36. Aumento de la presión barométrica
Redactor del capítulo: Francisco TJR
Índice del contenido
Trabajo bajo presión barométrica aumentada
eric kindwall
Dees F Gorman
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1. Instrucciones para trabajadores de aire comprimido
2. Enfermedad por descompresión: clasificación revisada
37. Presión barométrica reducida
Redactor del capítulo: Walter Dummer
Aclimatación Ventilatoria a Gran Altitud
John T. Reeves y John V. Weil
Efectos fisiológicos de la presión barométrica reducida
Kenneth I. Berger y William N. Rom
Consideraciones de salud para la gestión del trabajo en altitudes elevadas
Juan b oeste
Prevención de Riesgos Laborales en Alturas
Walter Dummer
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38. Peligros biológicos
Redactor del capítulo: Zuheir Ibrahim Fajri
Riesgos biológicos en el lugar de trabajo
Zuheir I. Fakhri
Animales acuáticos
D. Zannini
Animales Venenosos Terrestres
JA Rioux y B. Juminer
Características clínicas de la mordedura de serpiente
David A. Warrell
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1. Entornos laborales con agentes biológicos
2. Virus, bacterias, hongos y plantas en el lugar de trabajo
3. Los animales como fuente de riesgos laborales
39. Desastres Naturales y Tecnológicos
Redactor del capítulo: Muelle Alberto Bertazzi
Desastres y Accidentes Mayores
Muelle Alberto Bertazzi
Convenio de la OIT sobre la prevención de accidentes industriales mayores, 1993 (núm. 174)
Preparación para desastres
Pedro J. Baxter
Actividades posteriores al desastre
Benedetto Terracini y Úrsula Ackermann-Liebrich
Problemas relacionados con el clima
jean francés
Avalanchas: peligros y medidas de protección
Gustav Pointingl
Transporte de Material Peligroso: Químico y Radiactivo
donald m campbell
Accidentes de radiación
Pierre Verger y Denis Winter
Estudio de caso: ¿Qué significa dosis?
Medidas de seguridad y salud en el trabajo en zonas agrícolas contaminadas por radionucleidos: la experiencia de Chernóbil
Yuri Kundiev, Leonard Dobrovolsky y VI Chernyuk
Estudio de caso: Incendio en la fábrica de juguetes Kader
Beca Casey Cavanaugh
Impactos de los desastres: lecciones desde una perspectiva médica
José Luis Zeballos.
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1. Definiciones de tipos de desastres
2. Promedio de 25 años de número de víctimas por tipo y región: desencadenante natural
3. Promedio de 25 años de número de víctimas por tipo y región: desencadenante no natural
4. Promedio de 25 años # de víctimas por tipo de desencadenante natural (1969-1993)
5. Promedio de 25 años de número de víctimas por tipo de desencadenante no natural (1969-1993)
6. Desencadenante natural de 1969 a 1993: eventos durante 25 años
7. Desencadenante no natural de 1969 a 1993: eventos durante 25 años
8. Disparador natural: Número por región global y tipo en 1994
9. Disparador no natural: Número por región global y tipo en 1994
10. Ejemplos de explosiones industriales
11. Ejemplos de grandes incendios
12. Ejemplos de emisiones tóxicas importantes
13. Papel de la gestión de instalaciones de riesgo mayor en el control de riesgos
14. Métodos de trabajo para la evaluación de peligros
15. Criterios de la Directiva CE para instalaciones de riesgo mayor
16. Sustancias químicas prioritarias utilizadas en la identificación de instalaciones de riesgo mayor
17. Riesgos laborales relacionados con el clima
18. Radionucleidos típicos, con sus vidas medias radiactivas
19. Comparación de diferentes accidentes nucleares
