Taller De Vibraciones.docx

Mediciones Ambientales

Taller Vibraciones

Bogotá, D. C., Septiembre 30 del 2018

i.

CONCEPTOS

TEÓRICOS DEFINIR CON SUS PALABRAS: 1. Que es vibraciones:

Se denomina vibración a la propagación de ondas elásticas produciendo deformaciones y tensiones sobre un medio continuo. En su forma más sencilla, una vibración se puede considerar como un movimiento repetitivo alrededor de una posición de equilibrio. (Díaz, 2006) 2. Que son vibraciones mano brazo: La exposición a vibraciones mano-brazo se da en condiciones de trabajo donde la intensidad de la vibración es transmitida a las manos y brazos del trabajador procedente de maquinaria,herramientas o útiles vibrátiles.La exposición a vibración requerida para causar alteraciones depende de diferentes parámetros siendo los más importantes la magnitud de la vibración, la frecuencia y la duración de la exposición tanto diaria como acumulada. (Díaz, 2006)

3. Que son vibraciones cuerpo entero:

La exposición a Vibraciones de Cuerpo Entero (VCE) se produce cuando se transmite a alguna parte del cuerpo el movimiento oscilante de una estructura, ya sea el suelo (parado) o un asiento (sentado). Usualmente son de baja frecuencia. 4. Que es el factor a(8):

Este valor es conocido como el valor de la aceleración eficaz de la vibración a que está sometido el trabajador y el tiempo de exposición a la misma, puede calcularse el valor de A(8) que se hará de manera diferente según se trate de vibraciones mano-brazo o de cuerpo entero. En el caso de las vibraciones transmitidas por el sistema mano-brazo, la aceleración eficaz que se utilizará para la determinación de A(8) es la raíz cuadrada de la suma de cuadrados de los valores eficaces de la aceleración ponderada en frecuencia determinados según los tres ejes de referencia, mientras que en el caso en el caso de las vibraciones transmitidas al cuerpo entero, se toma el máximo de los valores 1,4awx, 1,4awy, awz.

CONTESTE LAS SIGUIENTES PREGUNTAS: 1. Que Enfermedades Laborales están asociadas a la exposición a vibración cuerpo entero:

Una exposición interna y prolongada a vibraciones de cuerpo completo produce un incremento de los riesgos de la salud del trabajador, a través de una serie de alteraciones psico-fisiológicas como por ejemplo: ● Trastornos respiratorios: las vibraciones pueden provocar una hiperventilación.

Trastornos sensoriales y del Sistema Nervioso Central: las vibraciones pueden provocar la llamada "cinetosis" (mareos por movimientos). ● Efectos en el sistema músculo- esquelético. ● Efectos en el sistema circulatorio. ● Efectos en el sistema digestivo. ● Efectos sobre órganos reproductores

Trastornos periféricos, ●

tales como el síndrome de Raynaud, cerca del punto de aplicación de la vibración de cuerpo completo (es decir, los pies de los operarios en posición de pie o, en menor grado, las manos de los conductores). ● Venas varicosas de las piernas, hemorroides y varicocele. ● Cardiopatía isquémica e hipertensión. 4. Alteraciones neurovasculares 2. Que enfermedades laborales están asociadas a la exposición mano brazo:

Efectos agudos: ● Malestar subjetivo: desensibilización de los mecanorreceptores del tejido cutáneo, sensaciones desagradables inespecíficas, dolor. o ● Perturbación de la actividad: aumento temporal de los umbrales vibrotáctiles, deterioro agudo de la sensibilidad, reducción de la percepción sensorial y pérdida de destreza de manipulación.

Efectos no vasculares: ● Esqueléticos: aunque existe controversia al respecto, parece que la exposición a vibraciones es al menos coadyuvante de patologías tales como: dolor localizado, hinchazón, rigidez, deformidades articulares, tendinitis, tenosinovitis, enfermedad de Kienböck, artrosis de codo, y otras. ● Neurológicos: hormigueo y adormecimiento de dedos y manos, desensibilización y atrofia de los receptores táctiles del tejido dérmico, síndrome del túnel carpiano fibrosis y pérdida de fibra nerviosa. ● Musculares: debilidad muscular, dolor en las manos y los brazos, disminución de la fuerza de agarre, contractura de Dupuytren. Efectos Vasculares: ● Fenómeno de Raynaud: también denominado síndrome del dedo blanco, o dedo blanco inducido por vibraciones. 3. Qué actividades laborales son en las que más frecuentemente se identifica exposición a

vibraciones cuerpo entero: ● ● ● ● ● ●

Maquinaria pesada que transmite vibraciones a través del suelo. Carretillas elevadoras. Transporte de mercancías por carretera. Maquinaria agrícola: Tractores, cosechadoras, otras máquinas agrícolas. Maquinaria forestal: autocargador, procesadora, skidder, trituradora y otras máquinas forestales. Vehículos de transporte de personas terrestre (autobús, metro, tren)

