Introducción
Para la evaluación de la exposición a vibraciones, en el contexto de la Unión Europea, donde es de aplicación la Directiva 2002/44/CE, se han llevado a cabo en los últimos años por diferentes organismos e instituciones especializadas en el campo de la prevención de riesgos laborales (HSE, IFA, INAIL, INRS, INSHT, etc.) el desarrollo de diferentes herramientas informáticas gratuitas con acceso y/o descarga online que permiten el cálculo y la valoración del parámetro A(8).
Dichas herramientas se pueden dividir básicamente en hojas de cálculo, que permiten el proceso de cálculo del parámetro en cuestión, y en aplicaciones informáticas, las cuales ayudan en el proceso de evaluación en un sentido amplio, es decir, considerando información adicional respecto a la aceleración y el tiempo de exposición.
Aunque las herramientas de cálculo tienen como nexo común la Directiva especificada, no pueden considerarse equivalentes puesto que cada país miembro de la Unión Europea ha realizado su propia y preceptiva transposición, de forma que los organismos que específicamente las han desarrollado no tienen necesariamente criterios técnicos de aplicación coincidentes. No obstante, estas herramientas sí pueden resultar de interés en determinados procesos como el presente que requieran de referencias tecnológicas de forma que atendiendo al artículo 5.3 del Real Decreto 39/97 proporcionen suficiente nivel de confianza.
En cualquier caso, en España el órgano científico técnico especializado que ha desarrollado un calculador específico para la evaluación de Vibraciones transmitidas al cuerpo entero (VCC) y Vibraciones transmitidas al sistema mano – brazo (VMB) es el Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo (INSHT), que será la herramienta que se tome como referencia principal en el diseño del presente trabajo.
Esta herramienta del INSHT, 2012, es susceptible de mejoras, pudiéndose indicar las siguientes [1]:
- Permitir el cálculo del parámetro A(8) a partir de los resultados de un análisis en tercios de octava expresados en función de sus frecuencias centrales
- Permitir el cálculo del parámetro A(8) a partir de los componentes de aceleración ponderada en frecuencia en los tres ejes cuando se trata de VMB
- Permitir el cálculo del parámetro A(8) para periodos superiores a un día
- Cuando se trate del empleo de la metodología por estimación, permitir asociar un factor de corrección al valor proporcionado por el fabricante según tipo de herramienta (motor de combustión, neumática, eléctrica), para el caso en el que dicho valor se haya medido en una única dirección y/o no se tenga la certeza de que sea medición con respecto a los tres ejes ortogonales
- Poder considerar incertidumbres asociadas a la estrategia de medición, a la propia medición (aceleración), etc.
Por tanto, el objetivo principal el de es desarrollar una herramienta de cálculo que optimice los aspectos susceptibles de mejora para el cálculo de vibraciones mecánicas transmitidas al sistema mano – brazo y al cuerpo entero, tomando como referencia el análisis a efectuar de los calculadores existentes actualmente de origen europeo y en especial el español publicado por el Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo.
Se pretende desarrollar una hoja de cálculo Excel© que integre los cálculos básicos contemplados en el Real Decreto (R.D.) 1311/2005, los nuevos aspectos que se definirán en apartados sucesivos tras el mencionado análisis de herramientas o calculadores y lo contemplado en la normativa de referencia en lo que se refiere a la incorporación de factores de corrección o incertidumbre.
Además, se seguirán criterios ergonómicos para su diseño de forma que permita su manejo de forma sencilla y sin perjudicar la seguridad y salud del técnico usuario.
Metodología
La metodología a seguir para desarrollar el presente trabajo consiste en seguir los siguientes puntos:
- Analizar la herramienta de cálculo de vibraciones del INSHT, de la que se identificarán los aspectos susceptibles de mejora dentro de los márgenes de la normativa de aplicación, tomando como referencia:
- Otras herramientas de cálculo desarrolladas por organismos equivalentes al INSHT en países miembro de la Unión Europea, como HSE (Reino Unido), IFA y LA (Alemania), INAIL (Italia), INRS (Francia), INSHT (España), Umeã (Suecia)
- Normativa de aplicación en España, es decir, legislación de obligado cumplimiento en materia de prevención de riesgos laborales y documentación técnica específica en materia de VCC y VMB como normas UNE, Notas Técnicas de Prevención, Guías Técnicas, etc.
