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miércoles, julio 17, 2013

Control de Ruido y Vibraciones

Control de Ruido y Vibraciones
Acá les traigo un resumen relacionado al control de ruido y vibraciones extraído del manual de Seguridad Industrial de la MAPRE, recopilación de aspectos importantes vinculados a este tema.

¿Por qué es importante tratar el ruido?

El ruido en el trabajo puede causar un daño que es permanente y genera incapacidad en la audición. Esto puede ser gradual, de la exposición al ruido en el tiempo, pero el daño puede ser causado por ruidos repentinos, y extremadamente fuertes. El daño es perjudicial, ya que puede impedir que la gente sea capaz de comprender el habla, mantenerse al día con las conversaciones o usar el teléfono.
La pérdida de audición no es el único problema. Las personas pueden desarrollar zumbidos, silbidos, zumbidos o zumbido en los oídos, una condición dolorosa que puede conducir a trastornos del sueño e hipoacusia
El ruido en el trabajo puede interferir con las comunicaciones y hacer las advertencias más difícil de escuchar. También puede reducir la conciencia de su entorno de una persona. Estos factores pueden dar lugar a riesgos para la seguridad  poner a las personas en riesgo de lesiones o muerte.

¿Tengo un problema de ruido?

Es probable que tenga que hacer algo sobre el ruido, si cualquiera de las siguientes situaciones: sus empleados tienen que levantar la voz para tener una conversación normal cuando cerca de 2 metros de distancia de por lo menos parte del día, sus empleados utilizan herramientas eléctricas ruidosas o maquinaria por más de media hora al día, su sector es uno conocido por tener tareas ruidosas, por ejemplo, construcción, demolición o reparación de carreteras, la madera, procesamiento de plásticos, ingeniería, fabricación textil, general de fabricación, forja o estampación, papel o cartón de decisiones, enlatado o embotellado, fundición, residuos y reciclaje, hay ruidos debido a los impactos (como martillazos, herramientas neumáticas de impacto, etc), fuentes de explosivos, tales como herramientas accionadas por carga explosiva o detonadores, o armas de fuego. Situaciones en las que tendrá que tener en cuenta las cuestiones de seguridad en relación con el ruido que incluyen:
utiliza sonidos de advertencia para evitar o alertar de situaciones peligrosas prácticas de trabajo se basan en la comunicación verbal hay un trabajo alrededor de la maquinaria móvil o el tráfico

Cómo controlar el ruido

Hay muchas maneras de reducir el ruido y la exposición al ruido. Casi todas las empresas pueden decidir sobre las acciones prácticas y rentables para controlar los riesgos de ruido
En primer lugar, piense en cómo eliminar la fuente de ruido por completo, por ejemplo: una máquina ruidosa que genrera mucho ruido por encima de los 85 decibeles, en la que no puede ser escuchado por los trabajadores. Si eso no es posible, investigar: utilizando equipos más silenciosos o un proceso diferente, más tranquila
Controles de ingeniería / técnica para reducir en la fuente del ruido producido por una máquina o proceso mediante pantallas, barreras, cerramientos y materiales absorbentes para reducir el ruido en su camino hacia las personas expuestas, diseño y trazado de los lugares de trabajo para crear puestos de trabajo tranquilos limitar el tiempo que las personas pasan en áreas ruidosas

Estudio de caso de dos
La elección de equipos más silenciosos y maquinaria
Debe tener en cuenta el ruido, junto con otros factores (aptitud general, por ejemplo, la eficiencia) en la contratación o compra de equipo. Usted debe comparar los datos de ruido de diferentes máquinas, ya que esto le ayudará a comprar de entre los más silenciosos.

Cuando se debe utilizar protección auditiva?

La protección auditiva debe ser emitido a los empleados:
donde se necesita protección adicional por encima de lo que se ha logrado mediante el control del ruido para la protección a corto plazo, mientras que se están desarrollando otros métodos para controlar el ruido.
Usted no debe usar protección para los oídos como una alternativa para el control del ruido, por medios técnicos y organizativos.
Los empleados a los que usted proporciona protección para los oídos deben recibir capacitación sobre cómo usarlo.


Detección de daños a la audición
Si la evaluación del riesgo indica que existe un riesgo para la salud de los trabajadores expuestos a ruido, deben ser objeto de vigilancia sanitaria adecuada (controles auditivos regulares).