4. Qué actividades laborales son en las que más frecuentemente se identifica exposición a

vibraciones mano brazo: ● ● ● ●

Sector de la construcción. Sector agrícola-forestal. Sector metal-mecánico. Sector carpintería.

● Sector de limpieza. ● Sector de talleres de reparación de vehículos. 5. Indique los controles a nivel industrial que más se pueden emplear para el control de la

exposición mano brazo, tomando como orden la Jerarquías de Controles: ● Mantener las herramientas de corte afiladas. ● Colocar adecuadamente las muelas abrasivas, siguiendo las recomendaciones de la entidad fabricante. ● Lubricar cualquier parte móvil de conformidad con las recomendaciones de la entidad fabricante. ● Sustituir las piezas gastadas antes de que el desgaste provoque un incremento significativo de los valores de vibración. ● Efectuar los controles y correcciones de equilibrado necesarios. ● Sustituir los soportes antivibración y las empuñaduras amortiguadas antes de que se deterioren (controlar el deterioro o las fisuras, el hinchamiento y el reblandecimiento, o endurecimiento, de los soportes de goma). ● Revisar y reemplazar los sistemas antivibraciones, rodamientos, engranajes, cojinetes… si están defectuosos. ● Regular los motores. ● Lo más importante elementos de protección personal. 6. Indique los controles a nivel industrial que más se pueden emplear para el control de la

exposición cuerpo entero, tomando como orden la Jerarquías de Controles. ● Mantener en buen estado el firme de las vías de circulación. ● Reemplazar las piezas gastadas, antes de que el desgaste provoque un incremento significativo de los valores de vibración. ● Inspeccionar periódicamente y reemplazar los sistemas antivibraciones, amortiguadores, rodamientos y engranajes si están defectuosos. ● Regular los motores. ● Revisar los neumáticos y asegurarse de que presentan la presión recomendada por la entidad fabricante que depende de estado del terreno y las condiciones de carga. ● Lubricar el asiento y otros sistemas de suspensión, deben ser inspeccionados periódicamente y reemplazarse cuando sea necesario. ● Controlar el desgaste de superficies, la existencia de holguras, el estado de los rodamientos y cojinetes, así como la revisión continua de los elementos de suspensión y equipos auxiliares, estableciendo un programa de mantenimiento para garantizar que se mantiene su eficacia a lo largo del tiempo de uso. ● Lo más importante elementos de protección personal. ii.

EJERCICIOS SOBRE VIBRACIONES 1. En una empresa dedicada a la fabricación de componentes para automóviles (radiadores,

bombas de agua, climatizadores, etc.) se utilizan en la línea de montaje herramientas manuales de accionamiento neumático (básicamente atornilladoras de diferentes tipos y tamaños). En un puesto de trabajo de la línea se utilizan dos de éstas máquinas; una atornilladora para tornillos de cabeza Phillips y una llave de vaso para apretar tuercas. el análisis de la organización del trabajo da los siguientes resultados:

• • • •

Número de tornillos a montar: 500 ud./turno. Duración de la operación de atornillar: 5,4 segundos. Número de tuercas a apretar: 2000 ud./turno. Duración de la operación de apriete: 2,2 segundos.

Las intensidades de la vibración de cada máquina, medidas en la empuñadura, en cada eje dieron los resultados que se indican en la tabla siguiente. El aparato de medida ya incluye la ponderación de frecuencia, de forma que los resultados son directamente los valores de vibración eficaces en cada uno de los ejes.