- Seleccionar de los aspectos anteriores aquellos que sean susceptibles de implementar mediante hoja de cálculo junto a los ya contemplados en la herramienta del INSHT (2012)
- A partir de los resultados anteriores, desarrollar una hoja de cálculo (Excel©)
- Validar la herramienta de cálculo diseñada mediante supuestos prácticos contrastados analíticamente
Resultados
Con la comprobación de la fiabilidad de las pestañas de la hoja de cálculo Excel© planteada, a partir del uso del calculador on line del INSHT, se verifica que la herramienta de cálculo es válida tanto en la metodología de cálculo como en la disciplina de ergonomía a partir de la comprobación con la aplicación informática PVCHECK del INSHT.
Figura 1. Pantalla de inicio de la herramienta de cálculo diseñada (Excel©).
Figura 2. Pantalla tipo para la inserción de datos iniciales de identificación de herramienta, aceleración y tiempo de exposición.
Figura 3. Selección de valores para el cálculo de la exposición, como el origen de datos, la incertidumbre y factores de corrección incluyendo valores parciales obtenidos como la aceleración de cada herramienta los tiempos hasta alcanzar valores que dan lugar a una acción y valores límite.
Figura 4. Obtención de resultados: valor de la exposición diaria normalizado para un periodo de 8 horas y propuesta de medidas preventivas o correctoras indicaciones contempladas en el R.D. 1311/2005.
La herramienta diseñada es una mejora de las herramientas europeas existentes en lo que se refiere a la definición de la evaluación, ampliación del cálculo (exposición mayores de 1 día hasta 40 horas semanales, 5 días) y actualización de nuevos parámetros contemplados en normativa de aplicación a la evaluación por exposición a vibraciones mecánicas (factores de corrección e incertidumbre).
Como resultado a enfatizar, permite obtener un informe resumen de la evaluación de riesgos por exposición a vibraciones mecánicas contemplando los parámetros relevantes como son el valor de la exposición diaria normalizado para periodo de referencia de 8 horas, A(8), los tiempos que limitan la utilización continuada de una herramienta o máquina a partir de los cuales se pueden producir efectos en menor o mayor medida graves para la salud del trabajador (tiempos hasta valores que dan lugar a una acción y valores límite respectivamente) y las recomendaciones contempladas en la normativa [2] en función de cada caso que encaminan la definición de medidas de prevención o protección a adoptar en caso de ser necesarias.
Figura 5. Formato del resumen de resultados y recomendaciones para la evaluación de riesgos por exposición a vibraciones transmitidas al sistema mano-brazo.
Por otro lado, en el propio calculador se tiene el resumen de las bases teóricas explicadas que contempla la normativa de vibraciones mecánicas y la recopilación de fuentes de información como son otras bases de datos on line de organismos públicos para poder realizar evaluaciones de riesgo por estimación, siempre contemplando los requisitos de condiciones de funcionamiento reales de equipos similares, equipos en buenas condiciones, el mantenimiento se realice según recomendaciones del fabricante y las herramientas y accesorios insertados deben ser similares a los empleados para la determinación de los valores de aceleración declarados [3], además de la posibilidad de utilizar otras herramientas publicadas por entidades oficiales con fiabilidad contrastada por medio de tener a disposición del usuario los enlaces directos a sus páginas web.
Figura 6. Base teórica incluida en la herramienta de cálculo para la valuación de riesgos por exposición a vibraciones transmitidas al sistema mano-brazo.
Figura 7. Base teórica incluida en la herramienta de cálculo para la evaluación de riesgos por exposición a vibraciones transmitidas al cuerpo entero.
Figura 8. Base teórica incluida en la herramienta de cálculo para la evaluación de riesgos por exposición a vibraciones para periodos superiores a 1 día.
Figura 9. Formato seguido para los enlaces directos a otros calculadores y bases de datos en la herramienta de cálculo.
Figura 10. Formato seguido para los enlaces directos a la normativa de aplicación en la herramienta de cálculo.
Y, añadir que a partir del desarrollo de la hoja de cálculo Excel© se han detectado posibles carencias en el campo de la evaluación por exposición a vibraciones mecánicas que se desarrollarán en el apartado siguiente de discusión.
Discusión de resultados
El objetivo inicial establecido ha sido el de identificar los aspectos susceptibles de mejora de las herramientas existentes para el cálculo de vibraciones mecánicas europeas, en especial la española publicada por el Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo, con el fin de desarrollar una hoja de cálculo Excel© que integrase los cálculos básicos y los nuevos aspectos de mejora contemplados tras el análisis detallado de las herramientas o calculadores, así como de la normativa de aplicación.
Para dicho análisis se contemplaron dos grupos de estudio, esto es los calculadores relacionados con las VMB y el segundo con las VCC. Estos grupos no son comparables entre sí por seguir distinta formulación y criterios de valoración, pero sí internamente. Mencionar que determinadas herramientas de cálculo contemplan la evaluación a partir del sistema por puntos, lo que no se ha analizado por no ser un criterio uniforme en todas, sí siéndolo la comparativa por el método de evaluación a partir del parámetro A(8).
