audiometría tonal realizada por personal calificado y en cumplimiento de los estándares de calidad. A mediados del año 2007 el Ministerio de la Protección Social presentó al país la «Guía de atención integral basada en la evidencia para hipoacusia neurosensorial inducida por ruido en el lugar de trabajo (GATI . Adicionalmente. 1. RUIDO • • • • 79 para los trabajadores expuestos a ambientes con niveles de ruido de 85-99 dBA TWA y semestrales para 100 dBA TWA o más, realizadas idealmente al terminar o muy avanzada la jornada laboral con el fin de detectar descensos temporales en los umbrales auditivos. Es indispensable disponer de la evaluación audiométrica basal, para determinar cambios en los umbrales. Si se encuentra un desplazamiento de 15 dB o más, en al menos una de las frecuencias evaluadas, se recomienda repetir inmediatamente la audiometría. Si persiste descenso de 15 dB en alguna de las frecuencias evaluadas, se indicará audiometría complementaria dentro de los siguientes 30 días, bajo las mismas condiciones de toma de la audiometría basal. Si no se tiene duda con respecto a los umbrales se procederá a realizar un cambio en el registro de los umbrales basales. La HNIR se describe en el texto de la guía y se recomienda que los casos que no se ajusten a los elementos caracterizadores de una pérdida por exposición a ruido se realice evaluación individual. Las indicaciones de rehabilitación auditiva no difieren de indicaciones para las pérdidas auditivas neurosensoriales de otro origen. Se apoya tanto en los hallazgos audiológicos como en las limitaciones referidas por el paciente desde el punto de vista comunicativo. Se recomienda la NO aplicación de corrección de los umbrales por presbiacusia para la valoración de casos individuales. Beneficios, riesgos y costos. Con la implementación de esta guía se obtendrán beneficios para los empleadores y los trabajadores, principalmente desde el punto de vista preventivo, con la disminución en la incidencia y en la prevalencia de la HNIR. Igualmente al clarificar y unificar los sistemas de registro, se dispondrá de una estadística real acerca de la magnitud del problema, y al hacer el proceso más estandarizado, se logrará disminuir tiempo y recursos, tanto en la realización de los diagnósticos, como en la decisión terapéutica de cada caso. Con todos esos aspectos, junto con la corrección de las condiciones generadoras del riesgo, se logrará contribuir directamente a reducir los costos por carga de enfermedad en el Sistema de Salud Colombiano. Los riesgos de la adopción de las recomendaciones serían los asociados con las medidas de intervención sobre el individuo, sean de tipo preventivo (como los derivados del uso de los elementos de protección personal) ó de tratamiento (como los relacionados con el implante coclear). Aunque un estudio formal de las consecuencias de implementar la guía, en cuanto a los costos y el impacto, trasciende al presente ejercicio, se cree que los costos que se puedan derivar de ello, se relacionan directamente con la verificación de la adherencia a las recomendaciones por parte de la población usuaria, la implementación de los métodos de control y de los programas de vigilancia médica que se recomiendan y que involucran la participación activa de profesionales de varias disciplinas y de los trabajadores (incluye la capacitación y actualización). 80 FERNANDO HENAO ROBLEDO Adicionalmente, se derivan de la búsqueda activa de casos para la intervención precoz y oportuna, así como de la aplicación de las opciones terapéuticas. También se impactaran los costos del sistema por la implementación de programas de rehabilitación integral. Evaluación auditiva: audiometría Es una prueba que indica la capacidad auditiva de un individuo, medida a través de la transmisión al oído de diferentes intensidades de sonido (dB), y frecuencias variadas (hz). Según la vía a evaluar, la audiometría puede ser: Aérea Es la exploración que se efectúa por medio de auriculares y mide la audición a través del oído medio. Todas las frecuencias son susceptibles de ser evaluadas por esta vía. Ósea Es la exploración de la agudeza auditiva a través de un vibrador colocado en la apófisis mastoides, es decir, sin utilizar el paso del sonido por el oído medio. Se debe tener presente que la audición ósea está limitada entre 40 y 70 dB y frecuencias entre 500 y 4.000 hz De acuerdo con la clase de estudio requerido se debe determinar si se llevará a cabo una audiometría completa o parcial. La audiometría completa se refiere a la exploración de todas las frecuencias por las vías aérea y ósea. La audiometría parcial es aquella que se utiliza como prueba tamiz con el fin de explorar por vía aérea frecuencias específicas asociadas con las patologías esperadas. Se utiliza para evaluar grandes grupos de personas. Equipo El audiómetro es un equipo electrónico que se utiliza para medir la capacidad auditiva emitiendo sonidos de diferentes frecuencias e intensidades. La realización de esta prueba requiere de una cámara aislada que evite las interferencias sonoras externas. En caso de no existir ésta, se debe realizar en un recinto donde el máximo nivel de ruido de fondo no supere los 40 dB(A). 1. RUIDO 81 Procedimientos En la audiometría parcial se evaluarán las frecuencias de 500, 1000, 2000, 4000 y 6000 hz, por la vía aérea solamente. Deberá efectuarse previamente una revisión del conducto auditivo externo del trabajador, para garantizar que se encuentra libre de tapones de cera o cuerpos extraños y que la membrana timpánica se encuentra intacta o libre de lesiones. Es requisito indispensable que la persona a evaluar haya tenido un reposo auditivo mínimo de 16 horas previas al examen. No se recomienda practicar esta prueba a personas que presenten patología aguda de vías respiratorias, tales como virosis, faringitis, sinusitis, bronquitis, en el momento del examen. Se debe explicar el procedimiento de la audiometría al trabajador, con el fin de familiarizarlo con el método de la prueba, se recomienda iniciarla con una frecuencia de 1000 hz y a una intensidad de 50 dB, a manera de ensayo. Se deben registrar los datos obtenidos en el gráfico correspondiente, utilizando las convenciones establecidas: para la vía aérea círculo rojo para el oído derecho y cruz azul para el oído izquierdo. Para la vía ósea, este símbolo < en rojo para el oído derecho y este símbolo > en azul para el oído izquierdo. Interpretación de la audiometría • Trauma acústico: para la valoración de esta pérdida se ha establecido la escala ELI (Early loss index- índice de pérdida temprana) que debe hacerse para ambos oídos. En este procedimiento se debe restar la pérdida normal por presbiacusia que se presentó con anterioridad y registrar la información en un formato para seguimiento y control individual a trabajadores. 82 Tabla 12 Programa de vigilancia y control del ambiente y trabajadores expuestos a ruido Ficha individual de exposición a ruido Nombre Fecha No. afiliación Sección Cargo Tiempo en el cargo Evaluación ambiental Db (A) H/Día esp Grado de riesgo Audiometría ELI SAL Conducta observac. FERNANDO HENAO ROBLEDO 1000 y 2000 HZ que corresponden al área conversacional. pp. "An epidemilogical study of noise".83 1. 481-486. 1 y 2 Khz.Presbiacusia) Significado A Menor de 8 Excelente B 8-14 Bueno C 15-22 Normal (Límite) D 23-29 Sospechoso de trauma acústico E Más de 30 Muy sospechoso de trauma acústico Fuente: ER Herman. Nota: una persona se clasifica en un grupo peor al indicado por la escala. Significado A 16 peor oído Normal B 16-30 ambos oídos Casi normal C 31-45 mejor oído Sordera moderada D 46-60 mejor oído Sordera notable E 61-90 mejor oído Sordera severa F 90 mejor oído Sordera profunda G Ninguna percepción Sordera total ambos oídos Fuente: ER Heman. La clasificación de trauma acústico de acuerdo con la tabla ELI es la siguiente: . si los promedios de pérdida en las tres frecuencias en ambos oídos difieren entre sí en 25 Db o más. RUIDO Se califica el grado de trauma de acuerdo con la tabla que se presenta a continuación. Madrid 1`973 • Sordera manifiesta: la valoración de esta pérdida se efectúa mediante la escala SAL (Speech Average Loss-Promedio de pérdida para audición de la voz o de la conversación) con base en los resultados obtenidos en las frecuencias de 500. XVI International Congress on Occupational Health.000 hz (. según el registro audiométrico del peor oído en los 4000 hz (ver ejemplo # 1) Tabla 13 Escala de valores ELI (Early Loss Index) Grado Pérdida en dB (A) 4. Volumen II . Tabla 14 Clasificación SAL (Speech Average Loss) Grado Umbral promedio (db) en frecuencias de 500 hz. 000 hz = 40 dB.500 1.000 2.000 750 500 250 125 Frecuencia en Hz .500 1.000 2.84 FERNANDO HENAO ROBLEDO Se toma el valor de pérdida en dB para el peor oído en los 4.000 3.000 750 500 250 125 Frecuencia en Hz -10 0 Nivel de umbral auditivo en dB 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Por ser un hombre de 30 años.000 1. su factor de corrección por presbiacusia es de 3 dB.000 4.000 1. cantidad que deberá restarse al valor total de la pérdida en oído derecho (peor oído).000 6. entonces: 40 dB .000 6. Calificación de sordera manifiesta utilizando la escala SAL Pérdida para la audición de la voz o de la conversación -10 0 Nivel de umbral auditivo en dB 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 8. de 30 años y quien presenta el siguiente registro audiométrico 8.000 3. Calificación trauma acústico (ELI) y aplicación factor de presbiacusia Trabajador de sexo masculino.3 dB = 37 dB De acuerdo con esta pérdida corresponde al grado E: muy sospechoso de Trauma Acústico.000 4. para las tres frecuencias y separadamente para cada oído. y en los casos donde se detecte alguna modificación.000 55 65 SUMATORIA 125 150 OD 125 / 3 = 41 dB de pérdida (mejor oído) OI 150 /3 = 50 dB de pérdida (peor oído) De acuerdo con la tabla. estableciéndose para ellos audiometría anual.000 40 45 2. Para identificar la reacción del sistema auditivo ante el ruido. . se deberá ubicar al trabajador en un área donde no esté expuesto al ruido. De acuerdo con el audiograma de este ejemplo será: Frecuencias Pérdida OD (db) Pérdida OI (db) 500 30 40 1. correspondiendo al grado C = Sordera Moderada. por cálculo del promedio aritmético de las caídas en dB. Este examen dará el conocimiento sobre el estado de salud auditiva de los trabajadores a su ingreso y servirá de punto de comparación para conocer el grado de sensibilidad al factor de riesgo. Conductas a seguir Con base en los resultados obtenidos en la ficha individual de exposición a ruido. RUIDO Se analizarán las pérdidas en las frecuencias 500. audiometría parcial (calificada con Escala ELI menos el valor por presbiacusia y SAL) y la evaluación ambiental se tomarán las siguientes medidas con los trabajadores objeto de vigilancia: a) Los trabajadores expuestos a niveles de presión sonora de 80 o más decibeles en jornadas de 8 hrs/día y con calificación audiométrica ELI A o B. deben incluirse dentro del examen de ingreso que se haga a los trabajadores que van a estar expuestos a ruido directo o por vecindad. cuyo resultado deberá confrontarse con los signos y síntomas referidos por el trabajador. se aplica al mejor oído (OD) la calificación. 1000 y 2000 HZ. se recomienda practicar audiometría a los 3 meses del ingreso. Tanto la ficha individual de exposición a ruido.85 1. se incluirán en el programa de vigilancia. como la audiometría parcial. se les practicará audiometría completa para confirmar el diagnóstico. pero calificadas con ELI C se tomarán las mismas medidas adicionando un estricto control tanto ambiental como personal. • Informe a las personas que manejan el área de higiene industrial para que se mejoren las medidas de control ambiental o personal. d) Con los casos confirmados como SAL grado C en adelante se tendría en cuenta el siguiente procedimiento: • Elaboración de formato de enfermedad profesional en los casos que ameriten calificarse como tales. • Control audiométrico anual para verificar la eficacia de la reubicación laboral o la medida de control implantada. c) Trabajadores con patología auditiva trauma acústico ELI grados D y E. Seguimiento y control La base de un programa de vigilancia epidemiológica. está constituida por el seguimiento periódico y el registro sistemático. • Rotación de oficio. en condiciones similares al anterior literal. • Reubicación laboral en ambientes donde los niveles de ruido total no superen los límites permisibles. • Reubicar laboralmente al trabajador en un lugar cuyo nivel de presión sonora no sobrepase los 80 decibeles en jornadas de 8 horas/día. .86 FERNANDO HENAO ROBLEDO b) Con los trabajadores. En este caso en particular los sujetos y objetos motivo de la vigilancia estarán representados por: a) Todos los puestos de trabajo con niveles de presión sonora por encima o iguales a 80 dB (A). A este grupo de trabajadores se les deberá efectuar control audiométrico cada 12 meses. • Mantener al trabajador en su actual puesto de trabajo si se ha efectuado un control de Higiene Industrial efectivo. b) Los sistemas de control ambiental con la correspondiente verificación de su eficacia. • Disminución del tiempo de exposición a ruido. del comportamiento del factor de riesgo vigilado tanto en el ambiente como sus efectos sobre la población expuesta. En los casos confirmados se seguirán los siguientes pasos: • Elaboración de informe de enfermedad profesional. Este proceso educativo deberá iniciarse desde el momento mismo del ingreso del trabajador. en su etapa de inducción y será permanente mientras subsista la exposición al factor de riesgo. En dicho análisis deberán identificarse aspectos tales como: • Áreas críticas de la empresa según niveles de presión sonora. a quienes se vigilará mínimo anualmente. llevará registro de las mismas y evaluará su impacto en los trabajadores. tanto en el trabajador como en el ambiente. y efectuará el análisis de las diferentes variables para implantar las acciones de control pertinentes. Las actividades educativas de este programa. como estrategia que facilite la participación efectiva de la población beneficiada. La empresa deberá programar estas actividades. d) Personal actualmente expuesto o con historia previa de exposición ocupacional a ruido con patología auditiva y a quienes se vigilará de acuerdo con las conductas establecidas en el literal anterior. • Grado de riesgo por puesto de trabajo. objetivos y la metodología a seguir con el ambiente y con los trabajadores. sin daño auditivo. a través de formatos. se orientarán hacia los siguientes temas: • • • • • • Identificación del factor de riesgo (ruido) Métodos específicos de control Efectos en la salud Medidas específicas de auto cuidado Vigilancia participativa de todas las medidas de control implantadas Educación individual sobre los métodos de protección personal La educación forma parte integral de la vigilancia periódica y por consiguiente sus acciones deben programarse y ajustarse sistemáticamente de acuerdo con las necesidades. deberá recolectar unificadamente.1. Promoción y educación Las actividades de promoción de este programa están relacionadas con la información que deben dar las personas responsables de la ejecución del mismo a todos y cada uno de los trabajadores en relación con las actividades. Información. registro e indicadores La empresa dentro de su programa de Salud Ocupacional. RUIDO 87 c) Personal actualmente expuesto o con historia previa de exposición ocupacional a ruido. . justificación. los resultados que se produzcan. x K No. en un tiempo determinado. (NPS = Nivel de Presión Sonora) No.x 100 No. total de trabajadores expuestos a ruido . • Efectividad real de las medidas de control. Puesto de trabajo con GR > controlados en la fuente y/o medio PCR= ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Número total de fuentes generadoras de ruido con GR > 1 Tasa de incidencia de enfermedad profesional por ruido Se define como el número de casos nuevos por enfermedad profesional por ruido que suceden. por una constante. de casos nuevos de enfermedad profesional por ruido TIEPR = --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------.x K No. Indicadores Índice de frecuencia del ruido Expresa la magnitud del problema ruido. No.88 FERNANDO HENAO ROBLEDO • Prevalencia e incidencia de trabajadores con patologías auditiva. de fuentes con NPS > 85 dB A IFR = ------------------------------------------------------------------------------------------. en un período de tiempo dado. total de trabajadores expuestos a ruido Proporción de control de ruido Expresa la intervención realizada sobre el factor de riesgo ruido. en relación con el número total de expuestos a ruido en un período dado. total de fuentes generadoras de ruido Proporción de grado de riesgo de ruido Valora la "repercusión" del riesgo ruido en la población expuesta en un período dado. No. de trabajadores en GR > 1 PGR = ---------------------------------------------------------------------------------------------------------. en relación con el número total de horas-hombre-trabajadas en el mismo período. total de trabajadores expuestos a ruido Índice de severidad de enfermedad profesional por ruido Expresa el número de horas pérdidas por enfermedad profesional por ruido. la evaluación de la capacidad auditiva de los aspirantes a los cargos que han de desempeñarse en ambientes ruidosos. No. educación del personal. de modo que será necesario disponer de espectrogramas tanto del ruido .1. Explicarán a los trabajadores el porqué de esta acción y las ventajas que ello representa para la defensa de la salud auditiva.200 No. Los dispositivos de protección personal pueden ser del tipo tapones o del tipo orejeras. es necesario adelantar un programa que contemple los aspectos de: selección técnica de los dispositivos. supervisión en el uso de los elementos de protección personal. de casos nuevos y antiguos de enfermedad profesional por ruido TPEPR = -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------. RUIDO 89 Tasa de prevalencia de enfermedad profesional por ruido Se refiere al número total de trabajadores con enfermedad profesional por ruido (nuevo y antiguo). NHT = No. La capacidad de protección de cada grupo varia con la frecuencia del sonido. trabajadores x 2. Para lograr el objetivo de que los protectores auditivos cumplan su función. en relación con el número total de trabajadores expuestos a ruido en un período dado. dentro de los criterios de selección del personal.000. en un período. a fin de que no promuevan la implantación de tales prácticas. por una constante. Es preciso dar a conocer a los empresarios y a los trabajadores las implicaciones de tener jornadas excesivamente largas o laborar horas extras en ambientes con altos niveles de ruido.x K No.000 Organización laboral Las directivas de las empresas deben adoptar. de días perdidos y cargados por EP por ruido ISEPR= ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------HHT x 1. Los datos corresponden a la atenuación en cada banda.000 4.1 1.3 0 1. Se les explicará la posibilidad de presentarse una leve incomodidad inicialmente.4 1.2 1.7 72.8 55.5 40. Procedimiento para seleccionar un protector auditivo Se dispondrá de la siguiente información: a. Total 68.4 2.32 db Frecuencias (hz) 84.4 60.29 db 58. Igualmente.1 60.8 3.Dos desviaciones estándar (2 ) 4.3 3.2 19. El grado de protección dependerá de un buen ajuste o hermeticidad.0 5.0 4.9 50.6 36.7 6. Como ejemplo de cálculo se presenta el siguiente cuadro resumen: Tabla 15 Ejemplo selección elementos de protección auditiva 125 250 500 1.2 3. Total 96. Un análisis de bandas de octava del ruido en el ambiente de trabajo.Desviación estándar ( ) 2.7 .Nivel presión sonora (Lin). Los datos de atenuación.9 1.7 65. Es imprescindible conocer las curvas reales de atenuación de los protectores auditivos.Factor de atenuación -16.7 2.000 1. a fin de orientar la selección del elemento mas adecuado para cada caso particular.4 6.5 89 90 91 88 85 2.6 -3. con las desviaciones estándar respectivas. Al personal deberá informársele sobre la necesidad del uso de los protectores auditivos para que los acepten de buen grado.1 62. cuando este aspecto sea reglamentado. escala lin b. suministrados por el fabricante de los protectores.5 64.0 7.1 28.1-2+4 74.8 3.4 33.Atenuación según fabricante (db) 14.2 -8. deberá obtenerse una certificación de la entidad colombiana competente. Aun las pequeñas fugas reducen notoriamente la protección. Además de las que suministra el fabricante.000 2.4 4. se les adiestrará en la correcta utilización y mantenimiento adecuado.8 57.90 FERNANDO HENAO ROBLEDO como de las pruebas de atenuación del protector.Oye si utiliza correctamente EPP.0 51. escala lin. desde el nivel total de 96. La línea indicada con el número 6 contiene los valores de ponderación para convertir los niveles de los diversos tonos en equivalentes dBA. Las líneas indicadas con los números 2 y 3 contienen los datos de atenuación en cada banda de octava y las desviaciones estándar correspondientes. se consigue una reducción hasta el nivel de 68. f 250 el nivel a 250 h.32 dBA para el oído no protegido. La línea indicada con el número 7 corresponde a la atenuación lograda en cada una de las bandas de octava cuando se suman los niveles de diversos tonos. Cada cuadro de la línea indicada con el número 5 se obtiene de la suma algebraica de los valores de las líneas 1 y 2 y dos veces la desviación estándar. cuando se hace uso de los protectores auditivos aquí considerados. f 4000 el nivel medido en los 4000 hz Explicación La línea indicada con el número 1 contiene los datos de la evaluación ambiental del ruido.29 dBA. En el presente ejemplo.1. en bandas de octava. Tal información la suministra el fabricante de los protectores auditivos. RUIDO 91 El nivel total de ruido se puede calcular mediante la aplicación de la siguiente fórmula Nt= 10 log ( 10f 125/10 + 10f 250/10 +……10f 4000/10) En donde f 125 significa el nivel de ruido en la frecuencia de los 125 hz. . 