La vibración es un movimiento oscilatorio. Este capítulo resume las respuestas humanas a las vibraciones de todo el cuerpo, las vibraciones transmitidas por la mano y las causas del mareo por movimiento.

Vibración de cuerpo entero ocurre cuando el cuerpo se apoya sobre una superficie que vibra (p. ej., cuando se sienta en un asiento que vibra, se para en un piso que vibra o se recuesta sobre una superficie que vibra). La vibración de todo el cuerpo ocurre en todas las formas de transporte y cuando se trabaja cerca de alguna maquinaria industrial.

Vibración transmitida a mano es la vibración que entra al cuerpo a través de las manos. Es causada por varios procesos en la industria, la agricultura, la minería y la construcción donde las herramientas o piezas de trabajo que vibran se agarran o empujan con las manos o los dedos. La exposición a vibraciones transmitidas por la mano puede conducir al desarrollo de varios trastornos.

Cinetosis puede ser causado por la oscilación de baja frecuencia del cuerpo, algunos tipos de rotación del cuerpo y el movimiento de las pantallas en relación con el cuerpo.

Magnitud

Los desplazamientos oscilatorios de un objeto involucran alternativamente una velocidad en una dirección y luego una velocidad en la dirección opuesta. Este cambio de velocidad significa que el objeto está acelerando constantemente, primero en una dirección y luego en la dirección opuesta. La magnitud de una vibración se puede cuantificar por su desplazamiento, su velocidad o su aceleración. Por conveniencia práctica, la aceleración generalmente se mide con acelerómetros. Las unidades de aceleración son metros por segundo por segundo (m/s²). La aceleración debida a la gravedad de la Tierra es de aproximadamente 9.81 m/s².

La magnitud de una oscilación se puede expresar como la distancia entre los extremos alcanzados por el movimiento (el valor pico a pico) o la distancia desde algún punto central hasta la desviación máxima (el valor pico). A menudo, la magnitud de la vibración se expresa en términos de una medida promedio de la aceleración del movimiento oscilatorio, generalmente el valor de la raíz cuadrada media (m/s² rms). Para un movimiento de frecuencia única (sinusoidal), el valor rms es el valor máximo dividido por √2.

Para un movimiento sinusoidal la aceleración, a (en m/s²), se puede calcular a partir de la frecuencia, f (en ciclos por segundo), y el desplazamiento, d (en metros):

un = (2πf)²d

Esta expresión se puede usar para convertir medidas de aceleración en desplazamientos, pero solo es precisa cuando el movimiento ocurre en una sola frecuencia.

A veces se utilizan escalas logarítmicas para cuantificar las magnitudes de vibración en decibelios. Cuando se usa el nivel de referencia en la Norma Internacional 1683, el nivel de aceleración, L_a, se expresa por L_a = 20log₁₀(a/a₀), dónde a es la aceleración medida (en m/s² rms) y a₀ es el nivel de referencia de 10^-6 Sra². En algunos países se utilizan otros niveles de referencia.

Frecuencia

La frecuencia de vibración, que se expresa en ciclos por segundo (hertz, Hz), afecta la medida en que la vibración se transmite al cuerpo (p. ej., a la superficie de un asiento o al mango de una herramienta vibratoria), la medida en que que se transmite a través del cuerpo (por ejemplo, desde el asiento hasta la cabeza), y el efecto de la vibración en el cuerpo. La relación entre el desplazamiento y la aceleración de un movimiento también depende de la frecuencia de oscilación: un desplazamiento de un milímetro corresponde a una aceleración muy baja a frecuencias bajas pero una aceleración muy alta a frecuencias altas; el desplazamiento de la vibración visible para el ojo humano no proporciona una buena indicación de la aceleración de la vibración.

Los efectos de la vibración de todo el cuerpo suelen ser mayores en el extremo inferior del rango, de 0.5 a 100 Hz. Para las vibraciones transmitidas a mano, las frecuencias de hasta 1,000 Hz o más pueden tener efectos perjudiciales. Las frecuencias por debajo de 0.5 Hz pueden causar mareos.

El contenido de frecuencia de la vibración se puede mostrar en espectros. Para muchos tipos de vibraciones de cuerpo entero y transmitidas por la mano, los espectros son complejos y se produce algo de movimiento en todas las frecuencias. Sin embargo, a menudo hay picos que muestran las frecuencias en las que se produce la mayor parte de la vibración.

Dado que las respuestas humanas a la vibración varían según la frecuencia de la vibración, es necesario ponderar la vibración medida según la cantidad de vibración que se produce en cada frecuencia. Las ponderaciones de frecuencia reflejan la medida en que la vibración causa el efecto no deseado en cada frecuencia. Se requieren ponderaciones para cada eje de vibración. Se requieren diferentes ponderaciones de frecuencia para la vibración de todo el cuerpo, la vibración transmitida a mano y el mareo por movimiento.

Dirección

La vibración puede tener lugar en tres direcciones de traslación y tres direcciones de rotación. Para personas sentadas, los ejes de traslación se designan x-eje (adelante y atrás), y-eje (lateral) y
z-eje (vertical). rotaciones sobre el x-, y- y z-los ejes se designan r_x (rollo), r_y (tono) y r_z (guiñada), respectivamente. La vibración generalmente se mide en las interfaces entre el cuerpo y la vibración. Los principales sistemas de coordenadas para medir la vibración con respecto a la vibración de todo el cuerpo y transmitida por la mano se ilustran en los siguientes dos artículos del capítulo.

Duración

Las respuestas humanas a las vibraciones dependen de la duración total de la exposición a las vibraciones. Si las características de la vibración no cambian con el tiempo, la raíz cuadrática media de la vibración proporciona una medida conveniente de la magnitud promedio de la vibración. Entonces, un cronómetro puede ser suficiente para evaluar la duración de la exposición. La gravedad de la magnitud media y la duración total se pueden evaluar con referencia a las normas de los siguientes artículos.

Si las características de vibración varían, la vibración promedio medida dependerá del período durante el cual se mide. Además, se cree que la aceleración cuadrática media subestima la severidad de los movimientos que contienen choques o que son altamente intermitentes.

Muchas exposiciones ocupacionales son intermitentes, varían en magnitud de un momento a otro o contienen choques ocasionales. La severidad de tales movimientos complejos se puede acumular de una manera que da el peso apropiado a, por ejemplo, períodos cortos de vibración de alta magnitud y períodos largos de vibración de baja magnitud. Se utilizan diferentes métodos para calcular las dosis (consulte “Vibración de todo el cuerpo”, “Vibración transmitida por la mano” y “Mareo por movimiento” en este capítulo).

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