El efecto de las vibraciones sobre el cuerpo humano

Las vibraciones, generadas por equipos o máquinas utilizados a menudo en el ámbito laboral, generan consecuencias significativas sobre el cuerpo humano. Cuáles son estos efectos, y cómo se determina la importancia del impacto, lo resumen a continuación docentes de la cátedra Vibraciones Mecánicas y profesionales relacionados con esa disciplina.

Muchos equipos o máquinas que se utilizan para desarrollar tareas laborales generan vibraciones como una consecuencia directa de su funcionamiento. Pensemos en la operación de grandes máquinas viales, tractores, o, en el caso de la construcción, las herramientas del tipo de los martillos neumáticos, cuyo principio de funcionamiento requiere de la presencia inexorable de las vibraciones y los choques.
A pesar de que se conocen efectos adversos de las vibraciones sobre el cuerpo humano desde varias decenas de años atrás, ha sido reciente objeto de estudio en nuestro país, a partir de su inclusión en la legislación. En particular, en la resolución 295 del año 2003 del Ministerio de Trabajo Empleo y Seguridad Social que regula las condiciones de seguridad e higiene en ambientes laborales. Esta normativa reemplazó al decreto 351/79,  reglamentario de la Ley 19587 de seguridad e higiene en el trabajo, en el que se hacía una muy breve mención a la problemática de vibraciones.
Como una forma de marcar la necesidad de considerar los efectos de este fenómeno sobre el cuerpo de las personas, digamos que cada órgano del cuerpo humano puede considerarse en sí mismo como un sistema mecánico independiente con sus propias características de elasticidad, masa y amortiguamiento. Esto define distintas frecuencias naturales para cada órgano o grupo de órganos. La “frecuencia natural” de un sistema mecánico es aquella en la que es posible producir vibraciones de grandes amplitudes con poco aporte externo de energía al sistema. De esta manera, un sistema mecánico presenta en esa “frecuencia natural”, que es característica del propio sistema, una baja oposición a ponerse en movimiento.

Un ejemplo clásico de los efectos de las vibraciones sobre el cuerpo humano, es la aparición de náuseas, en algunas personas, al subir a un barco que se mueve con frecuencias naturales de valores aproximados a las del estómago. La excitación que produce el movimiento impuesto por el buque genera este tipo de situaciones no deseadas.

Federico Miyara, investigador de la Universidad Nacional de Rosario, afirma que “cuando las superficies vibrantes entran en contacto con el cuerpo humano o alguna de sus partes (cabeza, espalda, nalgas, extremidades, manos) se produce una agresión mecánica cuyos efectos pueden ser la incomodidad, la reducción de la eficiencia o inclusive lesiones o estados patológicos. Estos efectos se deben en general a la aparición de fuerzas oscilantes que son contrarrestadas físicamente por tres mecanismos:

  1. La tensión muscular
  2. La compresión de los tejidos
  3. La aceleración de las masas de tejido, produciendo un estrés articulatorio” (Ref. 1)

Para el caso de las vibraciones que afectan a todo el cuerpo, en otro artículo se expone: “no se conocen demasiado aún las secuelas, pero algunos estudios indican que con la exposición prolongada aparecen:

Estas citas inducen a pensar en la necesidad de la prevención de los efectos de las vibraciones en los distintos ambientes en los que una persona desarrolla su actividad diaria.

Normas y medidas

Como decíamos anteriormente, la introducción en nuestro país de la resolución 295 durante el año 2003, creó el interés por evaluar las condiciones de cada puesto de trabajo desde el punto de vista de su afectación por las vibraciones. Esta normativa reconoce como principal antecedente la norma ISO 2631, de la que toma parte de su contenido para el caso de vibraciones sobre el cuerpo entero y la ISO 5349, que se ocupa de las vibraciones segméntales mano – brazo en particular.
En todos los casos, la magnitud involucrada en las mediciones que se realizan para la evaluación es la aceleración, y dichas medidas deben tomarse sobre tres ejes perpendiculares ubicados según las posiciones mostradas en las figuras 1 y 2 para el caso del sistema mano-brazo y para el cuerpo entero respectivamente.

Sistemas de referencia para las aceleraciones en las vibraciones
Figura 1: Sistemas de referencia para las aceleraciones en las vibraciones
transmitidas a través de la mano (biodinámica y basicéntrico)

Sistema de referencia para la medición de vibraciones del cuerpo
Figura 2: Sistema de referencia para la medición de vibraciones del cuerpo
entero en tres posiciones. El origen del sistema es el corazón.

Dichas mediciones de aceleración deben realizarse en forma simultánea en los tres ejes. Para esto existen equipos especialmente acondicionados con acelerómetros triaxiales que permiten realizar la adquisición de los datos de esta manera, y luego ponderan los valores encontrados de acuerdo con la norma ISO de referencia. De esta forma, el mismo equipo indica la dosis aplicada durante la jornada de trabajo y el tiempo máximo de exposición permitido para la tarea monitoreada. En la figura 3 puede verse un gráfico típico que surge del análisis realizado por un equipo del tipo que se describió precedentemente, donde se muestran para una máquina determinada, las aceleraciones en las tres direcciones y su resultante en un intervalo de tiempo de 4 minutos aproximadamente.

 

Gráfico de aceleraciones pico en las tres direcciones principales y su respectiva suma vectorial
Figura 3: Gráfico de aceleraciones pico en las tres direcciones principales y su  respectiva suma vectorial

 

Los rangos de medición de los equipos de medición deben estar comprendidos entre 5 y 1500 Hz para el caso de la vibración mano – brazo y entre 1 y 80 Hz para el caso de la vibración de cuerpo entero. Aunque el cálculo es algo complejo, ya que deben ponderarse los valores de las frecuencias de acuerdo con ciertos criterios, podemos decir en forma simplificada que el criterio para la exposición diaria según la resolución 295/03 del Ministerio de Trabajo y Seguridad Social se basa en que el valor eficaz de la aceleración ponderada para una jornada de trabajo de 8 horas, no puede exceder los 4 m/seg² para el caso mano- brazo y 0,5 m/seg² para el caso de cuerpo entero.

La prevención, aunque difícil en algunos casos, tiene soluciones sencillas en algunos otros, en particular en lo que se refiere a las vibraciones transmitidas por máquinas y equipos rodantes a su conductor.  
Estudios propios han permitido observar que la simple utilización de asientos ergonómicos que posean un aislamiento adecuado para las frecuencias que generan los equipos, permiten reducir en forma marcada las vibraciones que recibe el conductor.
Sin embargo, esta problemática necesita aún mayor difusión a efectos de mitigar sus efectos y las consecuencias sobre la salud de las personas.

Pablo Girón, Salvador La Malfa, Diego Ramborger y Carlos Riesco

Referencias:

  1. Criterios sobre vibraciones, Federico Miyara, FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, INGENIERÍA Y AGRIMENSURA, UNIVERSIDAD NACIONAL DE ROSARIO.
  2. Evaluación de los factores de riesgos físicos: ruidos, vibraciones, Alberto Pelaez, Universidad de Buenos Aires, II Semana Argentina de la Salud + Seguridad en el Trabajo, Buenos Aires, Argentina, 25 al 28 de abril de 2005.