92 FERNANDO HENAO ROBLEDO . podrá aplicar las sanciones que se definen. No existen dentro de la normatividad vigente derogatorias específicas. Régimen sancionatorio La Dirección de Salud Ocupacional y Riesgos Profesionales como autoridad competente.O. la Resolución 2400 del mismo año. RUIDO 93 Entidad de vigilancia y control Para tal efecto el Ministerio de la Protección Social deberá estimular la conformación de entidades que deberán estar certificadas como «Auditoras en Higiene Ocupacional» – A. de carácter independiente de cualquier ARP pública o privada o de Empresas prestadoras de Servicios de este Campo.1. puesto que las normas relacionadas con el tema como son: el Título III de la Ley 9ª de 1979. . en cualquier caso de incumplimiento de las normas establecidas por este Reglamento Técnico. Vigencia El presente reglamento técnico empezará a regir a partir de la fecha de su publicación.H. no se contravienen sino que por el contrario en el primer caso se reglamentan y en los últimos se ratifican. las disposiciones que le sean contrarias.H. previo conocimiento de los informes que rindan los organismos establecidos para la vigilancia y control de estas disposiciones que en este caso serán al entidades «Auditoras de Higiene Ocupacional» – A.O. la Resolución 08321 de 1983 y la Resolución 001792 de 1990. Derogatoria El presente reglamento técnico deroga a partir del inicio de su vigencia. que tendrán dedicación exclusiva al auditaje. 94 Anexo 1 Evaluación de exposición a ruido Registro de información general Empresa: _______________________________________________ Fecha:___________________________ Dirección:_______________________________________________ Ciudad:__________________________ Trabajadores: Planta:_______________ Oficina:_____________ Turnos y horario de trabajo: 1º_________________ Dependencia Sección Operación Nº de Trabajadores Expuestos Total en el sitio Directos Indirectos Total:_____________________ 2º__________________ Horas / día Exposición Nº de Fuentes Primaria Secundaria 3º_____________________ Ciclos de Exposición Total Parcial Transitoria Higienista Responsable_______________________________________________ Licencia No ______________________ FERNANDO HENAO ROBLEDO Resumen del proceso en el lugar medido: _________________________________________________________________________________________________________________ . Higienista Responsable_____________________________ Licencia No __________________ .95 1. RUIDO Anexo 2 Evaluación de exposición a ruido Características de ruido en el lugar considerado Ruido: Continuo Estable _____ Continuo Fluctuante _____ Intermitente ________ Impulso ______ Fuente Principal ____________________ Fuente Secundaria __________________ Velocidad o RPM _______________________________________________________________ Descripción de los controles ambientales adoptados: ______________________________________________________________________________ ____________________________________________ Protección Personal: Tipo de protectores __________________ Marca _________________ Son utilizados _____________________ Datos de Atenuación ___________________________ Exámenes Audiométricos: Periodicidad ______________________ Antigüedad del trabajador __________________ Características del equipo Marca __________________ Tipo __________ Modelo ______________ Cumple Norma ISO _________ IEC ______________ OTRA ______________ Tipo de micrófono ____________________ Calibración: Eléctrica _______ Acústica ___________ Fecha __________ Lugar ____________ Temperatura ambiente ____________ºC Correcciones por: Temperatura ________________ Tiempo de la medición: Iniciación ______________ Presión _________mm Hg Presión _______________ Finalización ___________ Esquema de las secciones con localización de fuentes generadoras y puntos de medición. P. 63 125 600 Observaciones 1K 2K 4K 8K Licencia No __________________________ FERNANDO HENAO ROBLEDO Higienista Responsable_______________________________________________ 250 . Permitid. Max.96 Anexo 3 Evaluación de exposición a ruido Registro de mediciones niveles de ruido EQUIPO: Marca Sitio u Operación Tipo Nivel Ruido dB(A) Min. Grado de Riesgo Fecha Calibración Análisis de Frecuencias C.S. Expuest. NPS Modelo Trabajad. Directos Indirectos Tipo Micrófono Horas Expo. Licencia No ___________________________ 97 . RUIDO Anexo 4 Evaluación de exposición a ruido Estimación del grado de exposición Sitio u Operación Nivel de Ruido dB(A) Mínimo Máximo Horas Expuesto Directos Leq.1. Exposición Higienista Responsable_______________________________________________ Grado de Riesgo Observaciones Permit. Grado de Riesgo Leq Inicial Final Tiempo Medido % Dosis Parcial 8 Hr Observaciones 12 Hr FERNANDO HENAO ROBLEDO Higienista Responsable______________________________________________ Licencia No _________________________ .98 Anexo 5 Evaluación de exposición a ruido Registro de medidas de dosimetrías Nivel de Ruido dB(A) Operario u Oficio Pico Máx. Mín. guía para trabajadores y empleadores. U Nal. El ruido en la industria. 1986. Clara. New Jersey. 1989. Manual de medidas acústicas y control del ruído. Noticias de seguridad. Talleres Gráficos Rodríguez Hnos. 1983. Englewood NJ. RUIDO Bibliografía Arbelaez. Bruel and Kjaer. y CIA. 1970. 2. Hoover. Salud Ocupacional. 1995. CIDI. Talleres Litográficos U de C. tercera edición. Audiometry. Control de Ruido Industrial. Pocket HandBook. 1986. Atherley. Naerum Offset. Ontario. Manual de fundamentos de higiene industrial. UPBB.C. Control de ruido. El problema del ruido en la industria. New Jersey. Dinamarca. Consejo Colombiano de Seguridad. . 1983. 1982. Manizales 1990. 1986. Bernal. Bilsom. Reglamentaciones sobre el ruido. El oído y la audición. Jorge R. Audiología Práctica.99 1. Bilsom. Madrid. CIAS. Noise control. Buenos Aires. Medellín. Harris. En defensa de la audición. 1981. Bruel. CIAS. CIAS. Gordon. Dinamarca. 1986. The ultimate test of Sucess?. 1979. 1986. Tomo 44 No. CIAS. Barrera. Bogotá. C. Tomo 4 No. Curso de Higiene Industrial.S. Mcgraw Hill. El Ruido. Naerum Offset. Gonzalo. Noticias de Seguridad. Suecia. Cyril. Englewood. Monografías Universitarias. La medida del sonido. CIAS. Naerum Offset. Bruel. Dinamarca. De Sebastián. Bogotá 1982. Principles and Practice. Mimeografiado. 1. 1967. CIAS. L Vieco y Cia Ltda. Niosh. Seccional Cundinamarca. 1993. documentos IV. 1991.Its evaluation and control. Evaluación de ruido industrial.. ISO. Bogotá. Sao Paulo.100 FERNANDO HENAO ROBLEDO Instituto Nacional de Previsión de España. Suc de Rivadeneyra S.. Puerta Jorge et al. 1984. Enciclopedia de Medicina. Dinámica. 1988. Higiene Industrial Básica. Centro de Producción Gráfica. 1986. El ruido. Attenuation of hearing protectors. Madrid. Washington. Sistema de vigilancia epidemiológica del ruído. Niosh.A. 1974. Barcelona. Measurement of Sound. Manual de mantenimiento industrial. ISS.C. efectos auditivos y extraauditivos. Medellín. Manual de vigilancia epidemiológica para Doencas Ocuapacionais. Ruiz Luis F. Secretaría de Estado Da Saudade. The industrial Environment . Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el trabajo. Rosaler Rogert et al. 1973.. Congreso Colombiano de Toxicología. Surdez. Imprenta Nacional de Colombia. Acoustics. First Edition. Suiza. 1981. ISS. . México. 1985. Higiene y Seguridad del Trabajo. Mc Graw Hill. ISS. Norma básica sobre ruído industrial. Medellín. 1979. Litografía. Santa Fé de Bogotá D. Por lo general. perpendicular a un piso o a una pared. En la medida que aumenta la velocidad. de los sistemas mecánicos o de sus componentes. por ejemplo. o fuerzas que se apliquen o se liberan de repente. la velocidad o la aceleración. en la práctica se encuentran también a menudo. aerodinámicas o relacionadas con los fluidos. . se producen vibraciones transitorias que aumentan en frecuencia y amplitud hasta que se alcanzan las condiciones de operación continuas. con amplitudes y frecuencias que van disminuyendo. El desbalance en las máquinas giratorias produce fuerzas centrífugas netas que cambian su dirección en el espacio. conforme gira la máquina. produce vibraciones transitorias amortiguadas. medidas en uno o más puntos. esto es. Las máquinas reciprocantes producen también fuerzas de inercia desbalanceadas que se transmiten hacia las cubiertas y soportes de la máquina. la vibración está caracterizada por el desplazamiento. fuerzas electromagnéticas. cuando se apagan las máquinas y siguen girando por inercia hasta detenerse. en las direcciones específicas de interés. Las vibraciones son causadas siempre por fuerzas no continuas. Estas fuerzas no se deben necesariamente a causas mecánicas.2 Vibraciones 2 Introducción La palabra vibración se refiere a los movimientos oscilatorios (hacia adelante y hacia atrás) de las estructuras. fuerzas que puedan ser oscilatorias en magnitud o dirección. Las vibraciones pueden incomodar a la gente. En muchos otros casos.102 FERNANDO HENAO ROBLEDO Los extractores. pueden hacer difícil que la gente efectué movimientos precisos o que haga lecturas correctas de los instrumentos y en casos extremos. vibraciones transitorias amortiguadas. en especial aquellos con cargas muy grandes. Los límites de vibración aceptable para la gente se encuentran disponibles en manuales. los impactos repetidos en forma irregular debidos por ejemplo. los ventiladores y las bombas tienden a generar vibraciones continuas. a los pasos que produce mucha gente caminando sobre un piso. La vibración cero es una imposibilidad como podría serlo un objeto que no se moviera a una fuerza irresistible. Los impactos repetitivos tienen como resultado vibraciones transitorias repetitivas. soportes. producen típicamente fuerzas irregulares sobre las superficies estructurales. generan pulsos de fuerza que producen típicamente. La necesidad del control de la vibración ocurre donde quiera que haya efectos adversos debido a las vibraciones. estructuras de construcción y también en conexiones (tornillos de sujeción. por desgracia no existen criterios disponibles para la vibración de los sólidos. De manera semejante. La cantidad de reducción necesaria depende de la vibración existente y de qué nivel es aceptable. pueden conducir a la inhabilidad física. Las herramientas de las máquinas sujetas a vibraciones excesivas producen acabados malos. Los impactos simples. debido tanto al desbalance como a los pulsos repetitivos del fluido. o el flujo de un ventilador o de un chorro de aire que pega sobre una superficie. Los flujos turbulentos de agua o de aire dentro de un ducto. como los producidos por la operación de una prensa punzonadora. cables. algunos equipos de precisión no pueden ser utilizados adecuadamente en presencia de vibraciones. de manera que se está forzando a seguir utilizando el método de prueba y error: el control de la vibración es una rama de la ingeniería sumamente especializada y con el presente capítulo solo se pretende presentar al . tubería) tienden a producir fallas en estos dispositivos debido a fatiga estructural. las vibraciones tienden a ser de un carácter irregular más continuo. Los esfuerzos oscilatorios inducidos en partes de máquinas. como resultado. el equipo y las estructuras. pueden interferir con su habilidad para hacer algo o concentrarse en tareas mentales. tienden a producir vibraciones irregulares. pero si estos impactos se repiten tan rápidamente que las vibraciones debidas a un impacto no se amortiguan mucho antes de que ocurra el impacto siguiente. Las vibraciones excesivas pueden tener efectos adversos en el personal. La vibración de una máquina puede reducir la vida de sus componentes. el número de períodos. Un observador de la variación del tiempo de una vibración. líquido o sólido. El movimiento puede ser un movimiento armónico simple o puede ser extremadamente complejo. velocidad o aceleración. Cuando el sistema es el aire (gaseoso) y el movimiento involucra vibración de las partículas de aire en el rango de frecuencias de 20 a 20000 Hertz (hz) se produce sonido. igualmente. Esta curva regular. que ocurran por segundo se le llama frecuencia y se mide generalmente en Hertz (hz). 2A. El sistema puede ser gaseoso. valor pico a pico.2. Al intervalo de tiempo T entre picos sucesivos se le llama períodos y se mide generalmente en segundos. VIBRACIONES 103 estudiante las bases y recomendaciones para el control de este factor de riesgo presente en la industria. llamada a veces. el movimiento total en ambas direcciones es la amplitud doble. dependiendo de como se mida la vibración. obtiene a menudo un registro que se aproxima al mostrado en la figura 2-1a. el nombre estandarizado internacionalmente que ha reemplazado a los ciclos por segundos (cps) . Nótese que se desvía de cero. posición media. que corresponde matemáticamente a un seno o a un coseno. la vibración puede describirse como un movimiento oscilatorio de un sistema. Para el propósito de este capítulo. Para una mayor profundidad en los conocimientos se debe recurrir a textos y manuales especializados sobre el tema. se llama armónica simple. al movimiento máximo a partir del cero se llama amplitud A. Las amplitudes pueden estar dadas en unidades de desplazamiento. por ejemplo. en ambas direcciones. uno que vea la señal obtenida de un "sensor" de un osciloscopio o en un registrador sobre el papel. Al número de ciclos de vibración. solamente se tendrá en cuenta el sistema sólido. Definiciones básicas En general. por ejemplo. velocidad o aceleración Escala lineal (a) 0 Tiempo s (b) Tiempo s 0 (c) Tiempo s 0 (d) .104 FERNANDO HENAO ROBLEDO Figura 2-1 Registros de vibraciones típicas: a) vibración armónica simple o senoidal b) vibración continua de muchas frecuencias c) vibración irregular (no periódica) d) vibración amortiguada de una frecuencia sencilla transitoria A Amplitud Amplitud doble (2A) Período T Tiempo s 0 Desplazamiento. Se dice que la figura 2-1b representa una frecuencia múltiple o vibración compleja. velocidad o aceleración. en la cual se encuentran agregadas una o más senoides de mayor frecuencia (períodos más cortos) y generalmente. Por el contrario. mientras que la 2-1d ilustra una vibración transitoria típica amortiguada. una vibración aleatoria solo puede ser descrita mediante parámetros estadísticos. del desplazamiento. Es probable que se obtenga un registro que se parezca al de la figura 2-1b. A su vez. cuando el registro nunca se repite. más o menos compleja. . rara vez se obtiene un registro simple como el de la figura 2-1a. VIBRACIONES 105 La forma más sencilla y directa de describir un fenómeno de este tipo. A las componentes que ocurren a frecuencias que son múltiplos de la frecuencia de la fundamental se les llama armónicas. las oscilaciones se pueden dividir en: • Oscilaciones deterministas • Oscilaciones aleatorias Las primeras son aquellas que se pueden describir siempre con una expresión matemática. En la figura 2-1c se da un ejemplo de registro de vibración no periódica. Dependiendo de cual sea su evolución temporal. con respecto a un sistema de referencia en función del tiempo. A una vibración que tiene esencialmente la misma amplitud sobre un período de tiempo grande se le llama continua. A la componente de menor frecuencia (período mayor) se le llama componente fundamental. Las figuras 2-1 a. las vibraciones deterministas se dividen en: • Periódicas • No periódicas Las aleatorias se dividen en: • Estacionaria • No estacionaria En la práctica. en función del tiempo. Este registro puede consistir en una sinusoide-básica como el de la figura 2-1a. mientras que la vibración cuya amplitud varía con el tiempo se denomina transitoria. b y c ilustran las vibraciones continuas. por ejemplo. se le llama no periódicas o irregulares. que contiene una componente de frecuencia simple. amplitudes menores. A las vibraciones que no tienen un período o amplitud bien definidos.2. es expresar el valor instantáneo. valor pico t = tiempo T = Período de vibración f = frecuencia de vibración w = frecuencia angular (2πft) . que se denomina espectro. Desplazamiento El desplazamiento instantáneo de una partícula de su posición de referencia bajo la influencia de un movimiento armónico puede describirse matemáticamente como: s = S Sen (2π t/T) = S Sen (2π ft) = S Sen wt Donde: s = Desplazamiento instantáneo de la posición de referencia S = Máximo desplazamiento. las tres características de movimiento están matemáticamente relacionadas. Para el movimiento armónico simple. con las fórmulas siguientes: a = 2πfv = (2π)2f2s v = a / 2πf = 2πfs 2 s = a (2π ) f = 2 v 2π f Vibraciones periódicas La vibración es considerada periódica si el movimiento oscilatorio de una partícula alrededor de una posición de equilibrio se repite exactamente después de algún período de tiempo. de movimiento. El movimiento de una partícula puede ser caracterizado al mismo tiempo por 1) desplazamiento de la posición de equilibrio. aceleración a. es el movimiento armónico simple. que se puede representar por una función sinusoidal. 2) velocidad o rata de cambio del desplazamiento. o 3) aceleración o rata de cambio de velocidad. velocidad v. desplazamiento s. La forma más sencilla de este tipo de movimientos. se puede calcular la amplitud en términos de los otros dos valores.106 FERNANDO HENAO ROBLEDO Suele ser útil caracterizar una vibración en términos de una gráfica de amplitud contra frecuencia. Conociendo la amplitud de una frecuencia dada en términos de cualquiera de las tres cantidades. únicamente indica que se opone al sentido del desplazamiento. las fuerzas actuantes sobre partes vibrantes son factores críticos. o rata de cambio de la velocidad de una partícula en un movimiento armónico simple.w2 S Sen (wt) = Asen (wt + π) Donde: a A = aceleración instantánea = aceleración máxima El signo menos en la aceleración. VIBRACIONES 107 Velocidad En muchos problemas prácticos.2. siendo necesario establecer una relación entre el límite para el desplazamiento y la velocidad de rotación para cada máquina. . Por ejemplo. las partículas en una estructura vibratoria ejercen fuerzas en la estructura total que son función de la masa y aceleración de las partes vibratorias. También el valor pico a pico es ampliamente usado para este propósito. la experiencia ha demostrado que la velocidad de la parte vibrante es el mejor criterio en mantenimiento preventivo de maquinaria con partes rotatorias. Puesto que la velocidad de movimiento de una partícula es el cambio en el desplazamiento con respecto al tiempo. especialmente donde se deben considerar fallas mecánicas. La aceleración instantánea. Puesto que la aceleración de una partícula es proporcional a esas fuerzas aplicadas y se generan fuerzas reactivas resultantes de igual magnitud y sentido contrario. el desplazamiento no es la propiedad más importante de la vibración. la velocidad de la partícula puede ser descrita como: v = ds/dt = w S Cos (wt) = V Cos (wt) = V Sen (wt + π/2) Donde: v V = velocidad instantánea = máxima velocidad Aceleración En muchos casos de vibración. puede describirse como: a = dv/dt = d2s/dt2 = . dado que éste es totalmente irregular y no se repite exactamente en el tiempo.108 FERNANDO HENAO ROBLEDO Otras magnitudes más usualmente utilizadas en el estudio de las vibraciones periódicas son: • Valor pico: es el valor máximo de una magnitud en un intervalo dado.11 Vibraciones aleatorias Son aquellas en las cuales se necesitan funciones estadísticas para describir el estado de movimiento de la partícula. Estos valores solo dan información en un instante determinado de la vibración y no de la forma o variación de la función de oscilación. • Valor absoluto promedio S ( promedio ) = 1 T ∫ s dt T o 1 1 2 • Valor eficaz o valor cuadrático medio: Srms =  ∫oT S 2 (t )dt  T  La importancia de esta magnitud. y en el caso particular de una vibración sinusoidal pura toma un valor de 2 = 1. en el caso de una onda sinusoidal su valor es Ff = π 2 2 = 1.414 Factor Forma (Ff): relación entre el valor cuadrático medio y el valor medio. Los parámetros estadísticos que se utilizan normalmente para su descripción. Factor Cresta (Fc): la relación entre el valor pico y el valor cuadrático medio. son: • • • • El valor eficaz Densidad de probabilidad Densidad espectral de energía Función de autocorrelación. • Valor pico a pico: es la diferencia algebraica entre los valores pico positivo y pico negativo. . radica en que es proporcional a la energía transportada por la vibración y en consecuencia fácilmente correlaccionable con los efectos producidos por la misma. en un tiempo (t+ delta t) matemáticamente se puede expresar. por el de la función. quede dentro de un cierto intervalo de amplitud s dividida por el tamaño del intervalo. Choques Los choques mecánicos se pueden medir y describir por la amplitud de su aceleración.109 2. se define la función de autocorrelación como el valor medio del producto de la función. se debe conocer perfectamente la