Atornilladora Aprietatuercas

Eje X (m/s2) Eje Y (m/s2) Eje Z (m/s2) 3,4 0,2 4,6 5,2 3,6 1,1

Determine el factor de vibración A(8) total de la exposición presente de acuerdo a las características anteriores, concluir si existe exposición y plantear alternativas de control Fórmulas: A𝑡 = √𝑡𝑡2 + 𝑡𝑡2 + 𝑡𝑡2 = Atornilladora:

A(8)= A𝑡 √𝑡𝑡/8 =

Ax = 3,4𝑚/𝑚2 Ay = 0,2𝑚/𝑚2 Az = 4,6𝑚/𝑚2 • Número de tornillos a montar: 500 ud./turno. • Duración de la operación de atornillar: 5,4 segundos. T𝑚 = 500 X 5,4𝑚𝑚𝑚 = 2.700𝑚𝑚𝑚/ 3.600𝑚𝑚𝑚 = T𝑡 = 0,75ℎ𝑡 A𝑚 = √3,4

2

+ 0, 22 + 4, 62 =

A(8)= 5,72√0,75/8 =

A𝑡 =5,72𝑡/𝑡2 A(8)= 1,76𝑡/𝑡2

Aprieta tuercas: Ax = 5,2𝑚/𝑚2 Ay = 3,6𝑚/𝑚2 Az = 1,1𝑚/𝑚2 • Número de tuercas a apretar: 2000 ud./turno. • Duración de la operación de apriete: 2,2 segundos. T𝑚 = 2.000 X 2,2𝑚𝑚𝑚 = 4.400𝑚𝑚𝑚/ 3.600𝑚𝑚𝑚 = T𝑡 = 1,22ℎ𝑡 2 A𝑚 = √5,2 2 + 3,6 + 1, 1 = A𝑡 =6,42𝑡/𝑡2

A(8)= 6,42√1,22/8 =

A(8)= 2,50𝑡/𝑡2

Tiempo total de exposición: Fórmula:

A8𝑡 = √𝑡(8)1 2 + 𝑡(8)2 2 =

A8𝑚 = √1,76 2 + 2,50 2 =

A8𝑡 = 3,05𝑡/𝑡2 ≃ 3𝑡/𝑡2

Debido a que en COLOMBIA no se encuentra establecido TLV para vibraciones, se adapta la tabla consolidada en la ACGIH Conferencia Americana de Higienistas Industriales Gubernamentales de los Estados Unidos. No existe exposición para el caso, dado a que el TLV o límite de exposición diaria catalogado para vibraciones mano brazo es 4m/𝑚 2 ; sin embargo se recomienda que se adopten los siguientes controles: uso de guantes antivibratorios. Rotación del personal. Pausas activas durante la jornada de trabajo. Verificar que las herramientas o equipos a trabajar se encuentren en adecuado estado. Práctica de una buena higiene postural. Es recomendable ubicar el pie derecho en frente, de tal manera que la fuerza se distribuya y no se recargue en los miembros superiores. Manipulación segura de herramientas. En lo posible en dirección contraria al cuerpo. Capacitación al personal en manejo de herramienta menor y vibración mano brazo.

2. En una empresa de construcción el operador de máquinas de tipo amarillo realiza las siguientes

actividades en el dia: ● ● ●

2 horas en el montacargas 240 minutos en la retroexcavadora 75 minutos en la vibro compactadora

Equipos en los cuales se encontraron los siguientes valores de acuerdo a un estudio de vibración

Montacargas Retroexcavadora Vibro compactadora

Eje X (m/s2) Eje Y (m/s2) Eje Z (m/s2) 1,4 1,8 1,6 2,1 1,9 2,2 2,5 3,4 2,8

Determine la vibración A(8) total para cada eje de la exposición presente de acuerdo a las características anteriores determine la exposición presente, el grado de riesgo, concluya y proponga acciones de control. Fórmulas: 𝑡𝑡 (8) = 1,4 𝑡𝑡 √𝑡𝑡/8 = 𝑡𝑡 (8) = 1,4 𝑡𝑡 √𝑡𝑡/8 = 𝑡𝑡 √𝑡𝑡/8 = 𝑡𝑡 = √(1,4 𝑡𝑡)2 + (1.4 𝑡𝑡)2 + (𝑡𝑡)2 =

𝑡𝑡 (8) =

Montacargas: T𝑚 = 2hr.

𝑚𝑚 = 1,4𝑚/𝑚2

𝑚𝑚 = 1,8𝑚/𝑚2

𝑚𝑚 =

1,6𝑚/𝑚2 𝑡𝑡 (8) = 1,4 . 1,4 √2/8 = 𝑡𝑡 (8) = 1,4 . 1,8 √2/8 =

𝑡𝑡 (8) = 0,35

𝑡𝑡 (8) = 1,6√2/8 =

𝑚𝑚 (8) =0,28

𝑚𝑚 = √(1,4 . 0,35)

2

𝑡𝑡 (8) = 0,45

+ (1,4 . 0,45)2 + (0,28)

2

𝑡𝑡 =0,96𝑡/𝑡2

=

Retroexcavadora: T𝑚 = 240 minutos

T𝑚 =

240 𝑚𝑚𝑚 60 𝑚𝑚𝑚

T𝑚 = 4hr.