20. Contaminación en Ucrania, Bielorrusia y Rusia después de Chernóbil
21. Contaminación con estroncio-90 después del accidente de Khyshtym (Urales 1957)
22. Fuentes radiactivas que involucraron al público en general
23. Principales accidentes con irradiadores industriales
24. Registro de accidentes por radiación de Oak Ridge (EE. UU.) (en todo el mundo, 1944-88)
25. Patrón de exposición ocupacional a la radiación ionizante en todo el mundo
26. Efectos deterministas: umbrales para órganos seleccionados
27. Pacientes con síndrome de irradiación aguda (AIS) después de Chernobyl
28. Estudios epidemiológicos de cáncer de dosis altas de radiación externa
29. Cánceres de tiroides en niños en Bielorrusia, Ucrania y Rusia, 1981-94
30. Escala internacional de incidentes nucleares
31. Medidas de protección genéricas para población general
32. Criterios para las zonas de contaminación
33. Grandes desastres en América Latina y el Caribe, 1970-93
34. Pérdidas por seis desastres naturales
35. Hospitales y camas de hospital dañados/destruidos por 3 grandes desastres
36. Víctimas en 2 hospitales colapsados por el terremoto de 1985 en México
37. Camas de hospital perdidas como resultado del terremoto chileno de marzo de 1985
38. Factores de riesgo de daños por terremoto en la infraestructura hospitalaria
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40. Electricidad
Redactor del capítulo: Dominique Folliot
Electricidad: efectos fisiológicos
Dominique Folliot
Electricidad estática
claude menguy
Prevención y Normas
renzo comini
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1. Estimaciones de la tasa de electrocución-1988
2. Relaciones básicas en electrostática-Colección de ecuaciones
3. Afinidades electrónicas de polímeros seleccionados
4. Límites inferiores típicos de inflamabilidad
5. Cargo específico asociado con operaciones industriales seleccionadas
6. Ejemplos de equipos sensibles a descargas electrostáticas
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41. Fuego
Redactor del capítulo: Casey C. Beca
Conceptos Básicos
Dougal Drysdale
Fuentes de riesgos de incendio
Tamás Banky
Medidas de Prevención de Incendios
Pedro F Johnson
Medidas pasivas de protección contra incendios
Yngve Anderberg
Medidas de protección activa contra incendios
gary taylor
Organización para la protección contra incendios
S.Dheri
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1. Límites inferior y superior de inflamabilidad en el aire
2. Puntos de inflamación y puntos de combustión de combustibles líquidos y sólidos
3. Fuentes de ignición
4. Comparación de concentraciones de diferentes gases necesarios para la inertización
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42. Calor y frío
Redactor del capítulo: Jean Jacques Vogt
Respuestas fisiológicas al ambiente térmico
W. Larry Kenney
Efectos del estrés por calor y el trabajo en el calor
bodil nielsen
Trastornos por calor
Tokuo Ogawa
Prevención del estrés por calor
Sara Nunneley
La base física del trabajo en calor
Jacques Malchaire
Evaluación del Estrés por Calor e Índices de Estrés por Calor
Kenneth C Parsons
Estudio de caso: Índices de calor: fórmulas y definiciones
Intercambio de calor a través de la ropa
Wouter A. Lotens
Ambientes fríos y trabajo en frío
Ingvar Holmér, Per-Ola Granberg y Goran Dahlstrom
Prevención del estrés por frío en condiciones exteriores extremas
Jacques Bittel y Gustave Savourey
Índices y estándares de frío
Ingvar Holmér
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1. Concentración de electrolitos en plasma sanguíneo y sudor