magnitud en función del tiempo. velocidad o desplazamiento. Por último. definida como el valor cuadrático medio de la amplitud que pasa a través de un determinado ancho de banda de frecuencia central f. cuando la anchura tiende a cero y el tiempo a infinito. P (s ) = Lim P (s ) − P (s + ∆s ) ∆s ∆→o En donde p(s) es la densidad de probabilidad. como: R (t )= 1/ t ∫o s (t ). pero para caracterizarlos completamente. Matemáticamente se puede expresar. s (t + ∆t ) dt t Donde R (t) es la función de autocorrelación y S (t) la función que define la vibración. por unidad de ancho de banda. Para obtener una idea adecuada del espectro frecuencial de la vibración. en un tiempo t. • La densidad de probabilidad. se define como la probabilidad de que un valor instantáneo de la amplitud de la función considerada. P(s) es la probabilidad de que la amplitud de la señal toma el valor s y p(s+ s) la probabilidad de que la amplitud tome un valor (s+ s) Esta función aporta una información clara de la distribución de los valores instantáneos de la vibración. como: W ( f ) = Lim ∆f → o t t 2 ∫ f ∆f (t )dt ∆ft o Lim t →∝ Donde w (f) es la densidad espectral de la frecuencia f y F delta f es la función de la frecuencia para la anchura de banda en función del tiempo y t es el tiempo de integración. VIBRACIONES El valor eficaz fue definido anteriormente. se utiliza la función de densidad espectral. Para cono- . es posible encontrar cuales son las frecuencias de resonancia. mecánicos. En las frecuencias de 100 a 200 hz el sistema de resonancia es el "cráneomandíbula".110 FERNANDO HENAO ROBLEDO cer los efectos que producen este tipo de fenómenos. Biológica y sicológicamente. en cuanto a efectos de choque y vibraciones. debido al efecto neto de resonancia que tiene lugar en el rango de los 3 a 6 hz. para cada uno de los sistemas de articulaciones. En la figura 2-2. músculos y órganos más representativos del cuerpo humano. Sobre la base de estudios experimentales y de la documentación suministrada por la experiencia industrial. el sistema es más complejo. Por último. A partir de este esquema. reduciéndolo a un conjunto de masas interconectadas elásticamente y que pueden moverse en más de una dirección. hacer una serie de simplificaciones. en la zona de los 60 a 90 hz aparecen fenómenos de resonancia en "los globos oculares". aparece el mencionado esquema así como las correspondientes frecuencias de resonancia. es el denominado "Tórax abdomen". Uno de los bloques más importantes del sistema. aparece para el sistema "cabeza-cuello" en la zona de los 20 a 30 hz. fisiológicos y sicológicamente. independientemente de cual sea la forma y duración del choque. Otro efecto importante de resonancia. No obstante. se deduce que la exposición de los trabajadores a la vibración puede tener profundos efectos en el cuerpo humano. lo que hace muy difícil aislar a una persona que se encuentra sentada o de pie sobre una plataforma sometida a vibraciones. cuyas propiedades mecánicas difieren de persona a persona. en ese rango de frecuencias. . biológicos. contiene un número de elementos lineales y no lineales. se suele acudir a realizar un análisis frecuencial del mismo. Cuando se mira como un sistema mecánico. La respuesta del cuerpo humano a las vibraciones es en general compleja y difícilmente símplificable. Efectos de las vibraciones sobre el hombre El cuerpo humano es biológica y físicamente un sistema extremadamente complejo. es posible. puede ser convenientemente agrupada en cuatro categorías. A veces se evidencia algún daño en las articulaciones.Hz Hombro 4-5 Hz Volumen torácico Pecho 60 Hz Brazo 10-30 Hz Mano .Brazo Masa abdominal 4-8 Hz Columna dorsal modo axial 10-12 Hz Mano 50-200 Hz Persona sentada Piernas. Estos cuatro tipos de desórdenes.111 2. Variable de 2 Hz con posición flexible a 20 Hz posición rígida Persona de pie Sistema mecánico simplificado para representar el cuerpo humano sobre una plataforma vibrante Los síntomas más característicos son dolor. VIBRACIONES Figura 2-2 Sistema mecánico para representar el cuerpo humano sobre una plataforma vibrante Cabeza (modo axial) 25Hz Glóbulos oculares 30-8. La evidencia clínica de sobreexposición a la vibración durante el uso de herramientas de mano. varía con la amplitud de la vibración y la forma de usar la máquina. todos estos síntomas. La combinación exacta de síntomas. entumecimiento y cianosis de los dedos. en orden decreciente de aparición en la literatura son: . se engloban en la literatura clínica bajo el nombre de "dedos blancos" o "manos muertas" (síndrome de Raynaud). 112 FERNANDO HENAO ROBLEDO 1. En la tabla presentada a continuación. particularmente en los nervios cubital y axilar. . una pérdida del sentido del tacto y sensaciones térmicas. 3. Las vibraciones aplicadas sobre una parte del cuerpo. deformación y necrosis de los huesos carpianos. las manos y otro miembro que provienen de empuñaduras. ambas manos han resultado afectadas. La circulación en la mano comienza a disminuir y cuando se expone al frío. Las vibraciones transmitidas al conjunto del cuerpo.Atrofia muscular. La condición usualmente desaparece cuando los dedos se calientan por algún tiempo. los dedos se ponen blancos y se presenta la sensación de congelamiento. 3. se muestran los efectos.Un síndrome traumático vaso-espástico en la forma de fenómeno de Raynaud. dado que los efectos negativos son diferentes. reposa-cabezas vibrante. Esta condición ha sido observada en un número de ocupaciones que involucran el uso de herramientas con vibraciones de alta frecuencia tales como martillos neumáticos. que puede ser bien los pies del individuo que está de pie o bien la pelvis de una persona sentada. por la superficie de apoyo. los síntomas que normalmente aparecen cuando una persona está expuesta a vibraciones. fractura. como también debilidad muscular o aún parálisis.Neuritis y alteraciones degenerativas. y anormalidades del sistema nervioso central. martillos neumáticos.Descalcificación de los huesos carpianos y metarcapianos. cortadores de piedra. Las vibraciones transmitidas simultáneamente a la superficie de todo el cuerpo o a una gran parte de éste. en función de cual sea el camino de transmisión de la vibración. En algunos casos. tenosinovítis. Para cada una de estas situaciones es necesario definir unos valores máximos admisibles. 2. tal como la cabeza. sierras. Exposición Se distinguen tres modos fundamentales de exposición a las vibraciones. entre otros. El síndrome de Raynaud o "dedos muertos" ocurre principalmente en los dedos de la mano usada para guiar la herramienta vibrante. 4. 2. 1. No obstante. producidos por las vibraciones. se han encontrado otra serie de efectos en animales que pueden ser aplicados hasta cierto punto al hombre. por lo cual la ponderación es la misma para toda la gama de frecuencias que se quiera analizar. Medida La experiencia ha demostrado que el valor eficaz global de la velocidad de las vibraciones. Por último. en función de la frecuencia y las máquinas o herramientas que los ocasionan. . actividad muscular y reproductora.113 2. lo más normal es medir la aceleración y mediante procesos de integración electrónico obtener los valores de la velocidad o del desplazamiento. se citan los efectos más característicos. cuando la transmisión de las mismas se efectúa mediante el sistema "ManoBrazo" como consecuencia del uso de herramientas tales como martillo neumático. se pueden citar cambios en la asimilación de alimentos. La razón de ello es que dicha magnitud está directamente relacionada con la energía de la onda. Entre ellos. así como lesiones internas. proporciona la mejor indicación de la severidad de las mismas. VIBRACIONES Tabla 2-1 Efectos de exposición a vibraciones Síntomas Sensación de incomodidad Dolor de cabeza Síntomas en la mandíbula inferior Rango de frecuencia (hz) 4-9 13-20 6-8 Influencia sobre la palabra 13-20 Nudo en la garganta 12-16 Dolor de tórax 4-7 Dolor de abdomen 4-10 Incitación a orinar 10-18 Contracciones musculares 4-8 Aparte de las respuestas mecánicas anteriormente mencionadas. Entre los efectos sicológicos se pueden citar la incomodidad y la sensación de miedo. Alta frecuencia > 300 hz.114 FERNANDO HENAO ROBLEDO Equipos de medida Los equipos que normalmente se utilizan para la medida de las vibraciones responden a un esquema constituido por: • • • • Captador de vibraciones (acelerómetro) Preamplificador. fundamentalmente en las manos dando origen al fenómeno de Raynaud. helicópteros.5 hz Medios de transporte: coches.5 a 16 hz Vehículos de pasajeros e industriales y máquinas motorizadas: camiones. respiración forzada. Sometimiento de las estructuras óseas y de los distintos órganos a tensiones simultáneas y opuestas. Lesiones osteo articulares Alta frecuencia 40. Alta frecuencia 16 a 1000 hz 40 hz amplitud varios centímetros Perforadoras neumáticas. articulaciones. barcos. músculos. tren. amplitud muy baja 0. máquina o herramienta utilizada VIBRACIÓN MÁQUINA O HERRAMIENTA TIPO EFECTOS Muy baja frecuencia < 1. Al cabo de varios años de exposición se presentan trastornos vasomotores. . puede ocasionar sobreestrés y lesiones de ciertos tejidos (intestinos). Trastornos de visión por resonancia.300 hz. Baja frecuencia 1. sierras.01 milímetros Pulidoras y desbastadoras Se producen trastornos en huesos. Influencia de muchos factores. tractores. aviones. trenes. abolición del reflejo patelar. vasos sanguíneos y nervios de las manos y hombros. Amplificador analizador Indicador-registrador Tabla 2-2 Efectos de las vibraciones según frecuencia. Aumento de consumo de oxígeno. dificultad para el equilibrio. Efectos acumulativos. equipos de excavación. Puede llegar a producir mareos y vómitos de intensidad diversa. Estimulación del laberinto provocando trastornos en el sistema nervioso central. amplitud 1 milímetro Martillos y perforadoras neumáticas. Síntomas neurológicos: variación del ritmo cerebral. nos encontramos con valores de resonancia de hasta 18 hz. Otros factores que se deben de considerar en la selección de un acelerómetro adecuado incluye: . varía la fuerza ejercida por la masa sobre los discos piezoeléctricos y esta fuerza es proporcional a la aceleración a que está sometida la misma. la masa del acelerómetro no debe ser superior a la décima parte de la masa dinámica del elemento a estudiar. sensibilidad y gama de frecuencia. la masa es el elemento activo y está constituido por dos discos piezoeléctricos separados por una placa de contacto. mientras que para acelerómetros de más masa las frecuencias de resonancia se encuentran sobre los 20 a 30 Khz. En cuanto a la masa. pero en los casos normales. la aceleración de la masa es la misma que la de la base y la señal de salida es proporcional a la que el acelerómetro está sometido. puesto que los modernos amplificadores trabajan con señales muy bajas. que suele ser del orden de un (1) hz y un corte en la parte superior de frecuencia que suele tomar aproximadamente sobre un tercio de la frecuencia de resonancia del acelerómetro. La sensibilidad es la característica que se suele considerar en primer lugar. La gama de frecuencias dentro de la cual el acelerómetro es capaz de dar una respuesta plana y por lo tanto proporcional a la fuerza que actúa sobre él. una tensión proporcional a la aceleración a que está sometido. VIBRACIONES 115 Captador de vibraciones El sistema de captación más usual es el acelerómetro. posee un límite inferior determinado por la frecuencia de corte del amplificador de salida. no es un problema grave. Cuando el acelerómetro se encuentra sometido a una vibración. En este tipo de captador. el cual es un traductor electromecánico que da en sus terminales de salida. depende de la masa del mismo y para acelerómetros pequeños y de gran sensibilidad. Piezoelectricidad es la producción de electricidad de ciertos cristales sometidos a presiones o deformaciones mecánicas. Para frecuencias muy por debajo de la resonancia del sistema muelle-masa. Para cada tipo de necesidad se debe seleccionar el acelerómetro más idóneo en función del peso. Esta frecuencia de resonancia.2. suele oscilar entre las décimas de gramo hasta incluso 200 a 300 gramos para medidas de vibraciones en edificios. En general. lo que la resistencia es a las corrientes continuas. de valor aceptable. como una etapa final y con posibilidad de ser conectados a voluntad del que efectúa las medidas. la banda se especifica en hertz o con una banda pasante de proporción constante y se especifica en "tanto por ciento" (%). La sensibilidad transversa. Preamplificador El preamplificador se coloca en el circuito de medida por dos razones: 1. . un sistema de filtros que suelen ser de banda pasante-constante y en este caso. estos circuitos integrados están constituidos por una resistencia y un condensador de valores adecuados. Los más usuales son los de octava y tercio de octava. es necesario efectuar una o dos integraciones de la señal del acelerómetro y efectuar las correspondientes correcciones de la atenuación. La impedancia es. Lo más normal es que se encuentren incluidos en el preamplificador. la presentación de resultados puede ser muy variada.116 FERNANDO HENAO ROBLEDO 1. Transformar la gran impedancia de salida del acelerómetro a una baja. Las condiciones ambientales durante la operación del acelerómetro principalmente temperatura. 2. y si lo que interesa es su evaluación temporal o no. Amplificar la señal del acelerómetro. la velocidad o el desplazamiento de las vibraciones. En esencia. es necesario introducir normalmente con posterioridad al amplificador. respecto a las corrientes alternas. Presentación de resultados En función de cual sea la magnitud que deseemos estudiar. 2. que es la sensibilidad a la aceleración en un plano perpendicular al plano de los discos. cuando ésta es demasiado débil. Circuitos integradores Cuando se desea conocer además de la aceleración. La impedancia se puede definir como el cociente de la tensión eficaz en un circuito dividida por la intensidad eficaz de la corriente alterna que pasa por el mismo. del espectro de la vibración. humedad y variación de la presión. Filtro En los estudios en los que se desee conocer la gama de frecuencias. incorrecta calibración. efectos térmicos e incorrecta colocación de los cables. se pueden utilizar registradores o incluso osciloscopios que permiten visualizar la señal. En la mayoría de las situaciones prácticas. En cuanto al punto concreto de colocación dependerá en gran manera del problema a estudiar. con el fin de eliminar el efecto de carga. Respuesta de la estructura sin el acelerómetro. el cual puede invalidar las determinaciones ambientales. . desplazamiento. se determina cuáles son los elementos generadores de la vibración y se tratará de colocar el acelerómetro lo más próximo a dicho elemento. o se efectúan lecturas promedios durante tiempo del orden. Peso del miembro de la estructura a la cual se le ha colocado el Acelerómetro. En campo todos los esfuerzos se deben orientar a registrar los movimientos y frecuencias de resonancia de la estructura. sobre todo si se utilizan tiempos de integración de señal elevados. La masa del transductor de vibraciones debe ser tan pequeña como sea posible. en el caso de ser una máquina. la presentación suele ser digital o analógica. dando la facilidad de lectura. VIBRACIONES Si únicamente interesa un nivel de velocidad. utilizándose cada vez más la primera. Mediciones de campo Se presentan algunas consideraciones. En el caso que interese la evolución temporal de la señal en estudio. coincida con la máxima sensibilidad del mismo. de forma que no existan otros elementos amortiguadores intermedios. El acelerómetro se debe colocar de tal manera que la dirección de la medida deseada. incluso de minutos. el efecto de masa es despreciable pero puede chequearse con la fórmula: Donde: AR = AS = MS = MA =  Ms  AR = AS    MS + MA  Respuesta de la estructura con el acelerómetro. Peso del acelerómetro. aceleración.117 2. Las más comunes fuentes de error son: montaje incorrecto. que es necesario tener en cuenta cada vez que se lleven a cabo mediciones: Las fuentes de error en las determinaciones ambientales pueden ser reconocidas por el investigador y ser eliminadas o minimizadas. la disminución en la frecuencia de resonancia es muy pequeña. de la gama de frecuencia útil del captador. el acelerómetro se colocará solidario al soporte rígido. pero deben tomarse precauciones para asegurarse de que el dispositivo no tiene influencia significativa sobre la transmisión de las vibraciones. se pueden utilizar pegantes en los cuales no hay problemas de temperatura. Por ejemplo. pero presenta el inconveniente de que hay que roscar la pieza que se estudia. sin ningún amortiguamiento entre el cuerpo y el soporte. pero los resultados obtenidos solo se pueden considerar orientativos. cuando existan amortiguamientos entre el elemento vibrátil y el individuo. siempre en los mismos sitios. sobre el suelo o sentado sobre una placa rígida. Los montajes sueltos dan lugar a una reducción de la frecuencia de resonancia del acoplamiento y por tanto. en ocasiones. aproximadamente. Entre los utilizados se encuentran las resinas epoxi y los cianoacrílatos. . también se pueden utilizar en determinadas ocasiones. quedando la zona útil de medida. Si interesa realizar estudios periódicos. pero que reduce la frecuencia de resonancia hasta los 7 Khz. es un sistema rápido y no destructivo. así por ejemplo. no se suelen presentar problemas hasta los 1000 o 2000 m/s². lo cual en ocasiones no es posible. quedando limitado para 40 grados centígrados y niveles de aceleración de hasta 100 m/s².118 FERNANDO HENAO ROBLEDO En el caso de medidas sobre el individuo. si el hombre está de pie.. en cuanto a los niveles de aceleración. En estos casos. la medición se efectúa lo más próximo posible al punto o a la superficie a través de las cuales se transmiten las vibraciones del cuerpo. otro sistema de colocación consiste en pegar el acelerómetro mediante una capa delgada de cera de abejas. La forma de colocar el acelerómetro en el punto de medida es un factor crítico para obtener en la práctica datos confiables. si éste se encuentra sobre una plataforma o un asiento vibrátil. Finalmente. tanto en el acelerómetro como en la pieza que desea analizar. se pueden interponer ciertos soportes rígidos. para exploraciones rápidas es muy conveniente la utilización de sondas manuales con el acelerómetro montado en su extremo. hasta los 2 Khz. Los problemas surgen como consecuencia de la temperatura. pero con una reducción importante en la frecuencia de resonancia. que da lugar a una disminución pequeña en la frecuencia de resonancia. Otros sistemas más sencillos. Mediante este procedimiento. La fijación idónea es mediante un vástago roscado. la adición de una capa delgada de grasa mejora las condiciones de rigidez del sistema. la fijación mediante un imán permanente a una superficie magnética plana. para las determinaciones ambientales de vibraciones. VIBRACIONES 119 Cualquier acelerómetro utilizado debe estar previamente calibrado teniendo en cuenta las recomendaciones de la casa productora. . es importante seguir estos pasos: 1. las posibles interferencias que pueden afectar a los acelerómetros son escasas y de poca importancia. así como todos los demás parámetros requeridos para una correcta utilización. La temperatura es el factor que puede dar lugar a un número más elevado de interferencias. el margen de trabajo llega hasta los 200 o 250 ºC. es necesario o bien utilizar acelerómetros especiales. la gama dinámica de medida. En condiciones normales de trabajo. 2. Para acelerómetros normales. Estos problemas se pueden solucionar fácilmente mejorando los aislamientos del acelerómetro y/o sus cables de conexión con grafito o pegándolos para que no vibren descontroladamente. ruido de fricción o ruido electromagnético de motores en funcionamiento en las proximidades del punto de medida. aumentará la sensibilidad del acelerómetro por lo que es necesario disponer de una curva de calibración en función de la temperatura. En un segundo orden. Determinar la localización del acelerómetro con el fin de evitar el efecto de masa. después de un golpe.2. Estimar el tipo y niveles probables de vibraciones en el punto del montaje. Otro parámetro a considerar son las señales inducidas en los cables de conexión producidas por el fenómeno de tierra. indicando la sensibilidad en función de la frecuencia. no obstante existen circunstancias de trabajo que pueden dar lugar a la necesidad de hacer ajustes en las mediciones. las propiedades dinámicas. Al aumentar ésta. se debe efectuar una calibración. o proceder a un aislamiento térmico del mismo o una refrigeración mediante aire u otro sistema similar. exposición a temperaturas extremas o cualquier otra exposición anormal del mismo. hay que considerar la presencia de: • • • • • Vibraciones laterales Humedad Tensiones en la base Ruido Sustancias corrosivas Resumiendo. A temperaturas superiores. En cualquier caso. FERNANDO HENAO ROBLEDO Seleccionar un acelerómetro recomendado teniendo en cuenta el efecto de masa. campos acústicos y eléctricos. rechazando para tales trabajos a sujetos deficientes. 5. aparatos productores de vibraciones (forma. Seleccionar un adecuado sistema de fijación del acelerómetro. soporte. humedad. 10. teniendo en cuenta niveles de vibración. 