En la hoja de cálculo diseñada se ha tenido en cuenta la posibilidad de combinar herramientas con origen de datos diferenciados, es decir, según sea dado por el fabricante con estimación de aceleración a partir de mediciones uniaxiales o triaxiales, o por estimación del técnico que realiza la evaluación. Se ha creído conveniente esta posibilidad puesto que en la práctica existe una elevada probabilidad de encontrar, durante una evaluación por exposición a vibraciones mecánicas, herramientas o maquinaria diferenciadas en cuanto a datos de los que partir, sin embargo hay que aclarar que en la normativa de referencia no queda claramente definido si es adecuado seguir esta hipótesis. En cualquier caso, si no se aceptase esta hipótesis, el técnico siempre puede seleccionar manualmente la misma fuente de datos para cumplir los requisitos que vayan definiéndose en normativa o guías de aplicación.
Por otro lado, en lo que se refiere a la incertidumbre debido al procedimiento de medición y cálculo, como por ejemplo ocurre con el ruido [4], no existen suficientes datos de investigación o normativa alguna que determinen su valor real de forma fehaciente.
En un estudio relativamente reciente realizado por el INSHT sobre vibraciones, se llegó a la determinación de que la incertidumbre asociada a las medidas de vibraciones fue del 26 % [5]. El organismo análogo inglés estableció que los errores derivados del muestreo y la medición del valor de la vibración, y la estimación de la estimación, puede dar lugar a una variación inferior o superior del parámetro A(8) de al menos 20 % [6]. Y, la Guía no vinculante sobre buenas prácticas para la aplicación de la Directiva 2002/44/CE establece que la incertidumbre asociada se sitúa entre -40% y +20% del valor real [7].
Por tanto, a falta de mayor definición se optó por este último criterio, dando posibilidad en la hoja de cálculo a insertar manualmente valores si a posteriori se demuestra y define que esta hipótesis no es adecuada.
Del mismo modo, no queda especificada la inclusión del factor de incertidumbre o corrección asociado al valor de aceleración para la obtención del tiempo de exposición hasta alcanzar los valores que dan lugar a una acción y los valores límite, por lo que se da la posibilidad de incluirlo en el cálculo o no.
En cuanto a la incertidumbre asociada a la consideración del dato de aceleración a partir de estimación, en el caso de ser medición en un único eje según fabricante u otras fuentes como bases de datos, en la norma CEN/TR 15350 IN [8] se define el factor de corrección “c” aplicable a las herramientas que transmiten VMB. El inconveniente encontrado ha sido que es una referencia reciente y aún de difícil interpretación en determinados casos, es por ello que se optó por establecer para cada una de las fuentes de alimentación de las herramientas el valor más desfavorable para nunca infravalorar el parámetro A(8) calculado. Con ello se consigue quedar del lado de la seguridad sin supravalorar la protección, puesto que las variaciones del factor de corrección “c” dentro de cada uno de los grupos según fuente de alimentación es de + 0,5.
Dado que los calculadores actuales no contemplan las consideraciones anteriores, se creía conveniente el actualizarlos según la normativa de aplicación mediante el desarrollo del presente trabajo. La ley de prevención de riesgos laborales en España data del año 1995 y el Real Decreto español que desarrolla la exposición a vibraciones mecánicas es del año 2005, de relativa reciente aprobación, de lo que se deduce que aún en la actualidad se están llevando a cabo investigaciones y se están aprobando nuevas normas que permitan una mayor definición y aproximación al valor real a calcular para obtener una evaluación de riesgos por exposición a vibraciones mecánicas más ajustada a la actual.
Tras el análisis realizado y el desarrollo completo del trabajo, con la comprobación de su validez, se han detectado ciertas mejoras que podrían dar lugar a posteriores investigaciones dentro del campo de la Higiene industrial, en concreto para la exposición a vibraciones mecánicas y, por tanto, mejorar la herramienta de cálculo diseñada. Se sugieren los siguientes temas:
- Estudio de la adecuación de considerar el factor de corrección “c” más desfavorable para la exposición a VMB frente al valor de aplicación real según la fuente de alimentación de la herramienta
- Estudio de la adecuación de considerar el uso durante la jornada de trabajo de herramientas con distintos orígenes del valor de aceleración dato, lo que propicia el tener en cuenta combinación de distintos factores de corrección o incertidumbre
- Investigación para determinar un rango de valores menor para el factor de incertidumbre asociado a los errores derivados del muestreo y la medición del valor de la vibración, y la estimación de la estimación
- Seguir investigando en el ajuste de la incertidumbre dada por el fabricante cuando realice mediciones triaxiales, factor “k”, para establecer si el valor se aproxima a la realidad o se encuentra infravalorado o sobrevalorado
- Estudio para determinar si se considera adecuado tener en cuenta al factor de corrección o incertidumbre asociado al origen del dato de aceleración para el cálculo de los tiempos de exposición hasta obtener valores que dan lugar a una acción o valores límite
- Estudio de procedimientos de medición y cálculo que contemplen la incertidumbre
Conclusiones
Se han alcanzado los objetivos propuestos inicialmente a partir del análisis meticuloso de cada calculador europeo especificado en su idioma de referencia y la normativa de aplicación, lo que ha desencadenado un diseño concienzudo de las distintas pestañas contempladas en la hoja de cálculo Excel©.