Para el control de ruido utilizando métodos de ingeniería, existen las siguientes técnicas.
  1. Aislamiento acústico interior de locales y recintos
  2. Silenciadores de absorción
  3. Silenciadores de reacción
  4. Paneles acústicos (aislamiento acústico aéreo)
  5. Cabinas insonorizadas o modulares

Aislamiento acústico interior de locales y recintos


Este método se aplica al sitio donde se encuentra un foco ruidoso, cuyo objetivo principal es extraer el ruido o energía sonora del campo acústico, y esta es absorbida en los choques sucesivos que se produce en las paredes, y comprende dos elementos

    Ruido recibido directamente (onda acústica directa)
    Ruido reflejado de las distintas superficies (onda acústica reflejada)

La distancia crítica es donde el nivel de presión sonoro  debido a las onda acústica reflejada, se hace igual a la onda acústica directa, se define por la siguiente ecuación:

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Absorción acústica:

Es la propiedad que tiene inmaterial de absorber la energía acústica que se produce en una fuente sonora, es la magnitud que mide la cantidad de energía extraída de un campo acústico cuando la onda sonora pasa a través de un medio determinado. Y se calcula mediante la siguiente expresión:

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A: absorción para la frecuencia f en m ²
Am : absorción media en metros
af = Coeficiente de absorción del material para la frecuencia f
am = Coeficiente medio de absorción
S = Superficie del material en metros.

Constante de un local:
Se define como la capacidad que posee un local, espacio o recinto para absorber el sonido, y se calcula utilizando la siguiente ecuación:

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 Algunos materiales poseen coeficientes de absorción acústica para una frecuencia en Hz determinada, que  permite establecer el nivel de absorción, estos valores vienen dados en las tablas de coeficiente de absorción que se presenta a continuación:

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Tiempo de reverberación:

Se define como el tiempo en que la presión acústica una vez cesada la fuente sonora disminuye 60 decibeles. y viene dada a través de la siguiente ecuación de Sabine:

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Donde 0,163 es una constante, V es el volumen total del recinto en m ³, y A es el absorción total en m ²

Silenciadores de absorción:

Su principio de funcionamiento se fundamenta en la absorción del sonido durante el paso del aire o gas a través de un silenciador. se instalan en conducciones de fluidos que transportan energía sonora para la absorción de ésta.  

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Fig 1. Tipos de silenciadores de absorción (Fuente MAPRE)


Silenciadores de reacción:
Son utilizados para reducir el ruido en sitios donde la salida de gases son muy calientes y a alta velocidad o cuando estos gases están provistos de un elevado nivel de suciedad.

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Fig 2. Tipos de silenciadores de reacción (Fuente MAPRE)

Aislamiento acústico aéreo
Simplemente funciona al colocar un obstáculo sólido no poroso en el camino del ruido u onda acústica, pueden ser simples o compuestas. Y está dada por la siguiente expresión:

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A= índice de aislamiento acústico en dB.
Lt = intensidad acústica incidente
Lt = intensidad acústica transmitida
Lti= Nivel de intensidad acústica incidente
Lit = Nivel de intensidad acústica transmitida.
Al cociente I t / I i se le conoce como coeficiente de transmisión acústica, se simboliza por la letra t, y el índice de aislamiento acústico se podrá expresar así:

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Ley de las masas, aislamiento de un elemento de construcción simple.
Se aplica en función de las propiedades mecánicas del material y se calcula aplicando la ley de las masas y viene dada por:

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Figura 3. Representación gráfica de la ley de las masas
Cabinas insonorizadas:

Esta técnica permite controlar o disminuir el ruido que sale de una fuente sonora, esta es recubierta con material aislante.

 Cabinas modulares:

Control de ruido para una fuente sonoro donde el trabajador debe permanecer dentro del recinto para operarla máquina o equipo

Factor de directividad:
Se simboliza por la letra Q, y se define por la medida del grado en que la energía sonora se concentra en una determinada dirección del espacio.

Va en función de la ubicación de la fuente generadora del ruido, varía si está en el suelo, en el espacio abierto, junto a la pared, o en una esquina, sus valores son 1, 2, 4, 8, para entender mejor esta explicación se presenta una imagen resumida de los diferentes factores de directividad.
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Figura 4 Factor de directividad Q, según posición espacial de la fuente de ruido.