7. d) Se reducirá la jornada de trabajo o se rotará al personal expuesto a las vibraciones para prevenir las lesiones. etc). teniendo en cuenta las características de frecuencia y fases. Seleccionar un equipo electrónico adecuado. Chequear y calibrar todo el sistema. tipo de vibraciones. Artículo 94: los conductos con circulación forzada de líquidos o gases. máquinas. 9. a) Se mejorarán los diseños de las herramientas. Montado el acelerómetro. llevar a cabo todas las determinaciones anotando los resultados. herramientas etc. aislamiento eléctrico y temperatura. peso. capítulo IV artículos 9396 se establece lo siguiente: "Artículo 93: en los lugares de trabajo en donde se produzcan vibraciones por el uso de aparatos. puntos a medir. equipos. 6. se deberán tener en cuenta los siguientes métodos para su control. que den origen a los trabajadores a síntomas de alteraciones vasomotoras. Límites máximos permisibles En la legislación colombiana y más concretamente en la resolución 02400 de mayo 22 de 1979. o se suprimirá su uso en cuanto sea posible. alteraciones en los huesos y articulaciones. 4. sitios de trabajo del personal. rango dinámico y conveniencia. equipos. etc. fuentes generadoras. c) Se hará selección del personal. 8. Relacionar todas las observaciones complementarias que ayuden a completar el estudio. b) Se entrenará al personal sobre la manera correcta en su utilización y manejo para evitar esfuerzos inútiles o mal dirigidos.120 3. Hacer un diagrama sobre el sistema de medición. signos clínicos neurálgicos. del Ministerio de la Protección Social. especialmente cuando estén conectados directamente con máquinas que posean órganos . rango de frecuencias. temperatura. Determinar qué tipo de medición es el más apropiado para el problema que se presenta. trituradoras de mandíbula o similares. o bien el área de soporte de un individuo apoyado. estarán provistos de dispositivos que impidan la transmisión de las vibraciones que generan aquellas. en el artículo 106. de la ley 9a de enero 24 de 1979 títulos III. vibración y cambios de presión a que puedan estar expuestos los trabajadores”. la zona expuesta del cuerpo y del sistema de transmisión de la misma. se realizará con las técnicas más eficaces. Además. aplicada a vibraciones periódicas. Artículo 95: Las máquinas-herramientas. compactadoras. VIBRACIONES 121 en movimiento. a fin de lograr su óptimo equilibrio estático y dinámico. Es por ello que se distinguen tres modos fundamentales de exposición: a) Transmitidas simultáneamente a toda la superficie del cuerpo o a una gran parte de éste. Se prohibe instalar máquinas o aparatos ruidosos adyacentes a paredes o columnas. . c) La aplicada a una parte del cuerpo tal como la cabeza. Hasta la fecha no se han establecido por parte de dicho Ministerio ni los niveles de vibración ni los cambios de presión a que puedan estar expuestos los trabajadores. Parágrafo. en función de la frecuencia. aleatorias o no. que puede ser. deberán estar provistas de horquillas u otros dispositivos amortiguadores y al trabajador que las utilice se le proveerá de equipo de protección personal para su atenuación. vibraciones o trepidaciones. el brazo u otro miembro. es la comprendida entre los 1 y 80 hz. establece: "Artículo 106: El Ministerio de Salud determinará los niveles de ruido. cuya distancia a éstas no podrá ser inferior a un (1) metro. Artículo 96: El anclaje de máquinas y aparatos que produzcan ruidos. remachadoras. tomada para el análisis de la transmisión a través de la superficie de sustentación. los pies del individuo que está de pie.2. Transmisión a través de la superficie de sustentación La gama de frecuencias. que originen trepidaciones. Dada la complejidad de las acciones de las vibraciones sobre el organismo. b) Transmitidas al conjunto del cuerpo por la superficie de apoyo. o la pelvis de un individuo sentado. tales como martillos neumáticos. la mano. apisonadoras. hace que no exista un único criterio global para la evaluación de la exposición a vibraciones. = espalda-pecho = derecha-izquierda x = pies (o pelvis)-cabeza z y . y el eje lateral (derecha a izquierda) por ay. az = eje X eje Y eje Z aceleración en las direcciones de los ejes X. ay. Y . Z.122 FERNANDO HENAO ROBLEDO La magnitud utilizada será la aceleración expresada en m/seg² y en términos del valor eficaz (valor cuadrático medio). En la figura 2-3 se muestran los tres ejes para diferentes posiciones del cuerpo humano. El eje pies-cabeza (longitudinal) se designa az. es de interés determinar el factor cresta. Figura 2-3 z z y y x x ax. Así mismo. el eje atrás-adelante (antero posterior) por ax. Cuando se midan valores pico. Las vibraciones rectilíneas deben medirse en las direcciones apropiadas de un sistema de coordenadas rectangulares cuyo origen es el corazón. deberán convertirse en valores eficaces. En caso de que dicho valor sea superior a tres. la aplicación de los valores límites permisibles debe hacerse con reservas. 25 0.8 2.15 0.16 0.125 0.25 16 min 2.6 2.04 0.5 0.5 16 20 25 31.El “límite de confort reducido” dividir los valores de la aceleración por 3.1 10.5 4h 0.0 1 min 2.8 1.016 24 h 0.0 8.0 10 12.1 0.025 0.m/s2 2.4 0.0 25 min 1.3 8.0 6.0 0.63 0.5 40 50 63 80 Frecuencia de una banda de tercios de octava Hz tiempo de exposición “Límite a la capacidad reducida por fatiga” 123 Límites de expoisición a una aceleración longitudinal (az) en función de la freuencia y del .0 4.063 0.15 (10 db de menos).Los “límites de exposición” multiplicar los valores de la aceleración por 2 (6 db de más) .20 10 h 0. VIBRACIONES 30 18 1.6 0.25 1h 1.15 4.4 3.6 10 1.63 5.5 h 0. 0.016 0.16 1.0 1 cresta 6.0 5.315 8h Para obtener .6 12.25 1.3 0.0 2.5 3.63 1005 Aceleración az (valor eficaz) 0.0 1.4 0.5 0. salud y seguridad. capacidad de trabajo. en la mayoría de las tareas y en particular aquellas en que los efectos que dependan del tiempo. cuando la tarea es de una naturaleza delicada. Una expresión numérica de los diagramas se índica en las tablas 1 y 2. . Como límites base se utilizan los de conservación de capacidad de trabajo por fatiga. tiempo de exposición y aceleración en m/s² (valores rms) tanto para el eje az como para el plano ax y ay. se puede proveer una cierta tolerancia del límite en circunstancias en que la realización de la tarea es relativamente independiente de las vibraciones. En las figuras 2-4 y 2-5 se definen gráficamente los valores límites en función de la frecuencia. que requiera un ejercicio de gran destreza manual. En cualquier valoración de exposición a vibraciones se tendrán en cuenta: • • • • La intensidad (aceleración rms) La frecuencia La dirección El tiempo Diferenciándose tres criterios generales de conservación de confort. representa un riesgo para la capacidad del trabajo. Sobrepasar la exposición especificada por este límite.124 FERNANDO HENAO ROBLEDO Dirección del sistema de coordenadas para la valoración de las vibraciones mecánicas aplicadas al hombre. comprometen de manera notable los resultados. Por el contrario. Se puede aplicar un límite más estricto. 3 0.5 16 20 25 31.25 1.6 0.5 h 0.2.5 0. 0.25 Para obtener .0 10 12.25 2.25 25 min 1.18 16 min 1.1 0.0 2.0 6.0 12.0 8. VIBRACIONES 20 18 1. ay factor eficaz 0.16 dB de más .63 0.515 0.025 8h 0.063 0.8 1h 0.Los “límites de exposición” multiplicar los valores de la aceleración por 2.3 8.16 0.63 1068 Aceleración ax.El “límite de confort reducido” dividir los valores de la aceleración por 3.016 .125 24 h 0.15 (10 db de menos).04 4h 0.0 5.50 2.5 0.15 0.0 1.10 0.6 2.0 0.5 10 1.15 4.4 0.0 1 min 1.0 2.20 0.016 16 h 0.5 3.40 0.8 1.4 3.0 4.0 6.63 6.5 40 50 63 80 125 0. 0 0.5 0.224 0.0 1.0 0.235 0.40 0.67 0.4 80.10 8.335 0.0 17.50 7.25 2.315 0.24 2.53 0.2 13.180 0.315 0.70 2.70 2.10 25.80 4.25 5.5 0.65 3.12 2.355 0.212 0.40 2.315 0.200 0.75 7.85 1.32 2.67 0.00 2.10 11. m/s² Frecuencia (frecuencia central de una banda de tercio de octava) Hz 24 h 16h 8h 4h 2.18 1.212 0.32 1.55 12.90 2.85 3.12 2.140 0.70 9.36 3.40 0.6 0.12 2.80 10.85 1.5 14.0 63.80 3.80 5. Aceleración.120 1.180 0.315 0.56 0.15 3.335 0.53 0.63 1.280 0.140 0.50 0.06 1.12 2.35 3.65 3.212 0.50 11.60 6.670 1.75 1.80 3.12 1.265 0.35 4.0 0.00 3.355 0.71 1.0 50.75 5.60 9.71 1.06 1.30 7.00 31.450 0.55 4.0 0.50 2.700 2.00 1.90 2.40 2.300 0.280 0.2 28.0 .00 4.15 5.224 0.53 0.00 9.425 0.53 0.212 0.71 1.80 2.35 4.60 20.00 2.55 6.320 2.18 1.850 1.50 5.0 0.0 21.00 4.80 1.80 2.24 3.530 0.12 2.250 0.1400 0.80 8.36 3.0 0.50 11.60 2.50 14.560 0.0 0.25 5.425 0.60 0.265 0.126 FERNANDO HENAO ROBLEDO Tabla 2-3 Valores numéricos del “límite de la capacidad reducida por fatiga” para aceleraciones de vibraciones longitudinales según el eje az (dirección de los pies (o de la pelvis) hacia la cabeza) Los valores definen el límite en valor eficaz de vibraciones puras de frecuencia simple (sinusoidales) o en su valor eficaz sobre una banda de tercio de octava para vibraciones distribuidas.0 0.400 2.50 16.63 1.80 2.00 10.18 1.55 4.0 0.12 1.160 0.25 0.060 1.60 1.120 3.5 h 1h 25 min 16 min 1 min 1.15 4.00 1.50 4.50 0.80 3.90 1.80 2.24 2.12 3.2 18.00 1.25 2.80 1.30 7.50 2.2 40.0 0.50 3.5 0.35 4.55 3.15 0.3 0.8 18.375 0.90 1.710 1.900 1.25 5.0 22.50 2.0 0.140 0.45 0.95 1.71 1.0 1.75 5.80 6.18 1. 710 1.300 0.560 0.0 63.224 0.150 0.0 10.0 13.75 1.25 1.50 2. VIBRACIONES Tabla 2-4 Valores numéricos del “límite de la capacidad reducida por fatiga” para aceleraciones de vibraciones transversales según los ejes ax y ay (dirección espalda pecho o derecha izquierda) Los valores definen el límite en valor eficaz de vibraciones puras de frecuencia simple (sinusoidales) o en su valor eficaz sobre una banda de tercio de octava para vibraciones distribuidas.0 23.25 1.63 1.3 0.75 6.0 2.60 2.355 0.5 2. m/s² Frecuencia (frecuencia central de una banda de tercio de octava) hz 24 h 16h 8h 4h 2.75 5.06 1.0 2.6 0.18 1.5 0.450 0.50 40.85 1.315 0.80 1.15 0.0 20.00 12.5 h 1h 25 min 16 min 1 min 1.2 31.375 0.0 0.65 4.0 8.00 9.100 0.0 12.280 0.30 8.60 1.20 20.400 0.25 2.50 2.25 1.60 9.355 0.0 60 80.50 2.100 0.85 1.0 4.00 4.0 0.95 1.0 45.5 12.5 15.224 0.00 14.50 6.5 0.50 0.475 0.0 0.0 4.5 1.50 50.3 7.15 3.85 1.0 80.5 16.0 1.80 2.0 6.5 50.100 0.40 2.0 3.6 2.15 4.190 0.5 3.6 31.12 1.0 1.0 19.0 .0 25.00 25.00 1.100 0.0 0.0 33.12 16.0 50.12 3.0 8.00 6.150 0.250 0.127 2.0 3.90 2.0 20.560 0.55 5.70 2.355 0.55 5.50 12.3 8.125 0.0 0.3 10.900 1.0 11.0 2.236 0.5 40.32 2.0 2.0 5.35 5.50 7.5 3.80 4.80 2.36 3.12 1.0 2.25 0.24 3.24 3.0 17.0 1.0 26.75 7.50 0.5 10.40 2.60 0.0 25.9 2.0 0.10 10.15 5.60 16. Aceleración.355 0.0 6.224 0.150 0.450 0.25 1.36 3.630 0.00 20.7 63.0 0.0 1.60 8.224 0.5 21.00 3.50 3.0 4.70 10.50 0.10 11.8 16.200 0.85 1.0 6.355 0.0 30.160 0.75 5.25 6.80 4.900 1.0 9.0 31.25 1.150 0.500 0.0 1.800 1.50 0.0 40.710 1.5 37.5 4.50 2.15 4. Este límite máximo de exposición. Si las vibraciones actúan simultáneamente en varias direcciones. . leer. ay y az es en una forma similar a los dados en las figuras 2-4 y 25 y las tablas 1 y 2. tiempo de exposición y ejes direccionales. el límite de confort reducido. solo hay que restar 10 dB a los expuestos en las figuras 2-4 y 2-5 o en las tablas 1 y 2. sin precauciones y razones particulares. Los métodos anteriores suponen que los efectos son independientes para cada frecuencia y cada dirección. Valoración en función de la frecuencia y la dirección Cuando la vibración se produce simultáneamente en más de una frecuencia discreta comprendida en la gama de frecuencias de 1 a 80 hz. los límites correspondientes se aplicarán por separado a cada componente. Se recomienda no sobrepasar el límite máximo de exposición. escribir. Este límite de confort reducido está relacionado con la dificultad de efectuar operaciones tales como: comer. aleatorias o no. debe valorarse por separado el valor eficaz de la aceleración de cada componente de frecuencia. sujetos a un asiento vibrante. Por último. se procede a asimilar la frecuencia de la banda con el correspondiente a su centro de tercio de octava y se procede como se plantea en el párrafo anterior. se procederá a determinar el valor eficaz para cada tercio de octava y se valorará según la frecuencia central de cada tercio de octava. Para vibraciones de banda ancha. pero los niveles correspondientes quedan multiplicados por dos (adición de 6 dB). se sitúa en un tercio de los niveles correspondientes al límite de la conservación de la capacidad de trabajo. Si el rango de frecuencia es de banda estrecha. aún en el supuesto de que el individuo expuesto no tenga ningún trabajo por realizar.128 FERNANDO HENAO ROBLEDO Los límites de conservación de la salud o seguridad (límite máximo de exposición) en función de la frecuencia y la duración de la exposición para cada uno de los tres ejes ax. se encuentra situado en un nivel considerado como la mitad del umbral de dolor (límite de tolerancia) para seres humanos con buena salud. según los límites expresados con anterioridad. Para obtener los valores de confort. siguiendo el mismo comportamiento en lo que se refiere a la frecuencia. 129 2. VIBRACIONES Figura 2-6 . .15 (10 o 8 de menos).130 FERNANDO HENAO ROBLEDO Figura 2-7 Para obtener -los límites de exposición: multiplicar los valores de la aceleración por 2 (6 o 8 de más).El límite de confort reducido dividir: los valores de la aceleración por 3. . Vibración (segmental) mano-brazo "Los valores TLVs. hacen referencia a los niveles de componentes de aceleración y las duraciones de la exposición que representan las condiciones en las que se cree que la mayoría de los trabajadores puedan estar expuestos en repetidas ocasiones sin traspasar la etapa 3 del sistema Taylor-Pelmear de clasificación para el Dedo Blanco por vibración llamado también Fenómeno de origen laboral de Raynaud. se sobrepasa el límite de exposición. Si durante la jornada de trabajo. Estos valores se deben usar como guías en el control de la exposición a la vibración manobrazo y a causa de la susceptibilidad individual. . pero en intensidad permanece constante. c) Sumar todos los cocientes ti/Ti. para el nivel de aceleración Ai. correspondientes a los diferentes valores Ai de la aceleración. En el caso de otros límites de conservación se hacen las correcciones indicadas con anterioridad. b) Efectuar el cociente entre ti. el tiempo total de exposición se calculará sumando los tiempos de exposición parciales en lo largo de la jornada. si este valor es mayor que la unidad. siempre se puede calcular una aceleración equivalente que nos dé el tiempo de exposición para el tipo de trabajo en cuestión.2. ti. las vibraciones se interrumpen. pero es posible determinar los tiempos parciales. no se debe considerar que definan una línea divisoria entre los niveles seguros y los peligrosos. la minería y la metalurgia. Este cociente indica el grado de riesgo en tanto por uno. Si se producen variaciones importantes de la aceleración a lo largo de la jornada. Al escasear las relaciones dosis-respuesta correspondientes al dedo blanco por inducción estas recomendaciones han sido formuladas partiendo de los datos epidemiológicos obtenidos de la silvicultura. Estos límites son aplicables cuando la exposición es continua durante el período considerado y cuando la exposición repite a lo largo de la vida laboral del individuo. tiempo de exposición real a la aceleración Ai y Ti (ti/Ti). VIBRACIONES 131 Cálculo del tiempo de exposición En las figuras 2-6 y 2-7 se indican los tiempos de exposición en función de la frecuencia y de los valores de la aceleración en m/s² (valor eficaz) para el límite de conservación de la eficacia del trabajo. Para ello se procede de la siguiente manera: a) Calcular el tiempo máximo Ti correspondiente a cada una de las aceleraciones Ai medidas. g = 9. uno de los ejes de vibración domina sobre los dos restantes.81 m/s² Vibración mano-brazo continua. ay. Valores eficaces (rms) dominantes b del componente de las aceleraciones de frecuencia Ponderada que no debe excederse k ( keq) Duración de la exposición total diaria ª m/s² g¹ 4 horas y menos de 8 4 0. o. Valor límite (TLVs) para la exposición de la mano a vibración en cualquiera de las direcciones ax. "Guía para la medida y valoración de la exposición humana a la vibración transmitida a la mano" que a continuación se resume: La aceleración de un mango vibratorio o una pieza en elaboración se debe determinar en tres direcciones mutuamente ortogonales en un punto próximo al .132 FERNANDO HENAO ROBLEDO Se debe reconocer que la aplicación de los valores TLVs sólo para la vibración mano-brazo no protegerá a todos los trabajadores de los efectos adversos de la exposición a dicha vibración. 2) guantes antivibración. son todos ellos necesarios para eliminar del lugar de trabajo el dedo Blanco por vibración. de impacto o impulso La medida de la vibración se debe realizar de acuerdo con los procedimientos y la instrumentación que se especifican en la norma Internacional ISO 5349 de 1986. Si uno o más ejes de vibración sobrepasan la exposición Total diaria. La vibración del tiempo total penetra en la mano cada día de manera continua o intermitente. az.22 a.81 Menos de 1 hora 12 1. Usualmente. intermitente.61 1 hora y menos de2 8 0. se ha sobrepasado el valor TLV. El uso de 1) herramientas antivibración. 3) prácticas de trabajo adecuadas que mantengan calientes las manos y el resto del cuerpo del trabajador y también minimicen el acoplamiento vibratorio entre el trabajador y la herramienta vibratoria son necesarios para minimizar la exposición a la vibración y 4) un programa de vigilancia médica conscientemente aplicado.40 2 horas y menos de 4 6 0. 1. + (akn ) n T T T . la mayor de las cuales ak constituye la base para la valoración de la exposición. se determinará de acuerdo con la siguiente ecuación: 1 ∂ keq 2 1 n 2 =  ∑ (ak ) Ti   T T =1  ∂ keq = (aki ) 2 T1 2 T 2 T + (ak 2 ) 2 + . La magnitud de la vibración durante el funcionamiento normal de la herramienta mecánica.. Cada componente deberá ser ponderada en frecuencia por medio de una red de filtros que reúna las características de ganancia especificadas por la ISO para los instrumentos de medida de la respuesta humana a la vibración a fin de explicar el cambio del riesgo de la vibración con la frecuencia (véase figura 2-9) Direcciones de los ejes Xh Yh Zh para las dos posiciones de la mano La valoración de la exposición a la vibración se debe hacer para cada dirección aplicable (xh. las direcciones serán las que formen el sistema biodinámico ISO de coordenadas. en unidades de metros por segundo al cuadrado (m/s²) o unidades de gravitación (g). por el valor eficaz (rms) de la componente de las aceleraciones de frecuencia ponderada.133 2. entonces la componente de la aceleración de frecuencia ponderada en esa dirección. Se montará un transductor pequeño y de poco peso para registrar con exactitud uno o más componentes ortogonales de la vibración fuente en la gama de frecuencia de 5 a 1500 hz. VIBRACIONES lugar en que la vibración penetra en la mano. aunque puede ser un sistema baricéntrico estrechamente relacionado que tenga su origen en la interfase entre la mano y la superficie que vibra (ver fig 2-8) para dar cabida a las distintas configuraciones del mango o la pieza en elaboración. yh zh) puesto que la vibración es una cantidad vectorial (magnitud y dirección). Preferiblemente. Para cada dirección que se mida. Si la exposición total diaria a la vibración en una dirección determinada se compone de varias exposiciones a distintas aceleraciones eficaces (rms). la máquina o la pieza en elaboración vendrá expresada. se empleará la integración lineal para vibraciones que sean de una duración extremadamente corta o varíen sustancialmente en el tiempo.. en cada dirección. son provisionales y son las convenidas en la norma ISO 5343. (Línea de trazos continuos) Mano en posición cerrada Mano en posición abierta La tolerancia de los filtros (Línea de trazo discontinuo). Estos cálculos se pueden hacer por medio de los instrumentos de medida de la vibración con respuesta humana que se pueden adquirir en el comercio. en donde: T = n T = ∑T i =1 T ak = = duración de la exposición total diaria frecuencia ponderada.134 FERNANDO HENAO ROBLEDO Figura 2-8 Característica de la ganancia de la red de filtros utilizada para ponderar en frecuencia los componentes de aceleración. componente de la aceleración eficaz (rms) con duración T. Se deben de tener en cuenta las siguientes observaciones: . 