2. Índice de estrés por calor y tiempos de exposición permitidos: cálculos
3. Interpretación de los valores del índice de estrés por calor
4. Valores de referencia para criterios de tensión y deformación térmica
5. Modelo que utiliza la frecuencia cardíaca para evaluar el estrés por calor
6. Valores de referencia WBGT
7. Prácticas de trabajo para ambientes calurosos.
8. Cálculo del índice SWreq y método de evaluación: ecuaciones
9. Descripción de los términos utilizados en ISO 7933 (1989b)
10. Valores WBGT para cuatro fases de trabajo
11. Datos básicos para la evaluación analítica utilizando ISO 7933
12. Evaluación analítica utilizando ISO 7933
13. Temperaturas del aire de varios entornos laborales fríos.
14. Duración del estrés por frío no compensado y reacciones asociadas
15. Indicación de los efectos previstos de la exposición al frío leve y grave
16. Temperatura del tejido corporal y rendimiento físico humano
17. Respuestas humanas al enfriamiento: reacciones indicativas a la hipotermia
18. Recomendaciones de salud para el personal expuesto al estrés por frío
19. Programas de acondicionamiento para trabajadores expuestos al frío
20. Prevención y alivio del estrés por frío: estrategias
21. Estrategias y medidas relacionadas con factores y equipos específicos
22. Mecanismos generales de adaptación al frío.
23. Número de días en que la temperatura del agua es inferior a 15 ºC
24. Temperaturas del aire de varios entornos laborales fríos.
25. Clasificación esquemática del trabajo en frío.
26. Clasificación de los niveles de la tasa metabólica
27. Ejemplos de valores básicos de aislamiento de la ropa
28. Clasificación de la resistencia térmica al enfriamiento de la ropa de mano
29. Clasificación de la resistencia térmica de contacto de las prendas de mano.
30. Índice de sensación térmica, temperatura y tiempo de congelación de la carne expuesta
31. Poder refrescante del viento sobre la carne expuesta
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43. Horas de Trabajo
Redactor del capítulo: Pedro Knauth
Horas de trabajo
Pedro Knauth
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1. Intervalos de tiempo desde el inicio del trabajo por turnos hasta tres enfermedades
2. Trabajo por turnos e incidencia de trastornos cardiovasculares
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44. Calidad del aire interior
Redactor del capítulo: Xavier Guardino Solá
Calidad del aire interior: Introducción
Xavier Guardino Solá
Naturaleza y fuentes de contaminantes químicos en interiores
Derrick Crump
Radón
María José Berenguer
Humo de tabaco
Dietrich Hoffmann y Ernst L. Wynder
Regulaciones para Fumar
Xavier Guardino Solá
Medición y Evaluación de Contaminantes Químicos
M. Gracia Rosell Farrás
Contaminación Biológica
Brian Flannigan
Reglamentos, Recomendaciones, Directrices y Normas
María José Berenguer
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1. Clasificación de los contaminantes orgánicos interiores
2. Emisión de formaldehído de una variedad de materiales
3. ttl. compuestos orgánicos volátiles concentrados, revestimientos de paredes/suelos
4. Productos de consumo y otras fuentes de compuestos orgánicos volátiles
5. Principales tipos y concentraciones en el Reino Unido urbano
6. Mediciones de campo de óxidos de nitrógeno y monóxido de carbono
7. Agentes tóxicos y tumorigénicos en el humo secundario del cigarrillo
8. Agentes tóxicos y tumorigénicos del humo del tabaco
9. Cotinina urinaria en no fumadores
10. Metodología para la toma de muestras
11. Métodos de detección de gases en el aire interior
12. Métodos utilizados para el análisis de contaminantes químicos
13. Límites de detección más bajos para algunos gases
14. Tipos de hongos que pueden causar rinitis y/o asma
15. Microorganismos y alveolitis alérgica extrínseca
16. Microorganismos en aire y polvo de interiores no industriales
17. Estándares de calidad del aire establecidos por la US EPA
18. Directrices de la OMS para molestias no relacionadas con el cáncer y los olores
19. Valores de referencia de la OMS basados en efectos sensoriales o molestias
20. Valores de referencia para el radón de tres organizaciones
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45. Control ambiental interior
Redactor del capítulo: Juan Guasch Farras
Control de Ambientes Interiores: Principios Generales
A.Hernández Calleja
Aire Interior: Métodos de Control y Limpieza
E. Adán Liébana y A. Hernández Calleja
Objetivos y principios de la ventilación general y de dilución
Emilio Castejon
Criterios de ventilación para edificios no industriales
A.Hernández Calleja
Sistemas de Calefacción y Aire Acondicionado
F. Ramos Pérez y J. Guasch Farrás
Aire Interior: Ionización
E. Adán Liébana y J. Guasch Farrás
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1. Contaminantes interiores más comunes y sus fuentes