=

𝑚𝑚 = 2,1𝑚/𝑚2 𝑡𝑡 (8) = 1,4 . 2,1 √4/8 = 𝑡𝑡 (8) = 1,4 . 1,9 √4/8 =

𝑚𝑚 = 1,9𝑚/𝑚2 𝑡𝑡 (8) =0,76

𝑡𝑡 (8) = 2,2√4/8 =

𝑚𝑚 (8) =0,55

𝑚𝑚 = √(1,4 . 0,76)

2

𝑚𝑚 = 2,2𝑚/𝑚2

𝑡𝑡 (8) =0,67

+ (1,4 . 0,67)2 + (0,55)

2

=

𝑡𝑡 =2,25𝑡/𝑡2

Vibro compactadora: T𝑚 = 75 min

T𝑚 =

𝑚𝑚 = 2,5𝑚/𝑚2

75𝑚𝑚𝑚

=

60 𝑚𝑚𝑚

𝑚𝑚 = 3,4𝑚/𝑚2

𝑡𝑡 (8) = 1,4 . 2,5 √1,25/8 = 𝑡𝑡 (8) = 1,4 . 3,4 √1,25/8 =

𝑡𝑡 (8) =0,49

𝑡𝑡 (8) = 2,8√1,25/8 =

𝑚𝑚 (8) =0,39

𝑚𝑚 = √(1,4 . 0,49)

2

T𝑚 = 1,25hr. 𝑚𝑚 = 2,8𝑚/𝑚2

𝑡𝑡 (8) =0,67

+ (1,4 . 0,67)2 + (0,39)𝑚 =

𝑡𝑡 =1,71𝑡/𝑡2

ANÁLISIS De acuerdo a la evaluación de la vibración recibida por el trabajador dado a la exposición continua a equipos de construcción tales como: Montacargas, retroexcavadora y vibrocompactadora se puede analizar lo siguiente La exposición al montacargas (0,96m/ 2 ) rebasa el valor de exposición diaria que es de o,5 m/s 2 , lo que indica que es necesario establecer medidas de intervención con el fin de reducir el riesgo de exposición a vibraciones cuerpo entero. Seguido a esto se encuentra la exposición a la retroexcavadora (2,25m/s 2 ), la cual supera los límites máximos de exposición (1,15m/s 2 ), indicando que se deben tomar medidas de inmediato en pro de

reducir la exposición a valores aceptables evitando riesgos potenciales a la salud del trabajador. Finalmente la exposición a la vibro compactadora (1,71 m/s 2 ),donde se superan los limites maximos de exposición conllevando a que el trabajador presente Riesgos potenciales en su salud. Es necesario intervenir inmediatamente con el fin de reducir el nivel de exposición CONTROLES Medición por lo menos el 75% de la jornada laboral Implementar programas de gimnasia laboral Implementar un sistema de amortiguación para los equipos Rotación del personal Realización de pausas activas Vigilancia médica Elementos de protección personal antivibratorios. Mantenimiento preventivo y correctivo a los equipos Capacitación en higiene postural y vibración cuerpo entero Reducir el tiempo de exposición Cambiar métodos y procedimientos de trabajo Reducción de la vibración en la fuente a cargo del fabricante de los equipos.

iii.

PRACTICA DE EQUIPOS

PROCEDIMIENTO REALIZADO EN CLASE Medición de vibración mano brazo en cada herramienta 3 veces, en cada toma anote los valores de la aceleración en los ejes X, Y, y Z.