0001 1 2 4 8 16 31.135 2.5 63 125 250 500 1K 4K • La ponderación de redes dada en la figura 2-9.001 0. no son necesariamente más nocivas. estudios recientes sugieren que la ponderación de frecuencias a frecuencias elevadas (por encima de 16 hz). por ejemplo un día a la semana o varios días durante un período de dos semanas.01 0. VIBRACIONES Figura 2-9 Ponderación de redes 1 Ganancia 0. Sin embargo. pueden no tener en cuenta un factor de seguridad suficiente y se debe tener precaución cuando se usen herramientas con componentes de alta frecuencia.1 0. • Las exposiciones agudas a componentes de aceleraciones eficaces (rms) de frecuencia ponderada que sobrepasan los valores TLV durante períodos de tiempo poco frecuente. . se considera la mejor forma para ponderar en frecuencia las componentes de la aceleración. • Se deben emplear prácticas adecuadas de trabajo que incluyan el enseñar a los trabajadores a emplear una fuerza mínima prensil de la mano que sea compatible con el accionamiento seguro de una herramienta mecánica o la realización de un proceso. para un tiempo de exposición diario de cuatro horas. • En las situaciones en que los trabajadores estén o vayan a estar expuestos a vibración mano-brazo. de gran desplazamiento tales como las producidas por herramientas neumáticas de percusión. . • Para moderar los efectos adversos de la exposición a la vibración a los trabajadores se les debe aconsejar que eviten la exposición a la vibración continua interrumpiéndola durante 10 minutos aproximadamente por hora de vibración continua. tengan por resultado los mismos efectos sobre la salud después de un período de exposición comprendido entre los 5 y 6 años. entre el acelerómetro y la fuente de vibración con una frecuencia de corte de 1500 hz o más. • Se debe dar a conocer el fabricante y el tipo de todos los aparatos usados para medir la vibración. incluidos la previa especialización en el trabajo y los reconocimientos médicos anuales para identificar a las personas susceptibles a la vibración. y una sensibilidad de eje transversal inferior al 10%. se expresan cuales son los niveles de riesgo en función de los años de exposición y de los valores de la aceleración. a mantener secos y calientes el cuerpo y las manos y a evitar fumar.136 FERNANDO HENAO ROBLEDO • Se confía en que las exposiciones agudas a componentes de aceleraciones eficaces (rms) de frecuencia ponderada iguales al triple de la magnitud de los valores TLV. está expuesta a error. así como el valor de la dirección dominante y la componente de la aceleración eficaz (rms) de frecuencia ponderada. se deben implantar medidas preventivas. además de pesar menos de 15 gramos y poseer una "sensibilidad de eje transversal" inferior al 10%. puede ayudar a eliminar las lecturas incorrectas. • El transductor y su dispositivo de conexión a la fuente de vibración deberán ser adecuados para efectuar mediciones. La inserción de un filtro mecánico. de bajo paso. en términos de valor eficaz. • La medición por medio de muchos acelerómetros piezoeléctricos (con amortiguación mecánica demasiado débil) de vibraciones impulsivas repetitivas. En la figura 2-10. 5 1 2 5 10 Aceleración (r.137 2.m.s.m.s. VIBRACIONES Figura 2-10 Niveles de riesgos del tiempo de exposición y la aceleración Tiempo de exposición para producirse dedos blandos (años) 20 50% de riesgo 40% de riesgo 30% de riesgo 20% de riesgo 10 10% de riesgo 5 3 2 1 0.5 1 2 5 10 20 50 Aceleración (r.) medida en un eje Niveles de riesgo en función del tiempo de exposición y la aceleración Figura 2-11 Tiempo de exposición para producirse dedos blandos (años) 20 50% de riesgo 40% de riesgo 30% de riesgo 20% de riesgo 10 10% de riesgo 5 3 2 1 0.) medida en un eje Niveles de riesgo en función del tiempo de exposición y la aceleración 20 50 . 00 100.015 4 a 8 contínuas 5 4 3 0. los niveles decrecen en 3 dB.004 0.15 2.50 25. El tiempo de exposición considerado en dichos cuadros y figuras está comprendido entre 4 y 8 horas.00 1.00 16.80 Aceleración 0. Por el contrario.050 0. estos niveles aumentan en 3 dB.00 20.00 400.00 63.00 80.50 10.00 3.00 250.00 315. respectivamente. para un análisis en tercios de octavas u octavas.030 as u tín n 4 a 8 h co 0.00 4.00 40.30 5.00 50.50 2.00 8.040 0.060 Velocidad 10 dB 0.00 12. las expresadas en las figuras 2-11 y 2-12 y en las tablas 3 y 4.003 8 16 31. .00 125.00 6.00 0.010 2 0.25 1.008 0. para tiempos de exposición de dos horas.006 n ció 1 e rd ec rr 0. Con base en esta tabla de niveles de riesgo.020 0.5 63 123 250 500 1000 Frecuencias centrales de octava Dósis máximas admisibles En el caso de 8 horas.138 FERNANDO HENAO ROBLEDO Figura 2-12 500.60 1.005 co to c Fa Valores eficaces de la velocidad Vx Vy Vz en m/s Valores eficaces de la aceleración Ax y Az en m/s2 Dosis máximas admisibles 0. se proponen como dosis máximas admisibles.00 31.00 160.00 200. VIBRACIONES 139 .2. 008 200 10 0.6 0.008 160 8 0.008 40 2 0.008 1000 50 0.010 16 0.008 630 31.008 800 40 0.5 0.8 0.5 0.008 20 1 0.5 0.013 12.4 0.140 FERNANDO HENAO ROBLEDO Tabla 2-5 Dosis máximas admisibles para trabajos entre 4 y 8 horas Frecuencia centro del tercio de octava Valor eficaz máximo de aceleración m/s² Valor eficaz máximo de velocidad m/s 6.8 0.2 0.008 50 2.008 125 6.008 63 3.008 25 1.8 0.8 0.016 10 0.008 31.016 8 0.008 100 5 0.008 315 16 0.8 0.008 .3 0.3 0.008 400 20 0.5 1.008 80 4 0.008 500 25 0.5 0.008 250 12. 014 250 21.7 0.7 0. VIBRACIONES Tabla 2-6 Dosis máximas admisibles para trabajos ininterrumpidos entre 4 y 8 horas Frecuencia centro del tercio de octava Valor eficaz máximo de aceleración m/s² Valor eficaz máximo de velocidad m/s 8 1.5 0.5 2.014 1000 85 0.014 125 10.4 0.014 500 42.014 16 1. su duración y el tiempo de exposición a vibraciones Exposición a las vibraciones Duración de los intervalos de interrupción del trabajo Tiempos de exposición a lo largo de la jornada de trabajo Número de interrupciones Menos de 30 min 5 5 - - - - Entre 30 min y 1 hora 4 4 - - - - Entre 1 hora y 2 horas 3 3 3 4 5 5 Entre 2 horas y 4 horas 2 2 2 3 4 5 Entre 4 horas y 8 horas 1 1 1 2 3 4 Menos Entre Entre Entre de 10 10 y 20 20 y 30 30 y 40 minutos minutos minutos minutos + de 40 mi .3 0.141 2.4 0.014 63 5.4 31.014 Tabla 2-7 Factores de corrección en función del número de interrupciones.027 0. 2) La trayectoria a lo largo de la cual llegan las vibraciones desde la fuente hasta el receptor. La resonancia sucede si un sistema está sujeto a una fuerza vibratoria o a un movimiento a alguna de sus frecuencias naturales. llamada frecuencia natural fundamental es. Control Generalmente es conveniente considerar cualquier problema de vibración en términos de: 1) La fuente de las vibraciones indeseables. 3) El receptor. lo que puede ser afectado adversamente por las vibraciones y requiera de protección. mientras se observan los efectos resultantes en el receptor. estas frecuencias se denominan frecuencias naturales. del conocimiento del problema. La más baja de éstas. De igual manera se pueden identificar mejor las trayectorias predominantes interrumpiendo una a la vez o inhabilitando todas y restableciéndolas luego una por una. en conectarlas una por una. Existen también métodos de correlación para identificación de las fuentes y las trayectorias. vibrará a una o más de sus frecuencias naturales. Cualquier sistema o estructura mecánica tiene un número de frecuencias a la cual puede comenzar a vibrar muy fácilmente. Las frecuencias naturales de un sistema se pueden determinar fácilmente. a menudo. estos métodos requieren equipo especializado y experiencia. pero pueden efectuarse tanto como para proporcionar alguna parte valiosa. En situaciones prácticas. Así mismo. la que se excita más fácilmente y la de mayor importancia. Al tratar con cualquier problema de vibración se debe tomar en cuenta el fenómeno llamado resonancia. suele ser necesario que los dis- . Sin embargo. muchas fuentes contribuyen a menudo a las vibraciones experimentadas por un receptor simple. por ejemplo. en las figuras 2-11 y 2-12 se indican los gráficos para estas condiciones de exposición. es necesario proceder a una corrección en los límites con base en los factores de corrección indicados en las tablas 5 en función del tiempo real de exposición y la duración de los intervalos de descanso en minutos por hora de trabajo sometido al agente de riesgo. pueden ocurrir vibraciones grandes después. si no completa. aún con señales de entrada pequeñas. y las vibraciones de una fuente determinada llegan a menudo a él a través de varias trayectorias. o si es golpeado. Sin embargo. para poder identificarlas.142 FERNANDO HENAO ROBLEDO Para los casos en que el tiempo de exposición sea inferior a 4 horas. Estos procedimientos rara vez pueden llevarse a cabo en la práctica en toda su extensión. si el sistema es flexionado y liberado. El enfoque más convincente para identificar la fuente de vibración responsable de un problema consiste en desconectar todas las fuentes posibles y después. La reducción o eliminación de las vibraciones en la fuente tiene que ver típicamente con mejorar el balance dinámico del equipo de rotación o de vaivén. A causa de la multitud de trayectorias que pueden iniciar en cualquier fuente y terminar en cualquier receptor. debida a un desbalance. El aislamiento se deriva con la inserción de elementos suaves y flexibles en las trayectorias de propagación. de manera inteligente. de manera que las frecuencias naturales no estén enmascaradas por las frecuencias de excitación. Por lo regular. la cual en realidad puede ser una máquina. a su vez. . Este aparato consiste en una luz que centellea con intervalos de tiempo preciso. las bombas centrífugas por las bombas reciprocantes. entonces se puede leer la frecuencia de la vibración en el instrumento. o por medio del cambio de las velocidades de operación. se puede observar la vibración en un movimiento lento aparente. La reducción de los efectos adversos de las vibraciones en el receptor tiene que ver casi siempre con la sustitución de artículos o procesos por otros menos sensibles a la vibración. Sin embargo. Después. para eliminar las condiciones de resonancia. o con la adición de rigidez o de masas. un bloque de inercia o el piso flotante de una construcción. que muestra una máquina que genera una fuerza oscilatoria vertical de amplitud F. para reducir las fuerzas y los movimientos transmitidos. una cimentación. puede ser preferible el control en el receptor. La luz se apunta hacia la parte vibratoria y la frecuencia de centelleo se ajusta manualmente hasta que la parte vibratoria parece quedarse quieta. Esta base. porque esto evita problemas en todos los receptores potenciales. para ver donde ocurren los movimientos mayores. sujeta rígidamente a una base. por los que causan menor vibración. Aislamiento de la vibración en la fuente Los conceptos básicos del aislamiento de la vibración se pueden entender mejor con la ayuda del bosquejo esquemático de la figura 2-13. con el fin de eliminar la resonancia si es que está presente. cambiando ligeramente la frecuencia de centelleo.2. el medio menos costoso para el control de la vibración resulta ser el aislamiento de la vibración. en los casos en que solo es importante un número limitado de receptores y el control en la fuente(s) no es práctico. por ejemplo. el aislamiento será mejor si se lleva a cabo cerca de la fuente o del receptor. Generalmente es mejor controlar la vibración en su fuente. con la sustitución de los dispositivos que causan mayor vibración. está montada sobre una estructura de soporte a través de una serie de resortes. A menudo es útil un estroboscopio para propósitos de diagnóstico. VIBRACIONES 143 positivos concernientes estén desconectados. la fuerza completa aplicada se transmite a la estructura del soporte. a su vez. combinada. La masa de la base de la máquina. de los resortes. de esta manera. que se supone que es rígida. por ejemplo. hace que aumenten las fuerzas oscilatorias sobre el soporte. si la fuerza F varía rápidamente. la inercia de la masa se opondrá al movimiento hasta que el efecto de la inercia sea mucho mayor que la de los resortes. La transmisibilidad también es igual a Fs/Fr en donde Fs indica la amplitud de la fuerza oscilatoria que actúa sobre el soporte si la . de la máquina y la base. y la extensión. Por otro lado. con respecto a la amplitud F de la fuerza excitadora. superpuestos en la compresión estática debido al peso que soportan. a frecuencias altas. se mueve apenas lo suficiente para que la fuerza total del resorte se iguale con la fuerza aplicada externamente. Figura 2-13 Bosquejo conceptual del aislamiento de una fuente de vibración F Máquina (fuente de vibración) Base Resortes Estructura de soporte Si la fuerza varía lentamente. como lo sería si la fuerza fuera aplicada estáticamente y. Este movimiento de la base produce una compresión oscilatoria.144 FERNANDO HENAO ROBLEDO La fuerza oscilatoria produce un movimiento por medio de la aceleración de la masa m. aquí. por ejemplo. a bajas frecuencias. Se llama transmisibilidad T a la relación de la amplitud Fs de la fuerza total que ejercen los resortes sobre el soporte. entonces la inercia de la masa ofrece poca oposición al movimiento y la fuerza actúa esencial y directamente para comprimir los resortes. entonces los resortes se comprimen y se extienden muy poco y sólo las fuerzas resultantes de estas flexiones pequeñas se transmiten hacia la estructura del resorte. lo cual. Por ejemplo. y de su movimiento. Otra manera de especificar un sistema lo suficientemente suave. deben ser lo suficientemente suaves para que su rigidez K total sea menor de: m (lb )* f 2 (hz ) K max (lb in ) = 40 En donde m representa la masa total de la máquina y la base (en libras) y f indica la frecuencia de alteración (en hertz) concerniente. si un sistema de aislamiento tiene una transmisibilidad de 0.145 2. la pendiente correspondiente a la rigidez K. esto es. o flexión estática mínima. los resortes u otros elementos elásticos. que actúa sobre la estructura de soporte si la base está sujeta rígidamente a ella. De esta manera. la flexión bajo la carga estática compuesta de la máquina y la base. es utilizar la flexión estática de los resortes. Con el fin de obtener un benéfico razonable.05. la transmisibilidad indica también la reducción relativa de la fuerza transmitida hacia la estructura de soporte. Para resortes que tienen características de flexión de fuerzas en línea recta. S (in) = m (lb)/K (lb/in) Sean mayores que Smin (in) = 40 f (hz ) 2 Si los elementos elásticos satisfacen el requisito de rigidez máxima. para los resortes de compresión de bobina de acero que no llegan a ser firmes a la flexión máxima esperada. por ejemplo. La eficiencia de aislamiento E. VIBRACIONES base está soportada elásticamente y Fr representa la fuerza oscilatoria correspondiente. que está definida por: E=1-T Indica que la fracción de la fuerza excitadora está impedida para actuar sobre el soporte debido al empleo de los resortes o de elementos similares a ellos. la eficiencia del aislamiento será de 0. lo cual indica que el empleo de los aisladores reduce las vibraciones de la estructura de soporte en un 95%. se puede encontrar la transmisibilidad T y la eficiencia del aislamiento E por medio de: T == 1 − E = 10 K (lb in ) m (lb )* f 2 (hz ) = K S min = 4 K max 4s .95. que resulta de la inserción de los resortes de aislamiento. más allá del requerimiento K < Kmax. el sistema de aislamiento debe diseñarse para la frecuencia más baja de alteración. la magnitud de la vibración producida a la resonancia es inversamente proporcional a la amortiguación del sistema. Conforme la máquina es llevada a su velocidad o se disminuye su movimiento hasta detenerla. Para las máquinas que aceleran o desaceleran lentamente. la transmisión de la vibración puede reducirse de dos maneras: 1) Utilizando elementos elásticos más suaves reduciendo la rigidez total K ó 2) incrementando la masa soportada m. que puede estimarse. básicamente para transmitir las fuerzas hacia el soporte.146 FERNANDO HENAO ROBLEDO Consideraciones prácticas Como es evidente en la expresión anterior. las vibraciones no tienen tiempo de formarse. la frecuencia f de alteración más baja corresponde a la mayor transmisión de vibración. que la estructura de soporte. en sus soportes elásticos. Por lo tanto. la estructura de soporte proporciona la elasticidad predominante y los resortes sólo sirven. pero prácticamente no produce cambios en el movimiento vibratorio de la base. Si la máquina acelera o desacelera rápidamente. A causa de que la flexión estática es proporcional a la masa soportada y que el movimiento de esa masa es inversamente proporcional a ella. . por ejemplo. De otra manera. un aumento de la flexión estática y una reducción del movimiento vibratorio de la máquina y la base. Es importante advertir que solo se puede lograr un aislamiento útil si los elementos elásticos (resortes) son considerablemente más suaves que la estructura de soporte. generalmente varía con su velocidad de rotación. En general. Debe señalarse que el empleo de resortes más suaves. conduce a una flexión estática mayor. puede encontrarse una velocidad en la cual la frecuencia de excitación se iguale con la frecuencia natural de la máquina. el aumento de la misma tiene como resultado. sin atenuarlas. A esta velocidad. pueden ocurrir vibraciones intensas. La selección de un sistema de aislamiento debe ser la causa de que la frecuencia f de excitación que es producida por una máquina. sólo si los elementos elásticos se flexionan considerablemente más bajo una carga dada. Nr = 188 K (lb in ) m (lb ) = 188 S (in ) Su magnitud depende de cuán rápidamente pase la máquina a través de su velocidad de resonancia y de las características de amortiguación del sistema de aislamiento. La gráfica muestra que aquí se necesita un valor para K/m de aproximadamente 2. correspondiente a 50 hz.5 (lb/in)/lb corresponde a una flexión estática de aproximadamente 0.4 pulgadas y una frecuencia de resonancia de aproximadamente 300 rpm o 5 hz.000lb/in. en la cual se desea reducir la vibración en un 99%. La amortiguación se refiere a la capacidad de la estructura de un resorte para disipar la energía oscilatoria.01 veces su valor original. la .5 (lb/in)/lb. Se puede ver también en la gráfica que a una K/m=2. una rigidez menor produciría un aislamiento mejor que el prescrito. o sea. esto es.5 x 2000=5. a 0. VIBRACIONES Figura 2-14 Diagrama para la estimación de los requerimientos de un sistema de aislamiento La figura 2-14 es una gráfica conveniente para la estimación de los parámetros principales del sistema de aislamiento que se necesitan para poder lograr una reducción de vibración o de transmisibilidad deseada. mientras que una rigidez mayor daría como resultado un mal aislamiento. una campana o un resorte de acero suenan (vibran) durante largo tiempo después de ser golpeados.147 2. para una masa de 2000lb se necesita una rigidez total de 2. por supuesto. La línea punteada en la figura muestra el caso en donde existe una frecuencia de alteración de 3000 rpm. de esta manera. Por otro lado. una varilla de caucho o de corcho vibra sólo brevemente después de un impacto. se necesita un tiempo prolongado para disipar la energía vibratoria impartida a ellos. Para las máquinas que aceleran o se detienen lentamente por la inercia. en la dirección horizontal. el caucho o el corcho. no debe tener ninguna resonancia propia a la velocidad de operación. el único parámetro que cuenta es la rigidez total K en las condiciones de carga esperada y las frecuencias de operación. Sin embargo. deben utilizarse elementos de aislamiento de materiales sumamente amortiguados. o más espaciados cerca a las unidades más ligeras. debe proporcionarse la elasticidad apropiada para el aislamiento en todas las direcciones. en paralelo con los miembros elásticos. entonces el tipo de material aislante y la configuración del mismo casi no importan. En este caso deben emplearse resortes alineados y seleccionados adecuadamente. o deben agregarse dispositivos de disipación de energía. la vibración transmitida desde cada máquina es atenuada por la base de la máquina y también por las masas de las demás máquinas. por ejemplo. De esta manera. para lo cual suele ser útil emplear bases anchas. que tengan los resortes distribuidos de manera que " recojan" las cargas localmente. por ejemplo. almohadillas de fricción o amortiguadores. por ejemplo. sobre todo los resortes de metal.148 FERNANDO HENAO ROBLEDO energía de vibración se disipa rápidamente y de esta manera observamos que es amortiguada. También es beneficioso. Esto implica que las bases deben ser tan rígidas como sea posible. A causa del efecto benéfico del aumento de masa en la base de la máquina. Debe también ponerse especial cuidado en evitar las vibraciones excesivas de oscilación de las bases aisladas. resortes más rígidos. cuando son importantes las vibraciones en más de una dirección. por ejemplo. de todas las máquinas montadas en ella. Para muchos elementos elásticos. así como en la vertical. En algunos casos puede ser suficiente la incorporación de empaquetaduras de fricción en los sistemas de aislamiento para limitar el recorrido de la base. En la práctica. o menos espaciados junto a las unidades más pesadas y menos rígidos. suele ser deseable montar varias máquinas sobre la misma base. generalmente se necesita tomar precauciones para evitar la transmisión de las vibraciones a través de las trayectorias que "puentean" a la base . de manera que los resortes actúen con brazos de momentos grandes. por ejemplo. para las bases que soportan varias unidades. almohadillas de caucho de configuración especial o aislantes comerciales bien escogidos. conforme pasa la máquina a través de la resonancia. una forma de conos de caucho que van montados de manera que la base golpea contra ellos cuando su recorrido excede cierta cantidad determinada. Si se espera que esta base común sea eficaz. o cercana a ella. Estas empaque-taduras de fricción pueden ser. idealmente su frecuencia fundamental de resonancia debe estar por encima de todas las frecuencias de operación. la rigidez es prácticamente independiente de la frecuencia y también de la carga dentro del rango de diseño de la misma. Si la aceleración y el paro por medio de la inercia no son problema. los tornillos de fijación a través de los aisladores y los arreglos similares que sirven como trayectorias de "cortocircuito" de la vibración alrededor de los aisladores. pero introducen resonancias adicionales al sistema. o para las vigas. o con pegamento. En las placas gruesas de metal o de concreto. por medio de capas de material de amortiguación viscoelástico. proporcionar