2. Requisitos básicos-sistema de ventilación por dilución
3. Medidas de control y sus efectos
4. Ajustes al entorno de trabajo y efectos
5. Eficacia de los filtros (norma ASHRAE 52-76)
6. Reactivos utilizados como absorbentes de contaminantes.
7. Niveles de calidad del aire interior
8. Contaminación debida a los ocupantes de un edificio
9. Grado de ocupación de los diferentes edificios
10. Contaminación por el edificio.
11. Niveles de calidad del aire exterior
12. Normas propuestas para los factores ambientales
13. Temperaturas de confort térmico (basado en Fanger)
14. Características de los iones
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46. Iluminación
Redactor del capítulo: Juan Guasch Farras
Tipos de Lámparas e Iluminación
Richard Forster
Condiciones Requeridas para Visual
Fernando Ramos Pérez y Ana Hernández Calleja
Condiciones generales de iluminación
Alan Smith
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1. Salida y vataje mejorados de algunas lámparas de tubo fluorescente de 1,500 mm
2. Eficacias típicas de las lámparas
3. Sistema internacional de codificación de lámparas (ILCOS) para algunos tipos de lámparas
4. Colores y formas comunes de lámparas incandescentes y códigos ILCOS
5. Tipos de lámpara de sodio de alta presión
6. Contrastes de color
7. Factores de reflexión de diferentes colores y materiales.
8. Niveles recomendados de iluminancia mantenida para ubicaciones/tareas
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47. ruido
Redactor del capítulo: Alicia H. Suter
La naturaleza y los efectos del ruido
Alicia H. Suter
Medición de ruido y evaluación de la exposición
Eduard I. Denisov y German A. Suvorov
Control de ruido de ingeniería
Dennis Driscoll
Programas de conservación de la audición
Larry H. Royster y Julia Doswell Royster
Normas y reglamentaciones
Alicia H. Suter
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1. Límites de exposición permisibles (PEL) para la exposición al ruido, por nación
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48. Radiación: ionizante
Editor del capítulo: Robert N. Cherry, Jr.
Introducción
Robert N. Cereza, Jr.
Biología de la radiación y efectos biológicos
Arturo C. Upton
Fuentes de radiación ionizante
Robert N. Cereza, Jr.
Diseño del lugar de trabajo para la seguridad radiológica
Gordon M Lodde
Seguridad de la radiación
Robert N. Cereza, Jr.
Planificación y gestión de accidentes de radiación
Sydney W. Porter, Jr.
49. Radiación, no ionizante
Redactor del capítulo: Bengt Knave
Campos eléctricos y magnéticos y resultados de salud
Bengt Knave
El Espectro Electromagnético: Características Físicas Básicas
Kjell Hansson suave
Radiación ultravioleta
David H. Sliney
Radiación infrarroja
r. matthes
Luz y Radiación Infrarroja
David H. Sliney
Láseres
David H. Sliney
Campos de radiofrecuencia y microondas
Kjell Hansson suave
Campos eléctricos y magnéticos VLF y ELF
Michael H. Repacholi
Campos eléctricos y magnéticos estáticos
Martino Grandolfo
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1. Fuentes y exposiciones para IR