Vibraciones
¿Por qué medir o evaluar la exposición a la vibración?

Podemos sentir vibraciones y saber que la gente podría estar expuesta a ella. Pero no podemos determinar si lo que sentimos va a ser perjudicial. Para eso, hay que medir la exposición a vibraciones.
La vibración es las oscilaciones mecánicas de un objeto alrededor de un punto de equilibrio. Las oscilaciones pueden ser regular, tales como el movimiento de un péndulo o al azar, tales como el movimiento de un neumático en un camino de grava. El estudio de los efectos en la salud de vibración requiere medidas de las ondas de presión "" generales que se generan por el equipo o estructura vibrante.
La Vibración entra en el cuerpo del órgano en contacto con el equipo de vibración. Cuando un trabajador opera equipo de mano, tales como una sierra de cadena o martillo neumático, la vibración afecta a manos y brazos. Dicha exposición se denomina exposición a la vibración mano-brazo. Cuando un trabajador sentado o de pie en el suelo vibra o el asiento, la exposición a la vibración afecta a casi todo el cuerpo y se llama la exposición a vibraciones de cuerpo completo.
El riesgo de lesión inducida por la vibración depende de la exposición diaria promedio. Una evaluación tiene en cuenta la intensidad y la frecuencia de la vibración, la duración (años) de la exposición y la parte del cuerpo que recibe la energía de vibración.
Vibración mano-brazo causa daño a las manos y los dedos. Aparece como daño a los vasos sanguíneos y los nervios en los dedos. La condición resultante se conoce como enfermedad de dedos blancos, fenómeno de Raynaud o el síndrome de vibración mano-brazo (HAVS). Uno de los síntomas es que los dedos afectados pueden volverse blanco, sobre todo cuando se exponen al frío. Enfermedad dedo blanco inducido por vibración también provoca una pérdida de la fuerza de agarre y la pérdida de la sensibilidad al tacto.
El efecto sobre la salud de la vibración de todo el cuerpo es poco conocida. Estudios de los conductores de vehículos pesados ​​han puesto de manifiesto un aumento de la incidencia de los trastornos de intestino y los sistemas circulatorio, musculoesqueléticas y neurológicas.
Sin embargo, los trastornos del sistema digestivo nervioso, circulatorio y no son específicos de exposición a las vibraciones de todo el cuerpo sólo. Estos trastornos pueden ser causados por una combinación de varias otras condiciones de trabajo y los factores de estilo de vida en lugar de por un factor físico por sí solo. Más información está disponible en el documento de respuestas OSH vibración - Efectos sobre la salud que describe los efectos de la vibración mano-brazo y la vibración de todo el cuerpo.

¿Qué es la vibración?

Si pudiéramos mirar un objeto que vibra en cámara lenta, se puede ver los movimientos en diferentes direcciones. Cualquier vibración tiene dos cantidades mensurables. ¿A qué distancia (amplitud o intensidad) y la rapidez (frecuencia) el objeto se mueve ayuda a determinar sus características vibratorias. Los términos utilizados para describir este movimiento son la frecuencia, la amplitud y la aceleración.

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Figura 1 - Representación de las medidas de exposición a las vibraciones
Frecuencia

Un objeto que vibra se mueve hacia adelante y hacia atrás de su posición estática normal. Un ciclo completo de la vibración se produce cuando el objeto se mueve de una posición extrema en el otro extremo, y viceversa. El número de ciclos que un objeto vibrante completa en un segundo se llama frecuencia. La unidad de frecuencia es el hertzio (Hz). Un hertzio es igual a un ciclo por segundo.

Amplitud

Un objeto vibrante se mueve a una cierta distancia máxima a ambos lados de su posición estacionaria. La amplitud es la distancia desde la posición estacionaria a la posición máxima de cada lado y se mide en metros (m). La intensidad de la vibración depende de la amplitud.
Aceleración (medida de la intensidad de la vibración)
La velocidad de un objeto vibrante varía de cero a un máximo durante cada ciclo de vibración. Se mueve más rápido a medida que pasa a través de su posición estacionaria natural a una posición extrema. El objeto vibrante se ralentiza a medida que se acerca al extremo, donde se detiene y entonces se mueve en la dirección opuesta a través de la posición estacionaria hacia el otro extremo. Velocidad de vibración se expresa en unidades de metros por segundo (m / s).
La aceleración es una medida de la rapidez con los cambios de velocidad con el tiempo.La medida de la aceleración se expresa en unidades de (metros por segundo) por segundo o metros por segundo al cuadrado (m / s 2). La magnitud de los cambios de aceleración de cero a un máximo durante cada ciclo de vibración. Se aumenta a medida que vibra objeto se mueve más lejos de su posición estática normal.