secciones flexibles de tubería. con las capas exteriores de material estructural. que no están aislados. basadas en procedimientos muy conocidos. pueden reducirse de manera más adecuada por medio de la desintonización. si se desean que trabajen adecuadamente. Para ello. pegajoso. por ejemplo. es deseable. a menudo es útil emplear un material viscoelástico de amortiguación como capa intermedia. Si no se pueden hacer estos cambios. el aplanado. Si en vez de esto se utilizan conexiones elásticas. En los tableros de metal delgado se puede obtener el incremento de amortiguación. especializados y algo intrincados. habrá dos etapas de aislamiento: una por debajo de la base y otra por encima de ella. cambio de la excitación o del sistema para evitar la operación a la frecuencia de resonancia. entonces el incremento de la amortiguación constituye esencialmente el único medio de obtener reducciones útiles en la vibración. de cables y ductos entre las máquinas aisladas y los alrededores. deben retirarse o aislarse con camisas de caucho suave y con arandelas. las cuales pueden ocasionar fuerzas dinámicas y movimientos grandes. es útil a veces sujetar cajas llenas de arena o de algún otro material granuloso en los sitios en que . De manera semejante. Amortiguación estructural Las vibraciones grandes que ocurren si cualquier sistema o estructura vibra a su frecuencia de resonancia. En los casos donde las estructuras grandes vibran severamente. Se requiere el diseño cuidadoso de estas configuraciones de emparedado amortiguadas. Los sistemas de aislamiento en dos etapas proporcionan un incremento de aislamiento a frecuencias más altas. en una configuración de emparedado. que puede colocarse sobre los tableros de metal por medio de aspersión. Es importante el diseño cuidadoso de los sistemas de aislamiento para evitar estos efectos potenciales adversos . cauchoso. de conductos portacables eléctricos.2. ya sea por razones de operación o a causa de que el sistema está sujeto a excitación de frecuencias múltiples o a causa de que pueda tener una multitud de frecuencias de resonancia a frecuencias muy cercanas entre si. almohadillas de caucho o resortes. casi siempre. VIBRACIONES 149 aislada. Aislamiento en dos etapas En el caso ilustrado en la figura 2-13 está implícita una conexión rígida entre la base y el equipo que soporta. solo se puede hacer seleccionando un amortiguador de deflexión. y su "golpeteo" del uno contra el otro y contra los lados de la caja. el aislamiento puede amplificar los efectos del choque. Tal absorbedor consiste en una masa que se sujeta al sistema de vibración por medio de un resorte. sobre todo. cuando el interés es una componente sencilla de frecuencia fija. la masa hace que el resorte empuje hacia abajo sobre la estructura vibratoria. b) Si la frecuencia de resonancia del sistema de aislamiento es elegida incorrectamente. la oposición entre la masa y los movimientos del absorbedor es parte del proceso de diseño. la energía tiene que ser disipada en un tiempo mucho más largo que el tiempo propio del impacto. o viceversa. cuando esta última se mueva hacia arriba. hay que resaltar ciertos aspectos importantes: a) La reducción en la fuerza transmitida por el choque. de manera que los valores escogidos del resorte y de la masa produzcan una frecuencia de resonancia de este sistema de absorbedor. Por ello se requiere que la frecuencia de resonancia del sistema de aislamiento. llamados a menudo absorbedores dinámicos o amortiguadores. para devolverla al sistema con una constante de tiempo más larga. que almacenan la energía en un primer instante. La agitación de lo granos. En cualquier problema de aislamiento de choques. se encuentre lejos de todas las frecuencias de resonancia del equipo que desea ser aislado. . extraen energía de la vibración reduciéndola de esta manera. (muelles. es decir. amortiguamientos). se obtiene mediante la utilización de aisladores. Control de choques La reducción de la severidad de choque. El movimiento de la masa agregada es opuesto al de la estructura a la cual está fija.150 FERNANDO HENAO ROBLEDO ocurren los mayores movimientos. el producto de la masa del absorbedor y su amplitud de movimiento necesitan ser igual al producto de la masa del componente y su desplazamiento. son útiles. Cuando se sujeta este sistema de masa-resorte a la base o a la envoltura de la máquina vibratoria o a la estructura vibratoria actúa reduciendo el movimiento vibratorio de la unidad a la cual está sujeto. Absorbedores de vibración Los absorbedores de vibración. En un componente o estructura vibratoria que tiene sujeto un absorbedor. los absorbedores de masas pequeñas necesitan operar sobre movimientos grandes. que coincida con la frecuencia de resonancia. de esta manera. De esta manera. los elementos de sujeción dispondrán de los amortiguamientos adecuados. las uniones se harán mediante sistemas elásticos y absorbentes de energía. • Si la máquina o equipo está unido a otras estructuras. se sobrepasen los niveles de riesgo para la seguridad y salud. se indican algunos tipos de aisladores. VIBRACIONES 151 c) Si el aislador posee unas características no lineales. complicando el mismo. Recomendaciones básicas • Antes de montar un equipo o máquina generadora de vibraciones se debe realizar un estudio de anclaje y amortiguamiento del mismo. deberá distribuirse el tiempo de trabajo a lo largo de la jornada. • En el caso de herramientas manuales. de todo tipo de automotores. . En la tabla N° 6. • Los asientos de los conductores. • La elección de los niveles para cada tipo de evaluación. aumenta en forma considerable. En los casos en que se requiera disminuir el tiempo de exposición a vibraciones. con el fin de mantener el nivel de vibraciones en los niveles óptimos de funcionamiento. • Se proveerá de un sistema de mantenimiento periódico del estado de equilibrio de las máquinas.2. tendrán los sistemas de amortiguamiento adecuado para que los niveles de vibración sean los más bajos posibles. para evitar que las vibraciones se transmitan al resto de la estructura. se efectuará con base al tipo de trabajo. para disminuir el nivel de vibración. el número de armónicos en el espectro de frecuencia de aislamiento. así como sus características más importantes. de manera que en ningún caso. con el mayor número de descansos. 1% del crítico Muelles helicoidales de tensión Todas Bajas Muy bajo Pequeñas aplicaciones Muelles planos Bajas Bajas Bueno Limitado a aplicaciones específicas Caucho: (1) Cizalla (2) Compr esión (3) Cizalla compre sión Depende de la composici ón y dureza Altas Se incrementa con la dureza Corcho Depende de la densidad Altas Bajo (6%) del crítico Límite práctico en la mínima frecuencia natural.152 Material FERNANDO HENAO ROBLEDO Rango de frecuencia Frecuencias óptimas Amortiguamiento Limitaciones Buena transmisibilidad y selección Observaciones Muelles metálicos Todas Bajas Muy bajo 0. Altamente comprimible Fieltro Depende de la densidad Altas por encima de los 40 hz Alto Límite práctico en la mínima frecuencia natural ½” a 1” de grosor Esponja de caucho Bajas Bueno Baja rigidez con alta compresión Usado en forma de módulos Bueno a alto Limitado por la capacidad de carga Usado en forma de relleno Malla de acero Bajas Fácil montaje y selección . México. ROSALER Robert et al. New York. 1979. Englewood N. SETO William. NIOSH. Madrid. 1968. 1a edición. Enciclopedia de Medicina. Theory and problems of Mechanical Vibrations. Ministerio del Trabajo y Seguridad Social. Curso de Higiene Industrial. Valores Límites Permisibles. 1974. Cias. Gráficas Ronda. 1993. The Industrial Environment. 1973. Valencia. Tomo IV. 1981. Norma básica sobre vibraciones. 1988. VIBRACIONES 153 Bibliografía ACGIH. 1979. Manual de Mantenimiento Industrial. Shaum Publishing Co. its Evaluation and Control.C. . Higiene y Seguridad del Trabajo. Universidad Nacional de Colombia. WASHINGTON D. MC GRAW-HILL.A. 1964. CIAS. OIT. Manual de fundamentos de Higiene Industrial. NIOSH. ISS. Santa fe de Bogotá. Santa fe de Bogotá. Suc de Rivadeneyra S. Bogotá. Instituto de Seguros Sociales. Resolución 2400 de 1979.J. Universidad Nacional.2. . Sin embargo. requiere la misma cantidad de oxígeno que si se efectúa al nivel del mar. la afluencia de oxígeno de la atmósfera a los tejidos sólo es posible si hay una diferencia de presión suficiente para superar la resistencia. las moléculas de oxigeno deben afluir continuamente a la célula muscular si se ha de mantener el trabajo. Los problemas fisiológicos por la disminución de presión atmosférica en las alturas son de dos clases. La capacidad de trabajo depende de la oxidación de los alimentos para procurar energía para los músculos. que da origen a amplías variaciones en la facilidad y grado de adaptación. entre ellos estado de salud y aunque hasta ahora indefinido. Tres factores intervienen en la determinación cuantitativa y cualitativa de la capacidad de trabajo en climas de altura: a) La altura en sí b) La duración de la exposición c) Los factores individuales. realizado en clima de altura. pero interrelacionadas: menor número de moléculas de oxígeno por unidad de volumen y presión parcial de oxígeno más baja. además.3 Presiones 3 anormales Introducción La presión atmosférica decrece con la altura. . la capacidad fisiológica de adaptación. Una cantidad dada de trabajo. para recoger del fondo del mar alimentos. Guyton. actuaron como nadadores de combate a través de la antigüedad. Un mejor conocimiento de la física de gases a presión y el desarrollo de los compresores capaces de bombear volúmenes de aire adecuados han conducido al proyecto de diversas formas de equipo de buceo que permiten permanencias más largas bajo el agua y alcanzar mayores profundidades. y hoy son empleados en diferentes partes del mundo. ya que la resistencia es individual. los buzos deben trabajar con presiones elevadas. Los aviadores están sometidos durante el vuelo a una presión desminuida. el cubano Francisco Ferreras. Estas presiones diferentes de la normal. sobre todo la disminución de la resistencia a un esfuerzo prolongado. imponen una carga sobre el organismo de los trabajadores y pueden afectarlos en especial. Varios métodos se utilizan para ayudar en el ascenso y descenso de los buceadores y para incrementar el radio de acción y el tiempo utilizable en el fondo. conchas. presentando para su estudio y análisis los capítulos de "Fisiología de aviación. siendo nuevo record mundial en el llamado buceo apnea. corales.1 metros. Los buceadores. En la literatura Universal sobre alpinismo se encuentran obras tales como La ascensión al Everest de Sir Edmund Hillary y Annapurna primeros 8000 de Maurice Herzog en las cuales se relatan por parte de los protagonistas las dificultades encontradas por exposición a presión atmosférica decreciente. de grandes alturas y del espacio" y "Fisiología del buceo profundo y otras operaciones a presiones altas" de la quinta edición del Tratado de Fisiología Médica de Arthur C. cuando no han sido entrenados ni se ha tenido una aclimatación o adaptación al nuevo ambiente. Ciertos valores implican desarrollar el trabajo en condiciones de presión atmosférica muy diferentes de la presión normal que existe al nivel del mar. perlas. se analiza este tema de presiones anormales desde el punto de vista fisiológico. las buceadoras japonesas y coreanas (amas) generalmente descienden a profundidades de 18 metros y permanecen allí durante 60 segundos. Como no existen actualmente. por ejemplo. .156 FERNANDO HENAO ROBLEDO La medicina deportiva posee grandes estudios sobre la variación de la capacidad física. El día 17 de diciembre de 1994 en Key Largo (Florida). los urinatores romanos. es decir. manteniendo la respiración y utilizando dispositivos primitivos tales como vejigas y gafas. bajo la superficie marina. igual longitud que un edificio de 42 pisos. límites máximos permisibles para trabajos en altura o en profundidad. logró descender a una profundidad de 127. es la siguiente a dicho nivel: Oxígeno: ( 20. El equilibrio de la reacción depende en parte de la concentración del gas y en parte de la catálisis.78 mm Hg. Así mismo se ha afirmado que el mayor esfuerzo respiratorio impuesto por las atmósferas enrarecidas. trastornos y enfermedades tales como neuralgia. .95 % ) X ( 760 mm Hg ) = 159. el bióxido de carbono desprendido de los tejidos. aunque no pronunciado en los trabajadores. Condiciones normales El aire normal tiene una composición constante. a los 15. También depende de la solubilidad de los gases. De manera simultánea. etc: (79.000 a la octava. a los 10. tanto en los pulmones como en los tejidos. vapor de agua. aumenta la inhalación de partículas de polvo e intensifica los riesgos de silicosis. se transporta en la sangre y se libera por los pulmones. la efectividad depende primordialmente de la presión parcial del oxígeno en el aire inhalado y en la sangre. La concentración del oxígeno disuelto es proporcional a la presión parcial del gas en la mezcla inhalada. El contenido de oxígeno en el aire es de 20. respectivamente. 79. bióxido de carbono y otros gases.95 %. efectuada por las enzimas para lograr una activación del oxígeno y del bióxido de carbono gaseosos. Las presiones atmosféricas más altas encontradas en minas profundas pueden también tener un efecto definido. La presión atmosférica disminuye a medida que aumenta la altitud. Por medio de la inhalación del aire se lleva oxígeno hasta los pulmones.000 metros.000 metros la presión desciende aproximadamente a la mitad de dicho valor. Tanto el oxígeno como el bióxido de carbono se consideran como gases químicamente “activos”. Nitrógeno.22 mm Hg. aeroembolísmo. el resto. se transporta hasta los tejidos donde es utilizado por el metabolismo de las células activas. hasta alturas del orden de los 20.05 %) X (760 mm Hg) = 600. aerodontalgía.3. a una altura de 5.05 % está constituido por nitrógeno. de esa forma. A nivel del mar existe una presión barométrica de 760 mm Hg. decrece en proporción a la presión atmosférica. En ambos procesos. aerotitis y aerosinusitis.000 metros la cuarta parte. (Milímetros de mercurio) y la presión parcial de los gases componentes. PRESIONES ANORMALES 157 Se sabe que los mineros que trabajan en minas situadas a grandes altitudes sufren la falta de oxígeno. a nivel de la membrana alveolar el oxígeno se combina con la hemoglobina y. La presión parcial de oxígeno. La disminución de la presión barométrica es la causa básica de todos los problemas de hipoxia en la fisiología de las grandes alturas. debe esperarse una disminución del oxígeno alveolar. a 6. aun cuando puede disminuir hasta 10 mm Hg. permaneciendo esta en todas las ocasiones ligeramente menor del 21% de la presión barométrica total. En el cuadro adjunto se muestran las presiones a diferentes alturas. Efectos de presiones atmosféricas bajas sobre la concentración de gases alveolares y sobre la saturación de oxígeno arterial. En alturas bajas la presión parcial del oxígeno alveolar no disminuye tanto como la presión de oxígeno en la atmósfera. Presiones de oxígeno alveolar a diferentes alturas Cuando la presión de oxígeno en la atmósfera disminuye con la altura. el argón. 73 mm Hg. 18 mm Hg. de 159 mm Hg. aproximadamente. y se estima que su comportamiento es puramente físico. porque el aumento de la ventilación pulmonar ayuda a compensar la disminución del oxígeno atmosférico. En el cuadro se ve que la presión parcial del oxígeno (pO2) en el aire seco a nivel del mar es. cuando hay mucho vapor de agua en el aire.158 FERNANDO HENAO ROBLEDO En el aire también se presentan gases "inertes" (a diferencia de los químicamente activos)..000 metros.000 metros. se hace necesario entender los efectos de la altura y de la disminución de las presiones de los gases del ambiente sobre el cuerpo humano.000 metros es de aproximadamente 110 mm Hg. Pero a grandes alturas la presión del oxígeno alveolar disminuye más todavía que la presión del oxígeno atmosférico. y a 15. que son el nitrógeno. etc. La presión parcial de oxígeno a 3. el criptón. pues cada vez que disminuye la presión barométrica lo hace proporcionalmente la presión de oxígeno. . Efectos de la presión atmosférica reducida Conforme el hombre ha ascendido a alturas cada vez mayores. 000 15.000 12.3.000 6.000 9.000 Presión barométrica (mm Hg) 76 0 523 349 226 14 1 87 RESPIRANDO OXÍGENO PURO pO2 en aire (mm Hg) pCO2 alveolar (mm Hg) pO2 alveolar (mm Hg) 159 110 73 47 29 18 40 36 24 24 24 24 104 67 40 21 8 1 Saturación de oxígeno arterial pCO2 alveolar (mm Hg) pO2 alveolar (mm Hg) Saturación de O2 arterial (%) 97 40 673 436 262 139 58 16 100 100 100 99 87 15 90 70 20 40 40 40 5 1 36 24 Contenido de oxígeno del aire a diferentes alturas 159 . PRESIONES ANORMALES RESPIRANDO AIRE Altura (m) 0 3. Las condiciones cambian mucho si la persona respira oxígeno puro. se evapora agua hacia el espacio alveolar. la presión de oxígeno alveolar sería de 6 mm de Hg. La presión del vapor de agua sigue siendo de 47 mm de Hg. solamente. La presencia de bióxido de carbono y vapor de agua en los alvéolos cobra gran importancia en los lugares elevados. Para calcular la presión de oxígeno alveolar se puede utilizar la siguiente fórmula pO2 Alveolar = En donde Pa − pCO2 − 47 − pO2 ABS 5 .160 FERNANDO HENAO ROBLEDO Efecto del bióxido de carbono y del vapor de agua sobre el oxígeno alveolar. a nivel del mar a unos 24 mm de Hg. y la presión de bióxido de carbono solo desciende de 40 mm de Hg. porque la presión barométrica total desciende considerablemente. Aún a gran altura. en tanto que las presiones de bióxido de carbono y vapor de agua casi no cambian. mientras la temperatura corporal sea normal. Si el organismo no consumiera oxígeno. una quinta parte de estos 29 mm de Hg. es imposible que una persona sobreviva respirando aire. con lo cual aún esta pequeñísima cantidad de oxígeno pasaría a la sangre. Pero como en este momento los tejidos del sujeto estarían prácticamente en anoxia total. desde las superficies respiratorias. como se vera más tarde. 24 de los 53 mm de Hg. a una presión atmosférica de 100 mm de Hg. Por lo tanto. disminuyendo la concentración de oxígeno. Supongamos que la presión barométrica total desciende hasta 100 mm de Hg. de este total. deben ser bióxido de carbono. serían de oxígeno y cuatro quintas partes serían de nitrógeno. la sangre pulmonar sigue excretando continuamente bióxido de carbono a los alvéolos. O sea.. Por lo tanto. 47 mm de Hg. deben corresponder a vapor de agua. estos dos gases diluyen el oxígeno y el nitrógeno que se encuentran en los alvéolos. lo que deja solamente 53 mm de Hg. Asi mismo. cualquiera que sea la altura. no quedaría más de 1 mm de Hg.. a grandes alturas y ello solo porque aumenta la ventilación. Es necesario analizar de qué manera las presiones de estos dos gases modifican el espacio disponible para el oxígeno. lo que deja disponible 29 mm de Hg. En condiciones de exposición aguda a una gran altura. en los alvéolos. para todos los demás gases. como se muestra en la parte izquierda de la figura. hasta ser de 70 por 100 tan solo a 6000 metros y todavía menor a alturas mayores. a 15000 metros. Pero por encima de 3000 metros. y en el cuadro anterior aparecen las saturaciones por 100. Figura 1 Efecto de la presión atmosférica baja sobre la saturación de oxígeno respirando aire y respirando oxígeno puro Respiración de oxígeno duro Saturación arterial de oxigeno (por 100) 100 Respiración de aire 90 80 70 60 50 0 3 6 9 Altura (en miles de metros) 12 15 . a 3000 metros y de 1 mm de Hg. a nivel del mar. PRESIONES ANORMALES PA = 47 = pO2 BS = Presión atmosférica Cifra que corresponde al valor de la presión del vapor de agua Disminución de presión de oxígeno que corresponde a la absorción de este gas por la sangre En el cuadro anterior se presentaba la pO2 alveolar a distintas alturas. cuando se respira aire y cuando se respira oxígeno puro. 67 mm de Hg. la saturación arterial de oxígeno sigue siendo de 90 por 100 cuando menos. aún respirando aire. 1 se muestra la saturación arterial de oxígeno a distintas alturas. cuando el sujeto respira aire y cuando respira oxígeno. Hasta un nivel de aproximadamente 3000 metros. Saturación de la hemoglobina con oxígeno a distintas alturas En la figura No. Cuando respira aire. esta cifra desciende progresivamente. la pO2 alveolar es de 104 mm de Hg.161 3. Por ejemplo: la saturación arterial a unos 14000 m cuando se respira oxígeno es aproximadamente de 50 por 100. • Entre 2. dependiendo de la altura sobre el nivel del mar se puede resumir un espectro de esta enfermedad: • Entre 2.348 y 2.743 y 3. Se observa que la saturación permanece arriba de 90 por 100 hasta que se asciende aproximadamente 12000 metros.. Los síntomas incluyen respiración corta. el techo para un aviador sin presión controlada cuando respira aire es de aproximadamente 7000 m y cuando respira oxígeno puro será aproximadamente 14000 m siempre que el equipo de oxígeno trabaje perfectamente. aunque ésta afecta algunas personas a altitudes menores. respiración corta.048 metros sobre el nivel del mar: edema pulmonar de altitudes mayores. perturbación del sueño y algunas veces náuseas. La segunda curva de la figura 1 ilustra la saturación de oxígeno arterial a diferentes alturas cuando se respira oxígeno puro. después desciende rápidamente hasta cerca de 50 por 100 alrededor de los 14000 metros. rutinariamente ocurre por encima de 2. Como un individuo puede permanecer consciente hasta que la saturación de oxígeno arterial descienda a 40 o 50 por 100. en lugar de 21 mm de Hg. Si se comparan las dos curvas de saturación de oxígeno arterial es evidente que una persona que respira oxígeno puro puede ascender a mayores alturas que la que no respira oxígeno.743. equivalente a la saturación de oxígeno arterial a 7000 cuando no se respira oxígeno. su pO2 alveolar solo es de 21 mm de Hg. El efecto de la enfermedad de las alturas Como lo plantea el doctor Charles Houston.162 FERNANDO HENAO ROBLEDO Efectos de respirar oxigeno puro sobre los valores alveolares de po2 a diferentes alturas Si se observa el cuadro anterior cuando una persona respira aire a 9000 metros. que tiene cuando respira aire. tos . La enfermedad raramente requiere de otro tratamiento diferente a descender.743 metros sobre el nivel del mar se presenta la enfermedad de montaña aguda que afecta entre el 15 y el 17% de la gente que llega a esa altura o alturas mayores muy rápidamente. Se caracteriza por dolor de cabeza. médico fisiólogo. Pero si el sujeto en lugar de aire respira oxígeno puro. aunque la presión barométrica solo sea de 226 mm de Hg. fatiga. la mayor parte del espacio alveolar ocupado por nitrógeno será ocupado por el oxígeno. A 10000 metros de altura el aviador puede teóricamente tener una presión de oxígeno de 139 mm de Hg. Esta diferencia depende fundamentalmente de que gran parte de su aire alveolar es nitrógeno. • En la sangre. En alturas. Como resultado de la hipoxia. por la pérdida de excesivas cantidades de potasio. 