Con la adición del factor de corrección o incertidumbre, según corresponda, se han encontrado diferencias significativas en los resultados con respecto a su no consideración, aspecto contemplado en las herramientas de cálculo actuales. Ejemplo de ello donde se aprecia la gran diferencia podrían ser el suponer un factor de incertidumbre del – 40 %, lo que da lugar a una variación del 40 % en el valor A(8) calculado con respecto a su no consideración, o considerar un factor de corrección 2 en una herramienta (caso de una fuente de exposición) o todas las herramientas insertadas (caso de varias fuentes de exposición) lo que daría lugar a una variación del 50% del valor A(8).
Además, se permite el cálculo para tiempos de exposición mayores a un día, contemplado en el R.D. 1311/2005 y su guía técnica, con lo que se da respuesta a la medida preventiva de evitar o reducir la exposición a vibraciones mecánicas diaria (un día o jornada laboral) cuando se tiene que es ocasional superar el valor límite de exposición según recoge el Real Decreto citado al inicio del párrafo.
A partir de todo ello, se ha logrado un diseño de la hoja de cálculo adecuado siguiendo criterios ergonómicos, con lo que se pretende reducir al mínimo la fatiga física y mental de los trabajadores que utilizan pantallas de visualización de datos y manejan cierto volumen de datos. Además de facilitar la evaluación de riesgos por exposición a vibraciones mecánicas minimizando coste y tiempo a los técnicos superiores en prevención de riesgos laborales que deseen utilizarla.
Por último, destacar que es una herramienta innovadora y de utilidad técnica y académica que añade conceptos y variables no contemplados con anterioridad, de aplicación actual y con previsión para desarrollo y mejoras futuras.
Agradecimientos
Al profesorado de la titulación del Máster en Prevención de Riesgos Laborales de la Universidad de Alicante y en particular a mi tutor del trabajo fin de máster.
Una versión preliminar de este artículo se presentó en el congreso ORPconference 2014.
Referencias bibliográficas
- 1. F. García; Las vibraciones mecánicas en el ambiente laboral. Depósito legal: MU2.4102006
- 2. Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo (INSHT); Guía Técnica para la Evaluación y Prevención de los Riesgos relacionados con las vibraciones mecánicas (R.D. 1311/05)
- 3. INSHT; Real Decreto 1311/2005, de 4 de noviembre, sobre la protección de la salud y la seguridad de los trabajadores frente a los riesgos derivados o que puedan derivarse de la exposición a vibraciones mecánicas. BOE nº 265 05noviembre2005
- 4. Asociación Española de Normalización y Certificación (AENOR); UNEEN ISO 9612. Acústica, Determinación de la exposición al ruido en el trabajo. Método de ingeniería. Madrid, 2009
- 5. F. Ayo; Estudio del nivel de exposición a vibraciones mecánicas en los puestos de trabajo. Jornada Técnica ¿Cómo evaluar las vibraciones mecánicas? R.D. 1311/2005 del INSHT, 2011
6. Health and Safety Executive (HSE); Hand-arm vibration. The Control of Vibration at Work Regulations 2005. Guidance on Regulations, U.K., 2008. ISBN 978 0 7176 6125 1. Disponible en http://www.hse.gov.uk/pubns/priced/l140.pdf
- 7. Comisión Europea; Guía no vinculante sobre buenas prácticas para la aplicación de la Directiva 2002/44/ce (vibraciones en el trabajo). Luxemburgo: Oficina de Publicaciones Oficiales de las Comunidades Europeas, 2008. ISBN 97892790785346
- 8. AENOR; CEN/TR 15350 IN. Vibraciones mecánicas. Directrices para la evaluación de la exposición a las vibraciones transmitidas por la mano usando la información disponible incluyendo la información proporcionada por los fabricantes de maquinaria. Madrid, 2008
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