2. Función de riesgo térmico retinal
3. Límites de exposición para láseres típicos
4. Aplicaciones de equipos que utilizan un rango >0 a 30 kHz
5. Fuentes ocupacionales de exposición a campos magnéticos
6. Efectos de las corrientes que pasan a través del cuerpo humano.
7. Efectos biológicos de varios rangos de densidad de corriente
8. Límites de exposición laboral: campos eléctricos/magnéticos
9. Estudios en animales expuestos a campos eléctricos estáticos
10. Principales tecnologías y grandes campos magnéticos estáticos
11. Recomendaciones ICNIRP para campos magnéticos estáticos
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50. vibración
Redactor del capítulo: Michael J.Griffin
Vibración
Michael J.Griffin
Vibración de cuerpo entero
Helmut Seidel y Michael J. Griffin
Vibración transmitida a mano
Massimo Bovenzi
Cinetosis
Alan J Benson
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1. Actividades con efectos adversos de la vibración de todo el cuerpo
2. Medidas preventivas para la vibración de todo el cuerpo
3. Exposiciones a vibraciones transmitidas a mano
4. Etapas, escala del Taller de Estocolmo, síndrome de vibración mano-brazo
5. Fenómeno de Raynaud y síndrome de vibración mano-brazo
6. Valores límite de umbral para vibraciones transmitidas a mano
7. Directiva del Consejo de la Unión Europea: vibraciones transmitidas a mano (1994)
8. Magnitudes de vibración para escaldado de dedos
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51. Violencia
Redactor del capítulo: leon j warshaw
Violencia en el lugar de trabajo
leon j warshaw
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1. Tasas más altas de homicidio ocupacional, lugares de trabajo de EE. UU., 1980-1989
2. Tasas más altas de homicidio ocupacional Ocupaciones en EE. UU., 1980-1989
3. Factores de riesgo de homicidios en el lugar de trabajo
4. Guías para programas de prevención de la violencia laboral
52. Unidades de visualización visual
Redactor del capítulo: Diana Berthelette
General
Diana Berthelette
Características de las estaciones de trabajo con pantallas de visualización
Ahmet Çakir
Problemas oculares y visuales
Paule Rey y Jean-Jacques Meyer
Peligros reproductivos: datos experimentales
Ulf Bergqvist
Efectos Reproductivos - Evidencia Humana
Claire Infante Rivard
Estudio de caso: un resumen de estudios de resultados reproductivos
Trastornos musculoesqueléticos
gabriele bammer
Problemas de la piel
Mats Berg y Sture Liden
Aspectos psicosociales del trabajo con pantallas de visualización
Michael J. Smith y Pascale Carayon
Aspectos ergonómicos de la interacción humano-computadora
jean-marc robert
Estándares de ergonomía
Tom FM Stewart
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1. Distribución de computadoras en varias regiones.
2. Frecuencia e importancia de los elementos del equipo
3. Prevalencia de síntomas oculares
4. Estudios teratológicos con ratas o ratones
5. Estudios teratológicos con ratas o ratones
6. El uso de pantallas de visualización como factor en los resultados adversos del embarazo
7. Analizan para estudiar causas de problemas musculoesqueléticos
8. Factores que se cree que causan problemas musculoesqueléticos
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En este artículo se describen aspectos de los programas de seguridad radiológica. El objetivo de la seguridad radiológica es eliminar o minimizar los efectos nocivos de las radiaciones ionizantes y los materiales radiactivos en los trabajadores, el público y el medio ambiente, permitiendo al mismo tiempo sus usos beneficiosos.
La mayoría de los programas de seguridad radiológica no tendrán que implementar cada uno de los elementos que se describen a continuación. El diseño de un programa de seguridad radiológica depende de los tipos de fuentes de radiación ionizante involucradas y de cómo se utilizan.
Principios de seguridad radiológica
La Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP) ha propuesto que los siguientes principios deberían guiar el uso de la radiación ionizante y la aplicación de las normas de seguridad radiológica:
Normas de seguridad radiológica
Existen normas para la exposición a la radiación de los trabajadores y el público en general y para los límites anuales de incorporación (ALI) de radionucleidos. Los estándares para las concentraciones de radionucleidos en el aire y en el agua pueden derivarse de los ALI.
La ICRP ha publicado tabulaciones extensas de ALI y concentraciones derivadas en aire y agua. Un resumen de sus límites de dosis recomendados se encuentra en la tabla 1.
Tabla 1. Límites de dosis recomendados por la Comisión Internacional de Protección Radiológica1
Aplicación |
límite de dosis |
|
Ocupacional |
Público |
|
Dosis efectiva |
20 mSv por año promediado sobre |
1 mSv en un año3 |
Dosis equivalente anual en: |
||
Lente del ojo |
150 mSv |
15 mSv |
Piel4 |
500 mSv |
50 mSv |
Manos y pies |
500 mSv |
- |
1 Los límites se aplican a la suma de las dosis pertinentes de la exposición externa en el período especificado y la dosis comprometida de 50 años (hasta los 70 años para los niños) de las incorporaciones en el mismo período.