59 % a 3. afecta a la gente que pierde su tolerancia a altitudes mayores o quienes no logran aclimatarse. letargo y fiebre suave usualmente desarrollada después de 36 o 72 horas en esa altitud. este edema frecuentemente se desarrolla en las 36 horas después de alcanzar esta altitud.3. dolor de pecho. • En las células. Cantidades excesivas de células rojas dificultan el flujo de óxido al tejido y causa embolias (coágulos).500 metros de altura.000 metros y 140 % .353 metros sobre el nivel del mar: edema cerebral de altitudes mayores. Con el tiempo los fluidos se pueden filtrar entre los alvéolos. PRESIONES ANORMALES 163 severa. previniendo la entrada de oxígeno y causando ahogo a la persona. estimula la producción de células rojas de la sangre. el flujo de la sangre al cerebro se incrementa creando una acumulación del fluido. se acumulan fluidos en las membranas de los alvéolos. y pequeñas hemorragias. perturbando su balance de agua y generando edema (hinchazón). falla del corazón. La altitud también causa fallas en la bomba de sodio (Na) de las células.048 y 3. pueden ocurrir. Se caracteriza por confusión mental. • En los riñones. A altitudes sobre 4. incremento de las células rojas de la sangre y algunas veces. una base (álcali) volviendo la sangre a su pH normal. esputo teñido de sangre. • En los ojos. dolor de cabeza. Se caracteriza por fatiga. • En los alvéolos. asi como por. Los riñones luego remueven el bicarbonato. una hormona (la eritropoietina). La cantidad de luz que un aviador necesita para ver a su alrededor precisa ser aumentada aproximadamente 23 % por arriba de lo normal a 1. • 3. alucinaciones y caminado tambaleante de embriaguez. Algunos efectos físicos de la hipoxia • En el cerebro.658 metros sobre el nivel del mar: enfermedad crónica de montaña. puede ocurrir a 2. causado por hiperventilación más alcalina. La presión resultante puede conducir a dolor de cabeza y alteración de la conciencia. las venas y arterias en la retina pueden doblar su tamaño.572 metros.743 pero es mucho más común por encima de 3.048. • Entre 3. Probablemente el primer efecto de la hipoxia sobre las funciones corporales sea la disminución de la agudeza visual nocturna. La enfermedad crónica puede ser aliviada por descenso al nivel del mar. Disminución de los niveles de dióxido de carbono. En alturas. la más ligera disminución en la saturación de oxígeno en la sangre arterial deprime la función de los bastoncillos en la retina.700 m y por cortos períodos son normales a una altura de 5.000 m.000 a 6.es decir. memoria y ejecución de movimientos motores. Otros efectos de la hipoxia que comienzan a una altura de aproximadamente 3. la saturación de oxígeno arterial habrá descendido hasta aproximadamente 93 por 100.000 m por una hora. Cuando un individuo desarrolla hipoxia intensa . astenia. escritura a mano y otras pruebas psicológicas. Uno de los efectos más importantes de la hipoxia es la disminución de la capacidad mental. Esto contrarresta el efecto estimulador del mecanismo quimiorreceptor y la respiración. en cuya elevación habrá alcanzado un máximo de aproximadamente 65 por 100 arriba de lo normal. el aviador que ha estado volando a considerable altura con equipo especial de oxígeno o en cabina presurizada queda bruscamente desprovisto del aporte de oxígeno o se descomprime la cabina. bajos valores.000 m. pero debido a la reserva de oxígeno en sus líquidos corporales (combinado con la hemoglobina y con otros transportadores de oxígeno a los tejidos) pasa un breve tiempo antes que el organismo empiece a sufrir los resultados de la pérdida de oxígeno. La intensidad de la ventilación pulmonar no suele aumentar suficientemente hasta que alcanza una elevación de aproximadamente 2. en lugar de aumentar. son: somnolencia. pero si se queda expuesto a la hipoxia por largo tiempo.000 metros. su destreza mental medida por tiempos de reacción. Estas suelen ser normales por completo hasta aproximadamente 2. Así. terminando en coma. cefalea. en donde los quimiorreceptores empiezan a reaccionar en forma significativa. la habilidad mental habrá bajado hasta aproximadamente 50% de lo normal y después de 18 horas en esta altura. disminuye rápidamente. Si se permanece a 5. La presión de oxígeno en sus alvéolos alcaza en pocos segundos.300 m.164 FERNANDO HENAO ROBLEDO a 5. el mecanismo estimulador de los quimiorreceptores aumenta progresivamente la ventilación.600 m. en la persona no aclimatada aproximadamente a los 7. La mayor parte de estos síntomas aumentan en intensidad a mayores alturas. En ocasiones.500 metros. el dolor de cabeza se hace especialmente molesto y los síntomas cerebrales en ocasiones progresan hasta temblores o convulsiones.500 m.000 metros. . hasta que cesa. el centro respiratorio suele deprimirse frecuentemente después de unos cuantos minutos debido a déficit metabólico de las células neuronales. un estado eufórico. fatiga mental y muchas veces. hasta que se alcanzan aproximadamente 5. el estado de coma -. A esta altura. hasta aproximadamente 20% debajo de lo normal. Por arriba de 2. Una mayor altura no activará más los quimiorreceptores. con reducción de juicio. puede disminuir hasta 80% debajo de la normal a alturas tan bajas como 3. Aclimatación a presión baja La mejor forma de asegurar la aclimatación es el ascenso lento.5 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Tiempo (minutos) Se observa que a 11. La altitud a la cual uno duerme es más importante que la alcanzada durante el día.134 metros sobre el nivel del mar y escalar a una velocidad bien tolerada por los miembros más vulnerables del grupo. 2 ilustra gráficamente el período que debe pasar antes que el aviador presente comienzos de pérdida del conocimiento y se produzca el coma. En verdad.000 m la disminución del conocimiento comienza en aproximadamente 30 segundos y el coma se produce en aproximadamente un minuto. 1943) 13 Altura (millones de metros) 12 11.165 3. Es una buena regla no ascender más de 610 metros por día cuando se está sobre 2. . Si los síntomas persisten.5 8 Tiempo para el coma 7 Tiempo para que comience el colapso 6. Figura 2 Tiempo de exposición a concentraciones bajas de oxígeno necesarias para causar pérdida de conocimiento o coma.500 m la disminución comienza en aproximadamente un minuto y el coma en aproximadamente tres minutos.5 10 9 8. (Según Amstrong: Principles and Practice of Aviation Medicine. tomar un día de descanso o descender unas pocas decenas de metros en la noche.. mientras que a 8. los impacientes se vuelven probablemente. más pacientes. PRESIONES ANORMALES La figura No. También es importante tomar más agua que al nivel del mar para compensar la pérdida de fluidos debida a la sobre respiración. The Williams and Wilkins Co. Ambos cambios inhiben el centro respiratorio. La causa de esta desaparición de la inhibición se desconoce. haciendo también posible realizar más trabajo. tiende a causar retención de agua. de manera que ésta provocará cada vez menores efectos deletéreos en su organismo. Ingerir más sal que usualmente. Esta es una compensación inmediata para la gran altura y ella sola permite al individuo elevarse unos miles de metros más de lo que sería posible sin dicho aumento. y quizá también en el tejido cerebral. gradualmente se aclimatará a la baja presión de oxígeno. esto tendría por consecuencia una disminución del pH.166 FERNANDO HENAO ROBLEDO Evitar el ejercicio arduo por uno o dos días es útil. permitiendo que el centro respiratorio vuelva a responder enérgicamente a los estímulos de los quimiorreceptores originados por la hipoxia. La causa básica para ello es la siguiente: 65% de aumento inmediato en la ventilación pulmonar. Si permanece a gran altura durante varios días. entre los tres a cinco días siguientes. Sin embargo. la ventilación aumenta de cinco a siete veces. o ascender a alturas cada vez mayores. . Aumento de la ventilación pulmonar Por exposición inmediata a presión de oxígeno baja. pero hay datos en el sentido de que podría deberse a disminución del ión bicarbonato en el líquido cefalorraquídeo. Si una persona asciende a grandes alturas durante varios días. reduciendo la presión del CO2 y aumentando el pH de los líquidos corporales. semanas o años. su ventilación gradualmente aumenta de cinco a siete veces la normal. esta inhibición desaparece. en oposición a la estimulación de la hipoxia. la estimulación hipóxica de los quimiorreceptores aumenta la ventilación alveolar hasta un máximo de aproximadamente 65 %. quizás suficiente para disparar la enfermedad de las alturas. al elevarse a grandes alturas elimina grandes cantidades de bióxido de carbono. Los cinco principales medios gracias a los cuales se logra la aclimatación son los siguientes: • • • • • Aumentando la ventilación pulmonar Aumentando la hemoglobina de la sangre Elevando la capacidad difusora de los pulmones Incrementando la riqueza vascular de los tejidos Aumentando la capacidad de las células para utilizar oxígeno a pesar de una presión de oxígeno baja. que dilata los capilares y aumenta la superficie a través de la cual puede difundir el oxígeno hacía la sangre. Además. el volumen sanguíneo también aumenta. Mientras tanto. Por desgracia. esto impulsa sangre en un número de capilares alveolares mayor del normal.000) m. y casi no se manifiestan antes de dos o tres semanas. Aclimatación celular En el hombre y en animales nacidos a grandes alturas (entre 4. especialmente en las partes altas de los pulmones. Una parte final resulta de un aumento de la presión arterial pulmonar. resultando en un aumento total de la hemoglobina circulante. las mitocondrias y algunos sistemas enzimáticos oxidativos de las células son más . Estudios histológicos en animales expuestos a bajos niveles de oxígeno durante largo tiempo demuestran gran aumento de la vascularización de los tejidos hipóxicos (aumentan el número de capilares y su tamaño). Generalmente. que están mal irrigadas en condiciones usuales.3. PRESIONES ANORMALES 167 Aumento en la hemoglobina durante la aclimatación La hipoxia es el estímulo principal que aumenta la producción de glóbulos rojos. Vascularización aumentada El gasto cardíaco frecuentemente aumenta entre el 20 a 30 % inmediatamente después que un individuo se eleva a gran altura. Capacidad de difusión aumentada durante la aclimatación Parte del incremento probablemente se deba a un volumen netamente aumentado de sangre capilar pulmonar. cerebro y otros órganos que normalmente requieren grandes cantidades de oxígeno. corazón. en la aclimatación completa al poco oxígeno.500 a 5. el hematocrito aumenta del valor normal. alcanzan la mitad de su valor en cosa de un mes y tardan muchos meses en instalarse por completo. pero el gasto cardíaco suele bajar nuevamente a sus valores normales en pocos días. Otra parte depende con toda probabilidad de un incremento de volumen pulmonar que posiblemente aumente el área de la superficie de la membrana alveolar. con un promedio de aumento en la concentración de hemoglobina del valor normal. los aumentos de la concentración de la hemoglobina y del volumen sanguíneo son muy lentos. el flujo sanguíneo en ciertos órganos como piel y riñones disminuye mientras aumenta a través de músculos. efecto de la aclimatación Para dar una idea de la importancia de la aclimatación en la capacidad de trabajo.000 m. Por lo tanto. se cree que estas personas y animales pueden utilizar el oxígeno de manera más eficaz que los seres que viven a nivel del mar. sus corazones y en particular la parte derecha que proporciona una presión arterial pulmonar elevada para impulsar sangre a través de un sistema capilar pulmonar dilatado.180 metros 87 .168 FERNANDO HENAO ROBLEDO ricos que en los habitantes a nivel del mar. dando una elevada proporción entre capacidad de ventilación y masa corporal.800 m. El aporte de oxígeno de la sangre a los tejidos. Un grupo en los Andes Peruanos viven en realidad a una altura de 5. mientras que el volumen corporal está algo disminuido. en especial. son las siguientes: Tipo de aclimatación Tipo de aclimatación Porcentaje No aclimatadas 50 Aclimatadas durante dos meses 68 Nativos que viven a 4. están particularmente aumentadas. Además.100 metros pero que trabajan a 5. Las dimensiones del tórax. considérese esto: la capacidad de trabajo en porcentaje del máximo a nivel del mar para una persona normal a una altura de 5180 m. Capacidad de trabajo a grandes alturas. son mucho mayores que en los corazones de personas de tierra baja. es mucho más fluido en estos habitantes de las grandes alturas. Aclimatación natural de personas nacidas a grandes alturas Muchas personas nacidas en los Andes y en los Himalayas viven en alturas mayores a 4.300 m y trabajan en una mina a una altura de 5. 3. los nativos aclimatados naturalmente. en ocasiones también disbarismo. Para poner más de relieve la importancia de la aclimatación natural de los nativos. • Es frecuente la muerte. • La presión en la arteria pulmonar aumenta más todavía que el aumento normal que tiene lugar durante la aclimatación.800 m. los sherpas del Himalaya. incluso a estas grandes alturas. más de 8. Efectos de la descompresión a grandes alturas Enfermedad por descompresión Una rápida disminución de la presión barométrica puede lesionar directamente el organismo provocando la formación de burbujas de gas en los líquidos corporales. Los ascensos más lentos rara vez producen este cuadro. variando desde el dolor leve hasta la muerte. Descompresión súbita En forma experimental se ha descomprimido bruscamente a sujetos humanos desde la presión a nivel del mar hasta presiones barométricas correspondientes a alturas superiores a 15. a veces presenta mal de montaña crónico con los siguientes efectos: • La masa de glóbulos rojos y el valor hematocrito se vuelven excepcionalmente altos. probablemente pueden sobrevivir sin oxígeno durante varias horas en alturas tan grandes como el monte Everest.000 o 9. a menos que la persona sea bajada a menor altura. • Viene insuficiencia congestiva. . • El corazón derecho se dilata mucho. Casi no se produce daño resultante de la variación brusca de presión. Pueden ocurrir todos los grados de lesión. pueden lograr un trabajo diario. por ejemplo. Este estado suele llamarse enfermedad por descompresión. • La presión arterial periférica empieza a caer. Mal de montaña crónico Una persona que vive demasiado tiempo a grandes alturas. casi igual al de una persona normal a nivel del mar. a más de 8. PRESIONES ANORMALES 169 Por lo tanto.000 m. La causa habitual por descompresión en aviación es un ascenso rápido en un avión cuya cabina no tiene atmósfera comprimida.000 m en pocos minutos. comenzando a menudo entre los dos y cinco años de exposición. así como la hipertensión. En la placa de rayos X. Además. a una altura de aproximadamente 19.T. Las enfermedades cardiovasculares o pulmonares. pero deben adoptarse nuevos criterios. no vista con rayos X. el agua en los alvéolos hervirá inmediatamente. dado que afecta los pulmones. También aparecerán burbujas de vapor de agua en todos los líquidos del cuerpo. aunque es muy difícil determinar la enfermedad. si un aviador queda sujeto a presiones por arriba de esta altura. Al llegar al clima de altura debe concederse cierto tiempo de aclimatación y restablecer vigilancia médica que permita tratar con rapidez cualquier reacción patológica. el mayor volumen de sangre pulmonar da sombras que podrían ser erróneamente interpretadas como silicosis o modificar la gradación. es también la que más incapacita. la fibrosis no localizada. deben considerarse como contraindicaciones. Dos factores parecen ser la causa: a) mayor ventilación pulmonar y mayor capacidad funcional y residual de los pulmones. Enfermedades profesionales La silicosis es la enfermedad profesional más corriente en las regiones montañosas. Medidas preventivas Se recomiendan los reconocimientos médicos previos al ingreso para los trabajadores que han de prestar servicio en climas de gran altura. b) una clara tendencia en la altura para desarrollar tejido fibrótico. Se ha señalado una combinación de silicosis y mal crónico de montaña. Hasta ahora la clasificación internacional O.170 FERNANDO HENAO ROBLEDO Ebullición de los liquidos del cuerpo La presión barométrica cae a 47 mm Hg. la silicosis aparece antes y se desarrolla más rápidamente que al nivel del mar. dado que ambos componentes producen el mismo cuadro fisiológico. Por consiguiente. parece común y produce mayor incapacidad. Diagnosis y gradación de compensación son problemas mayores en la altura. lo que produce una mayor cantidad de polvo en contacto con la membrana alveolar. .I. En consecuencia. de radiografías de neumoconiosis ha sido utilizada para la gradación. En los climas de altura. la presión total alveolar será menor que la presión de vapor de agua en los alvéolos.000 m. Relación entre profundidad marina y presión Una columna de agua dulce de 10 m (algo menor si es agua de mar) ejerce la misma presión que toda la atmósfera sobre la tierra. Más allá de ciertos límites estas presiones pueden causar grandes alteraciones en la fisiología del cuerpo humano. A 22 m de profundidad la presión será de 3 atmósferas y así en adelante. la cual expone la sangre pulmonar a presiones gaseosas alveolares extremadamente altas. Muchas veces es necesario referirse a volumen actual y volumen a nivel del mar. según la tabla que se presenta a continuación: Profundidad en metros Nivel de mar 11 22 30 40 50 60 90 120 250 Atmósferas 1 2 3 4 5 6 7 10 13 16 Otro efecto importante de la profundidad es la compresión de los gases a volúmenes cada vez menores. excavando túneles debajo de ríos o en cualquier otro lado. la presión a su alrededor aumenta considerablemente. Así pues. A 30 m de profundidad a un cuarto de litro y a 70 m de profundidad el volumen se ha comprimido a un octavo de litro. se vuelvan tan pequeñas que sufran grave daño. Por ejemplo se podría hablar del volumen actual de un litro a 90 m de profundidad. puesto que puede ser causa de que las cavidades aéreas del cuerpo del buceador. PRESIONES ANORMALES Efectos de la presión atmosférica elevada Cuando una persona desciende bajo el mar o cuando se labora en cajones con aire a presión. Si se tiene una campana a nivel del mar conteniendo un litro de aire. una persona a 11 m bajo la superficie del agua estará expuesta a presión de dos atmósferas: una atmósfera de presión causada por el aire sobre el agua y otra por el peso de agua misma. a menudo tienen que trabajar bajo presiones altas para prevenir derrumbamientos.171 3. a 11 m bajo el mar. el volumen ha sido comprimido a solamente medio litro. . debe administrarse aire a presiones altas. incluyendo los pulmones. siendo esta la misma cantidad de 10 litros a nivel del mar. Esto tiene un efecto importante en buceo. Para evitar que sus pulmones sufran colapso. donde la presión es de dos atmósferas. Narcosis a altas presiones de nitrógeno Aproximadamente cuatro quintas partes del aire son nitrógeno. a menudo se usa helio en lugar de nitrógeno. se disuelve en las membranas de las neuronas y por acción física modifica la transferencia de carga eléctrica y reduce su excitabilidad. Toxicidad del oxígeno a gran presión. esta presión no tiene efectos conocidos sobre las funciones del cuerpo humano. Se debe resaltar que se necesita una hora o más de presión alta antes que se disuelva suficiente nitrógeno en el cuerpo para causar estos efectos. Estas convulsiones frecuentemente aparecen sin aviso alguno y pueden ser mortales para una persona sumergida bajo del mar. El ejercicio reduce mucho la tolerancia del buzo para el oxígeno a gran presión. La narcosis por nitrógeno tiene características muy similares a las de una intoxicación por alcohol. Intoxicación aguda Respirar oxígeno con presiones parciales muy altas puede ser peligroso para el sistema nervioso central. Sin embargo. pero a presiones altas puede causar diferentes grados de narcosis. y se cree que. De hecho. el buzo por lo general se vuelve casi inútil como resultado de la narcosis por nitrógeno. Más allá de los 90 m de profundidad (10 atmósferas de presión). Entre 65 y 75 m su fuerza disminuye considerablemente y muchas veces se encuentra en la imposibilidad de llevar a cabo el trabajo encomendado.280 mm de Hg. El mecanismo del efecto narcótico parece ser el mismo que el de las anestesias por gas. . De 50 a 65m empieza a estar soñoliento. por ello. la profundidad en la cual aparecen los primeros síntomas de narcosis leve es aproximadamente de 40 a 45 metros de profundidad. deberán ser considerados los efectos que produce este gas a presiones altas. los síntomas aparecen más temprano y con mucha mayor gravedad que en la persona en reposo. A nivel del mar.) produce convulsiones y coma en la mayor parte de personas al cabo de una hora aproximadamente. a cuyo nivel empieza a mostrar jovialidad y perder compostura. como los demás gases anestésicos. Después de pasar varias horas sumergido y respirando aire comprimido. nitrógeno y bióxido de carbono. a veces origina convulsiones epilépticas seguidas de coma. El nitrógeno se disuelve libremente en la grasa del cuerpo. por esta razón muy frecuentemente ha sido llamada "éxtasis de las profundidades". la exposición a oxígeno a tres atmósferas de presión (PO2 = 2.172 FERNANDO HENAO ROBLEDO Efectos de presiones gaseosas parciales elevadas en el cuerpo Los tres gases a los cuales queda normalmente expuesto un buzo que respira aire son: oxígeno. .5 3. PRESIONES ANORMALES En la figura se muestra la llamada curva de tolerancia del oxígeno para personas que efectúan cantidades moderadas de trabajo a diferentes profundidades debajo del mar mientras respiran oxígeno al 100%. Después de una intoxicación grave por oxígeno las concentraciones de algunas enzimas oxidativas de los tejidos están considerablemente disminuidas. Department of the Navy. Por lo tanto. Sin embargo. 