Una vez realizadas las tomas, realice un promedio de las mediciones de cada herramienta por cada eje, es decir por herramienta, promedie los valores de la aceleración en el eje X, luego los del eje Y y por último los del eje Z. Y con ese promedio por eje realice los cálculos de la aceleración por herramienta, Con base en las tomas realizadas en clase, cuantifique la exposición total si el trabajador labora una carpintería emplea las 3 herramientas evaluadas, defina el nivel de exposición a mano brazo, además analice las herramientas y el trabajo para proponer los controles respectivos con base en la jerarquía de control. Recordar los datos sugeridos de operación: Taladro Negro = 1.500 veces/ día, duración por uso 8 segundos Taladro Naranja = 1.800 veces/ día, duración por uso 5 segundos Pulidora = 120 veces/ día, duración por uso 60segundos

Taladro negro

Taladro naranja

Pulidora

Toma 2𝑚/𝑚2

Toma 3𝑚/𝑚2

Eje

Toma 1𝑚/𝑚2

Promedio𝑚/ 𝑚2

Ax

0,0236

0,0230

0,0232

0,0232

Ay

0,0336

0,0330

0,0332

0,0332

Az

0,0436

0,0430

0,0432

0,0432

Ax

0,0220

0,0231

0,0235

0,0228

Ay

0,0320

0,0331

0.0335

0,0328

Az

0,0420

0,0431

0,0435

0,0428

Ax

0,0221

0,0224

0,0226

0,0223

Ay

0,0321

0,0324

0,0326

0,0323

Az

0,0421

0,0424

0,0426

0,0423

Fórmulas: A𝑡 = √𝑡𝑡2 + 𝑡𝑡2 + 𝑡𝑡2 =

A(8)= A𝑡 √𝑡𝑡/8 =

Taladro Negro Ax = 0,0232𝑚/𝑚2 • •

Ay = 0,0332𝑚/𝑚2

Az = 0,0432𝑚/𝑚2

Número de veces por día 1.500 Duración de 8 segundos por cada vez

T𝑚 = 1.500 X 8𝑚𝑚𝑚 = 12.000𝑚𝑚𝑚/ 3.600𝑚𝑚𝑚 = A𝑚 = √0,0232 2 + 0,03322 + 0,04322 = A(8)= 0,06√3,33/8 =

Taladro Naranja

T𝑡 = 3,33ℎ𝑡 A𝑡 =0,06𝑡/𝑡2

A(8)= 0,04𝑡/𝑡2

l

Ax = 0,0228𝑚/𝑚2 • •

Ay = 0,0328𝑚/𝑚2

Az = 0,0428𝑚/𝑚2

Número de veces por día 1.800 Duración de 5 segundos por cada vez

T𝑚 = 1.800 X 5𝑚𝑚𝑚 = 9.000𝑚𝑚𝑚/ 3.600𝑚𝑚𝑚 = A𝑚 = √0,0228 2 + 0,03282 + 0,04282 =

T𝑡 = 2,5ℎ𝑡 A𝑡 =0,06𝑡/𝑡2

A(8)= 0,03𝑡/𝑡2

A(8)= 0,06√2,5/8 =

Pulidora Ax = 0,0223𝑚/𝑚2 • •

Ay = 0,0323𝑚/𝑚2

Az = 0,0423𝑚/𝑚2

Número de veces por día 120 Duración de 60 segundos por cada vez

T𝑚 = 120 X 60𝑚𝑚𝑚 = 7.200𝑚𝑚𝑚/ 3.600𝑚𝑚𝑚 = A𝑚 = √0,0223 2 + 0,03232 + 0,04232 =

T𝑡 = 2ℎ𝑡 A𝑡 =0,06𝑡/𝑡2

A(8)= 0,03𝑡/𝑡2

A(8)= 0,06√2/8 =

Tiempo total de exposición: De acuerdo a la exposición a los equipos tales como: taladro y pulidora se puede concluir: A8𝑡 = √𝑡(8)1 2 + 𝑡(8)2 2 + 𝑡(8)3 2 =

Fórmula:

A(8)=√0,04

2

+ 0,03

2

+ 0,03

2

NIVEL DE EXPOSICIÓN: El límite diario de exposición en una jornada de 8 horas es aceptable y no supera el límite de exposición.

A8𝑡 = 0,06𝑡/𝑡2 ≃ 1𝑡/𝑡2

MEDIDAS DE CONTROL A TOMAR Teniendo en cuenta la exposición a la que se está expuesto, se puede concluir que no supera el límite permisible para lo cual es necesario implementar medidas de prevención tales como: Dotar al trabajador de guantes antivibración Implementar buenos métodos de trabajo Informar al trabajador sobre los riesgos o consecuencias de la vibración mano-brazo Capacitación en higiene postural y vibraciones Pausas activas Rotación del personal vigilancia médica para llevar el control de su salud. Cuando se está expuesto a una vibración continua, un pequeño descanso de 10 minutos cada hora ayuda a moderar los efectos adversos que la vibración tiene para el trabajador.