2 Con la disposición adicional de que la dosis efectiva no debe exceder los 50 mSv en un solo año. Se aplican restricciones adicionales a la exposición ocupacional de mujeres embarazadas.
3 En circunstancias especiales, podría permitirse un valor más alto de dosis efectiva en un solo año, siempre que el promedio durante 5 años no supere 1 mSv por año.
4 La limitación de la dosis efectiva proporciona una protección suficiente para la piel contra los efectos estocásticos. Se necesita un límite adicional para exposiciones localizadas a fin de evitar efectos deterministas.
Dosimetría
La dosimetría se utiliza para indicar los equivalentes de dosis que reciben los trabajadores de externo campos de radiación a los que pueden estar expuestos. Los dosímetros se caracterizan por el tipo de dispositivo, el tipo de radiación que miden y la parte del cuerpo para la que se va a indicar la dosis absorbida.
Tres tipos principales de dosímetros son los más comúnmente empleados. Son dosímetros termoluminiscentes, dosímetros de película y cámaras de ionización. Otros tipos de dosímetros (no discutidos aquí) incluyen láminas de fisión, dispositivos de grabación de seguimiento y dosímetros de “burbujas” de plástico.
Los dosímetros termoluminiscentes son el tipo de dosímetro personal más utilizado. Se aprovechan del principio de que cuando algunos materiales absorben energía de las radiaciones ionizantes, la almacenan de forma que luego pueda recuperarse en forma de luz cuando se calientan los materiales. En gran medida, la cantidad de luz liberada es directamente proporcional a la energía absorbida de la radiación ionizante y, por tanto, a la dosis absorbida que recibió el material. Esta proporcionalidad es válida en un rango muy amplio de energía de radiación ionizante y tasas de dosis absorbida.
Se necesita equipo especial para procesar dosímetros termoluminiscentes con precisión. Leer el dosímetro termoluminiscente destruye la información de dosis contenida en él. Sin embargo, después de un procesamiento adecuado, los dosímetros termoluminiscentes son reutilizables.
El material utilizado para los dosímetros termoluminiscentes debe ser transparente a la luz que emite. Los materiales más comunes utilizados para los dosímetros termoluminiscentes son el fluoruro de litio (LiF) y el fluoruro de calcio (CaF2). Los materiales pueden doparse con otros materiales o fabricarse con una composición isotópica específica para fines especializados, como la dosimetría de neutrones.
Muchos dosímetros contienen varios chips termoluminiscentes con diferentes filtros delante de ellos para permitir la discriminación entre energías y tipos de radiación.
La película era el material más popular para la dosimetría personal antes de que la dosimetría termoluminiscente se hiciera común. El grado de oscurecimiento de la película depende de la energía absorbida de la radiación ionizante, pero la relación no es lineal. La dependencia de la respuesta de la película de la dosis total absorbida, la tasa de dosis absorbida y la energía de radiación es mayor que la de los dosímetros termoluminiscentes y puede limitar el rango de aplicabilidad de la película. Sin embargo, la película tiene la ventaja de proporcionar un registro permanente de la dosis absorbida a la que fue expuesta.
Se pueden utilizar diversas formulaciones de películas y arreglos de filtros para fines especiales, como la dosimetría de neutrones. Al igual que con los dosímetros termoluminiscentes, se necesita equipo especial para un análisis adecuado.
Por lo general, la película es mucho más sensible a la humedad y la temperatura ambiente que los materiales termoluminiscentes y puede dar lecturas falsamente altas en condiciones adversas. Por otro lado, los equivalentes de dosis indicados por los dosímetros termoluminiscentes pueden verse afectados por el impacto de dejarlos caer sobre una superficie dura.
Solo las organizaciones más grandes operan sus propios servicios de dosimetría. La mayoría obtiene dichos servicios de empresas especializadas en brindarlos. Es importante que dichas empresas estén autorizadas o acreditadas por las autoridades independientes apropiadas para garantizar resultados dosimétricos precisos.