1956) Profundidad (metros) 17 13 10 Curva límite de trabajo 6. A profundidad de 10 m no sufre durante aproximadamente 45 minutos y a 6 m durante hora y media. muestra el tiempo a diferentes profundidades en que una persona puede quedarse respirando oxígeno puro sin peligro. S.3 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Tiempo (minutos) La causa o causas de toxicidad del oxígeno todavía se desconocen pero algunas de las sugeridas serían las siguientes: 1. como una convulsión bajo el mar puede ser mortal. se ha supuesto que un exceso de oxígeno inactiva enzimas oxidativas y disminuye la capacidad de los tejidos para formar enlaces fosfáticos de alta energía. esta curva de tolerancia probablemente sea demasiado liberal para una seguridad absoluta. (Modificado de Submarine Medicine Practice. U. hay una variabilidad enorme en la tolerancia al oxígeno entre diferentes personas y en una misma según los días. Gov't Printing Office. Demuestra que una persona trabajando a profundidades de solamente 12 m (ligeramente mayor de dos atmósferas) no tiene peligro durante 23 minutos. Figura 3 Curva de "tolerancia de oxígeno". Por lo tanto.173 3. Por lo tanto. El motivo de que se produzca esto en los pulmones y no en otros tejidos es que aquellos se hallan directamente expuestos a la elevada presión de oxígeno (pO2) mientras que el oxígeno es proporcionado a los demás tejidos con pO2 prácticamente normal. por el sistema amortiguador del oxígeno de la hemoglobina. . lo cual ayuda normalmente a regular la cantidad de oxígeno proporcionada a los tejidos. con lo cual literalmente quemaría los tejidos. ocurre así por cuanto el bióxido de carbono es un gas producido en el cuerpo y mientras el buzo continúe respirando un volumen normal continuará espirando este gas a medida que se forme. Pero la disminución del riego sanguíneo puede reducir la cantidad de nutrientes necesaria para los tejidos cerebrales y disminuir la eliminación de excreta. Cuando la presión de oxígeno del aire se eleva por encima de 1500 mm de Hg. El riego sanguíneo a través del cerebro disminuye 25 a 50% cuando la persona respira concentraciones elevadas de oxígeno. sin presentar la intoxicación aguda por oxígeno antes señalada. Problemas de toxicidad con bióxido de carbono a grandes profundidades Si el equipo de bucear está debidamente diseñado y funciona bien. aproximadamente. Sin embargo. se ha considerado que una falta de ciertos elementos nutritivos o la acumulación de productos terminales del metabolismo pueden originar las convulsiones de la intoxicación por oxígeno. permitiendo que la pO2 de todos los tejidos aumente y cause intoxicación aguda por oxígeno. mayor el grado de constricción de los vasos sanguíneos. después de 12 horas. ya que la profundidad por si sola no aumenta la presión parcial del CO2 en el alvéolo. 3.174 FERNANDO HENAO ROBLEDO 2. de exposición empieza a manifestar edema pulmonar causado por necrosis del revestimiento de bronquios y alvéolos. cuanto mayor es la cantidad de oxígeno disponible en los tejidos. Otras experiencias demuestran que un exceso de oxígeno en los tejidos puede originar el desarrollo de grandes concentraciones de radicales oxidantes libres susceptibles de destruir por oxidación anormal muchos elementos esenciales de las células. parece que estos tejidos literalmente se han quemado como consecuencia de la oxidación de algunos de sus elementos esenciales. persistiendo su presión parcial alveolar de bióxido de carbono a un nivel normal. Intoxicación crónica por oxígeno causa de trastorno pulmonar Una persona puede estar expuesta a una atmósfera de 100% de oxígeno a presión atmosférica normal casi indefinidamente. este sistema amortiguador falla. el buzo no tendrá problema por intoxicación con bióxido de carbono. Una vez más. como el bióxido de carbono y productos nitrogenados terminales. 2. También por su bajo peso molecular pasa a través de los tejidos más rápidamente que el nitrógeno. En un período de varias horas. . permanece disuelto hasta que su presión disminuye y puede ser eliminado por el proceso respiratorio. el buceador tolera esta acumulación. la situación se vuelve intolerable y finalmente el centro respiratorio empieza a deprimirse en lugar de excitarse. la cantidad de nitrógeno disuelta en su cuerpo aumenta considerablemente. El helio es menos soluble que el nitrógeno en los líquidos del cuerpo. La razón es la siguiente: la sangre circulando por los capilares pulmonares se satura con nitrógeno a la misma presión que la de la mezcla aérea que respira. su volumen respiratorio por minuto aumenta hasta un máximo de seis a diez veces con el fin de compensar el aumento del bióxido de carbono.3. Además. el bióxido de carbono puede acumularse en el espacio aéreo muerto del aparato y ser reinhalado por el buceador. Efectos del helio a alta presión En buceos más profundos se usa helio en lugar de nitrógeno. lo cual reduce la resistencia del paso por las vías respiratorias. narcosis y finalmente anestesia. hasta alcanzar una presión de bióxido de carbono (pCO2) de aproximadamente 80 mm de Hg. puesto que solo tiene la cuarta parte del efecto narcótico del oxígeno y prácticamente no manifiesta ninguno. PRESIONES ANORMALES 175 Por desgracia. Como el nitrógeno no es metabolizado por el cuerpo. para saturarlos también con el nitrógeno disuelto. la respiración entonces empieza a fallar en lugar de compensar la situación. suficiente nitrógeno es llevado a todos los tejidos del cuerpo. en algunos tipos de equipo para buceo. Pero más allá de 80 mm Hg. hasta profundidad de unos 182 m. ello reduce la cantidad de burbujas que se pueden formar en sus tejidos cuando el buceador sufre una descompresión después de una inmersión prolongada. el buceador sufre grave acidosis respiratoria y grados diversos de letargia. Es más: posee otras tres propiedades que lo hacen adecuado en ciertas condiciones para la mezcla de gases de bucear: 1. lo que permite en ciertas condiciones extraerlo del cuerpo humano más rápidamente y 3. Descompresión del buzo despúes de quedar expuesto a grandes presiones Cuando una persona respira a gran presión por largo tiempo. o sea el doble de la existencia en los alvéolos normales. Su densidad es pequeña. como los de casco y los de reinhalación. se requieren varias horas para que las presiones gaseosas de nitrógeno en todos los tejidos del cuerpo se equilibren con la presión gaseosa del alvéolo. Ocurre así. a pesar de que la grasa solo constituye el 15% del cuerpo normal. el volumen de nitrógeno disuelto (a nivel del mar) en los líquidos de su cuerpo a diferentes profundidades será: Profundidad (m) Litros 11 2 30 4 60 7 90 10 Sin embargo. tales burbujas pueden causar daño en casi cualquier parte del organismo según la cantidad que se forme. debido a que el nitrógeno es cinco veces más soluble en la grasa que en agua.176 FERNANDO HENAO ROBLEDO Volumen del nitrógeno disuelto en los líquidos del cuerpo a diferentes profundidades A nivel del mar se halla disuelto en todo el cuerpo casi un litro de nitrógeno. pueden formarse muchas burbujas de nitrógeno en los líquidos de su cuerpo intra y extracelularmente. pero la grasa requiere mucho más nitrógeno para su saturación y como tiene relativamente poco riego sanguíneo. El nitrógeno disuelto en el agua del cuerpo llega a equilibrio completo más o menos en una hora. Después que el buzo se ha saturado totalmente con nitrógeno. . enfermedad de los cajones. solo se satura después de varias horas. parálisis de los buzos. Si el buzo ha estado debajo del agua tiempo suficiente para disolver grandes cantidades de nitrógeno en su cuerpo y vuelve rápidamente a la superficie. disbarismo. Poco menos de la mitad está disuelta en el agua del cuerpo y un poco más de la mitad en la grasa. porque la sangre no circula con suficiente rapidez y el nitrógeno no difunde lo necesario para causar un efecto instantáneo. Enfermedad por descompresión Se le conoce con varios sinónimos: enfermedad del aire comprimido. Tablas de descompresión Si un buzo es llevado a la superficie de manera lenta. agravando el estado general y puede causar la muerte. La formación de burbujas grandes en el sistema nervioso central puede causar parálisis o trastorno mental permanente. segundo. Promedio de eliminación del nitrógeno del cuerpo. Síntomas Dolor localizado en piernas o brazos.0 5.3 1. Pero el sistema nervioso central no es el único foco de lesión durante la enfermedad de la descompresión. Estas burbujas bloquearán la circulación sanguínea pulmonar causando los "ahogos". Vértigo Parálisis Disnea (Dificultad para respirar) Fatiga y Dolor intensos Colapso con pérdida del conocimiento Porcentaje 89. pues las burbujas se pueden formar también en la sangre y quedar detenidas en los capilares de los pulmones. los líquidos del cuerpo no estarán saturados y por lo tanto. Si permanece a niveles profundos por breve tiempo. puede eliminar el nitrógeno disuelto por sus pulmones con rapidez suficiente para evitar la enfermedad de la descompresión. Se ha demostrado que las burbujas han interrumpido vías importantes en cerebro o en médula espinal y en los nervios periféricos las burbujas pueden causar dolor agudo. el tiempo que ha estado sumergido. con disnea intensa. La rapidez con la cual el buzo puede ser traído a la superficie depende de dos factores: primero la profundidad a la cual ha bajado. PRESIONES ANORMALES Síntomas de la enfermedad por descompresión En personas que han sufrido la enfermedad de descompresión. el tiempo de descompresión puede ser reducido. los síntomas han ocurrido en las siguientes frecuencias.177 3. indica que los problemas más graves suelen relacionarse con la formación de burbujas en el sistema nervioso central.3 2.3 0.6 1. .5 Esta lista de síntomas. Ésta a menudo va seguida de edema pulmonar. una persona puede permanecer a 15 metros hasta tres horas y descomprimirse en solo 12 minutos. y 3. a la respiración trabajosa que resulta del aumento en la densidad de los gases de los pulmones. Por otra parte. Navy Bureau of Medicine and Surgery . al tiempo que necesita para la descompresión. Obsérvese que solo 20 minutos a profundidades de 90 metros requieren más de dos horas y media de descompresión. El "tiempo óptimo en el fondo". al efecto narcótico del nitrógeno.178 FERNANDO HENAO ROBLEDO A continuación se presenta la tabla estándar de descompresión de los servicios de sanidad de la armada de los Estados Unidos de Norte América.S. U. Esto es debido principalmente: 1. Nótese lo breve de estos períodos a grandes profundidades. cuando un buzo respira aire comprimido. representa el tiempo óptimo de exposición a cada profundidad para el mejor equilibrio entre duración del período de trabajo y labor eficaz que el buzo puede hacer. Tabla estándar de descompresión de los servicios de sanidad de la armada (usando aire comprimido)* * Profundidad de inmersión (pies) Tiempo óptimo en el fondo (minutos) 40 240 4 6 50 190 9 12 60 150 5 15 24 70 120 13 16 33 80 115 22 26 53 90 95 2 27 21 56 100 85 6 28 21 61 110 75 14 27 37 84 120 65 13 28 32 80 130 60 13 28 28 76 140 55 15 28 32 82 150 50 16 28 32 84 160 45 17 28 43 96 170 40 19 28 46 102 185 35 19 28 46 102 200 35 22 28 46 106 210 30 16 28 40 100 225 27 26 35 48 143 250 25 2 23 26 35 51 150 300 20 9 23 36 35 51 159 50 pies 40 pies 30 pies 20 pies 10 pies Tiempo aproximado de descompresión total (minutos) Según Submarine Medicine Practice. 2. Y todavía otro factor hace al nitrógeno mejor que el helio para buceos poco profundos: la rápida difusión del helio permite que se disuelva mucho más helio que nitrógeno en los líquidos del cuerpo en breve lapso. el helio no ha resultado tan ventajoso como era de esperar debido a otra propiedad. Esto se compara con 3. se emplean diferentes tablas de descompresión. el nitrógeno sigue siendo preferido. en él se vuelve a poner a presión y se usa una tabla de descompresión apropiada.3. PRESIONES ANORMALES 179 Administración de oxígeno para descompresión más rápida Si cuando asciende a la superficie el buzo recibe oxígeno en concentraciones más altas que la normal. diferente del nitrógeno: las burbujas empiezan a formarse cuando la presión del helio en los líquidos del cuerpo es solamente 1. la presión parcial del nitrógeno en sus alvéolos disminuirá considerablemente y en consecuencia.0 para el nitrógeno. el promedio de nitrógeno eliminado de los líquidos de su cuerpo será mayor. Cuando se administra oxígeno de esta forma. para inmersiones cortas a profundidades moderadas. Sin embargo. Una persona que empieza a tener síntomas de enfermedad por descompresión puede también ser tratada colocándola en un tanque de descompresión por largo tiempo y permitiendo que el nitrógeno sea liberado de su cuerpo despacio.. . Por lo tanto. tiempo de descompresión disminuido. La disminución del tiempo de descompresión depende de dos de sus propiedades: a) solamente 40% se disuelve en el cuerpo en comparación con el nitrógeno y b) por su pequeño tamaño molecular se difunde a través de los tejidos con velocidad dos y media veces mayor que el nitrógeno.7 veces la presión por fuera del cuerpo. a más tardar cinco minutos después de haber llegado a la superficie. Así. Descompresión en un tanque y tratamiento de la enfermedad por descompresión Otro procedimiento para descompresión usado especialmente en aguas contaminadas y cuando lo exigen situaciones climatológicas. es trayendo al buzo inmediatamente a la superficie y colocándolo en un tanque de descompresión. Uso de mezclas de oxígeno y helio en inmersiones muy profundas En buceos profundos. el helio tiene ventajas sobre el nitrógeno: 1. pues. no tiene efecto narcótico y 3 resistencia disminuida al paso del aire en los pulmones. un buzo no puede ser traído hacia la superficie tan rápidamente con helio como con nitrógeno. 2. ilustra la línea divisoria para el mejor uso de los tipos de mezcla gaseosas. el helio es mejor que el nitrógeno. Department of the Navy U. Por ejemplo: el punto A ilustra una inmersión a 45 metros de profundidad por un período de 120 minutos. se comprueba que en inmersiones profundas y prolongadas es mejor usar helio. basados principalmente en los cambios de volúmenes de los gases desde el nivel del mar hasta las grandes profundidades. Por otro lado el punto B indica una inmersión de 10 minutos a 60 metros de profundidad. Figura 4 Profundidades y tiempos debajo del mar con los cuales es preferible usar helio.S. y profundidades y tiempos con los cuales es preferible utilizar nitrógeno (Modificado de Submarine Medicine Practice. Esto es una buceada prolongada a gran profundidad.180 FERNANDO HENAO ROBLEDO Si se consideran las ventajas relativas del helio sobre el nitrógeno. en este caso. La figura 4. . 1956) 105 Profundidad (metros) 80 75 50 Preferible el helio 45 ºB 30 15 ºA Preferible el nitrogeno 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Tiempo en el fondo (minutos) Más allá de 100 metros. en un tiempo más corto si se usa nitrógeno en lugar de helio. aquí la persona puede ser descomprimida. mientras que para inmersiones breves y poco profundas el nitrógeno será mejor. el nitrógeno no puede emplearse debido a la narcosis que pudiera presentarse con rapidez. Algunos problemas físicos del buceo Además de los efectos de las grandes presiones gaseosas sobre el cuerpo. hay otros factores físicos que limitan el buceo. Gov't Printing Office. el volumen mínimo de aire que entra y sale de los mismos con cada respiración debe conservarse igual sea cual sea la profundidad de la buceada. El cuadro siguiente indica la capacidad respiratoria máxima en porcentaje del valor normal a diferentes profundidades cuando se respira aire y cuando se respira una mezcla en la cual el helio substituye el nitrógeno atmosférico. PRESIONES ANORMALES Volumen del aire que debe enviarse al buzo. un compresor operado a nivel del mar deberá mandar cinco litros de aire por cada respiración al buzo que se encuentra a 90 metros de profundidad para que pueda expulsar el CO2 que se encuentra en sus pulmones. Por lo tanto. Por lo tanto. Un volumen mínimo de aire de 1/2 litro a 90 metros de profundidad (10 atmósferas de presión) a nivel del mar tendrá un volumen de cinco litros. Dicho de otra manera: la cantidad de aire que debe mandarse al buzo para poder mantener a nivel normal el bióxido de carbono alveolar es directamente proporcional a la presión en la cual está operando. La resistencia al paso del aire a través de las vías respiratorias aumenta en proporción directa de la densidad de la mezcla respirada. relación con la eliminación de CO2. efecto sobre la capacidad respiratoria máxima La densidad del aire aumenta en proporción de la presión. Para expulsar CO2 de los pulmones. lo cual significa que es cuatro veces mayor a 30 metros de profundidad que a nivel del mar y siete veces mayor a 60 metros. los volúmenes de aire a nivel del mar que deben enviársele por minuto para diferentes profundidades son los siguientes: Profundidad (m) Litros por minuto Nivel del mar 42 9 85 18 127 30 169 60 245 90 424 Cambios de densidad en el aire.181 3. . 5 litros. especialmente a los pulmones. pero si el buzo continúa descendiendo. no se hará ningún daño. cuando asciende rápidamente puede sufrir traumas importantes en el tubo gastrointestinal. la compresión puede producir rotura del tímpano. produciendo embolia aérea en la circulación y a menudo. si un buzo ha estado profundamente bajo el mar largo tiempo y ha acumulado grandes cantidades de gas en su abdomen. sin añadir gas a sus cavidades. o sea opresión. la muerte. el aire pasa a los capilares pulmonares. Los efectos más dañinos suceden en los pulmones. para prevenir una compresión de los pulmones.. el buzo deberá inspirar aire adicional a medida que baje. . Por lo tanto. el pánico puede ocasionar que una persona cierre su glotis espásticamente y por lo tanto. cuando queda atrapado en uno de los senos nasales. Cuando los pulmones se han dilatado hasta el límite la presión continúa elevándose y arriba de una presión alveolar de 80 a 100 mm de Hg. pues el volumen al cual los pulmones pueden normalmente llegar es de aproximadamente 1. Si se envían cantidades adicionales de aire a las cavidades durante el descenso. se produzca grave daño en los pulmones. Expansión excesiva de los pulmones por ascenso rápido.embolia gaseosa Se producen efectos pulmonares exactamente opuestos con el ascenso rápido si la persona no expulsa aire de los pulmones al ascender. Esto es llamado en inglés "squeeze".182 FERNANDO HENAO ROBLEDO Profundidad (m) Aire (Porcentaje del normal) Oxígeno-helio (Porcentaje del normal) 8 75 100 + 16 60 100 + 30 50 86 60 35 63 132 24 48 Efecto del descenso rápido (SQUEEZE) Con el descenso rápido. Por desgracia. El aumento de presión de los pulmones frecuentemente produce grandes dilataciones ampollosas en la superficie de los pulmones. los volúmenes de todos los gases del cuerpo se reducen mucho debido a la presión creciente por fuera del cuerpo. el volumen disminuirá mucho y ocurrirán grandes daños en el cuerpo. Cuando queda aire aprisionado en el oído medio durante el descenso. En casos raros. o los desgarra produciendo neumotórax. causa dolor intenso. Curso de higiene industrial. PRESIONES ANORMALES 183 Bibliografía Bernal. . Santa fe de Bogotá. 1a Edición. 1974. Enciclopedia de Medicina. Alfred. Englewood N J. Guyton. Universidad Nacional de Colombia. Madrid. Tratado de Fisiología Médica. Méjico. CIAS. CIAS. 1977. C. 1981. Higiene y Seguridad del trabajo. 5a edición. OIT. Interamericana. Manual de Fundamentos de Higiene Industrial. 1970.3. Sac de Rivadeneyra SA. Jorge R.