¿Qué es la resonancia?


Cada objeto tiende a vibrar en una frecuencia particular que se llama la frecuencia natural. La medida de la frecuencia natural depende de la composición del objeto, su tamaño, estructura, peso y forma. Si se aplica una fuerza de vibración en el objeto con su frecuencia igual a la frecuencia natural, que es una condición de resonancia. Una máquina de vibración transfiere la cantidad máxima de energía a un objeto cuando la máquina vibra a la frecuencia de resonancia del objeto.

¿Cómo se produce la exposición a la vibración?

El contacto con una máquina de transferencia de energía de vibración vibra para órgano de una persona. Sabemos que la vibración afecta el órgano en contacto, tales como las manos. Pero no entendemos completamente cómo la vibración puede afectar otras partes del cuerpo del trabajador o únicamente un órgano en particular seleccionado. El efecto de la exposición a las vibraciones depende también de la frecuencia de vibración. Cada órgano del cuerpo tiene su propia frecuencia de resonancia. Si la exposición se produce en o cerca de cualquiera de estas frecuencias de resonancia, el efecto resultante es mucho mayor.
Exposición a la vibración segmentaria afecta a un órgano, una parte o "segmento" del cuerpo. El tipo de exposición a la vibración segmentaria más estudiada y la más común es la exposición a la vibración mano-brazo que afecta las manos y los brazos. Grupos ocupacionales expuestos incluyen operadores de motosierras, herramientas de viruta, martillos neumáticos, taladros pata del gato, molinos y muchos otros trabajadores que utilicen herramientas vibratorias portátiles.
Todo el cuerpo de la energía de vibración entra en el cuerpo a través de un asiento o en el suelo, y que afecta a todo el cuerpo o de un número de órganos en el cuerpo. Grupos expuestos incluyen los operadores de camiones, autobuses, tractores y los que trabajan en las plantas de vibración. 

La Tabla 1 enumera ejemplos de exposición a las vibraciones en diversas industrias.

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Todo sistema mecánico que posea masa y rigidez posee su propia frecuencia natural, originada luego de que el sistema se desligue o libere de la fuerza que originó un desplazamiento de su posición de reposo. La frecuencia natural amortiguada se expresa mediante la siguiente ecuación:

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Donde
fn = frecuencia natural en Hz
K= rigidez del aislador en kg/cm
W= peso del cuerpo en kg
g= aceleración de la gravedad 9,8 m/seg ²

Existen una serie de materiales con propiedades amortiguadoras de las vibraciones, entre estos se puede mencionar:

1-     Caucho Shock
2-     Caucho sintético
3-     Caucho spring
4-     Acero

De igual manera se emplean técnicas de aislamiento para el control de vibraciones siendo los elementos antes mencionado utilizados como asilamiento y amortiguación de vibraciones, se dice que el índice de aislamiento es necesario tomar en cuenta la relación que existe entre la señal emitida por la energía y la señal que se transmite al suelo, esto se conoce como transmisibilidad y está dada por la siguiente expresión:

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Donde f = frecuencia de excitación
           fn = frecuencia natural


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En el mismo orden de ideas el aislamiento se podrá definir por:

                      Aislamiento % = 100Control de Ruido y Vibraciones 16
Tipos de elementos antivibratorios: se tomará en cuenta el tipo de material n cuanto a sus características y de la máquina a tratar.
Los más comunes y por ende  son más utilizados:
1-     Resortes metálicos
2-     Caucho
3-     Rellenos elásticos.

Para aislar componentes de gran magnitud que requieran de un gran aislamiento se utilizarán sistemas compuestos de aislamiento.
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Fuente manual de la MAPRE


Ingeniero en Higiene y Seguridad Laboral: Pablo Torres
17/07/2013
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