Pequeñas cámaras de ionización de lectura automática, también llamadas cámaras de bolsillo, se utilizan para obtener información dosimétrica inmediata. A menudo se requiere su uso cuando el personal debe ingresar a áreas de alta o muy alta radiación, donde el personal podría recibir una gran dosis absorbida en un corto período de tiempo. Las cámaras de bolsillo a menudo se calibran localmente y son muy sensibles a los golpes. En consecuencia, siempre deben complementarse con dosímetros termoluminiscentes o de película, que son más precisos y confiables pero no brindan resultados inmediatos.
La dosimetría se requiere para un trabajador cuando tiene una probabilidad razonable de acumular un cierto porcentaje, generalmente 5 o 10%, de la dosis equivalente máxima permisible para todo el cuerpo o ciertas partes del cuerpo.
Se debe usar un dosímetro de cuerpo entero en algún lugar entre los hombros y la cintura, en el punto donde se anticipa la mayor exposición. Cuando las condiciones de exposición lo justifiquen, se pueden usar otros dosímetros en los dedos o las muñecas, en el abdomen, en una banda o sombrero en la frente, o en un collar, para evaluar la exposición localizada en las extremidades, un feto o embrión, la tiroides o el lentes de los ojos. Consulte las pautas reglamentarias apropiadas sobre si los dosímetros deben usarse dentro o fuera de prendas de protección, como delantales, guantes y collares de plomo.
Los dosímetros personales indican sólo la radiación a la que dosímetro fue expuesto. La asignación de la dosis equivalente del dosímetro a la persona o los órganos de la persona es aceptable para dosis pequeñas y triviales, pero las dosis grandes del dosímetro, especialmente aquellas que superan en gran medida las normas reglamentarias, deben analizarse cuidadosamente con respecto a la ubicación del dosímetro y los campos de radiación reales a los que se aplica. estuvo expuesto el trabajador al estimar la dosis a la que obrero realmente recibido. Se debe obtener una declaración del trabajador como parte de la investigación e incluirla en el registro. Sin embargo, la mayoría de las veces, las dosis muy grandes del dosímetro son el resultado de la exposición deliberada a la radiación del dosímetro mientras no se estaba usando.
Bioensayo
Bioensayo (también llamado radiobioensayo) significa la determinación de tipos, cantidades o concentraciones y, en algunos casos, la ubicación de material radiactivo en el cuerpo humano, ya sea por medición directa (in vivo conteo) o por análisis y evaluación de materiales excretados o eliminados del cuerpo humano.
El bioensayo generalmente se usa para evaluar la dosis equivalente del trabajador debido al material radiactivo que ingresa al cuerpo. También puede proporcionar una indicación de la eficacia de las medidas activas adoptadas para prevenir dicha ingesta. Más raramente, se puede usar para estimar la dosis que recibió un trabajador por una exposición masiva a la radiación externa (por ejemplo, mediante el recuento de glóbulos blancos o defectos cromosómicos).
El bioensayo debe realizarse cuando existe una posibilidad razonable de que un trabajador pueda tomar o haya tomado en su cuerpo más de un cierto porcentaje (generalmente 5 o 10%) del ALI para un radionúclido. La forma química y física del radionúclido buscado en el cuerpo determina el tipo de bioensayo necesario para detectarlo.
El bioensayo puede consistir en el análisis de muestras tomadas del cuerpo (por ejemplo, orina, heces, sangre o cabello) en busca de isótopos radiactivos. En este caso, la cantidad de radiactividad en la muestra puede estar relacionada con la radiactividad en el cuerpo de la persona y, posteriormente, con la dosis de radiación que el cuerpo de la persona o ciertos órganos han recibido o se comprometen a recibir. El bioensayo en orina para tritio es un ejemplo de este tipo de bioensayo.
El escaneo de todo o parte del cuerpo puede usarse para detectar radionúclidos que emiten rayos x o gamma de energía razonablemente detectables fuera del cuerpo. Bioensayo de tiroides para yodo-131 (131I) es un ejemplo de este tipo de bioensayo.
El bioensayo se puede realizar internamente o las muestras o el personal se pueden enviar a una instalación u organización que se especialice en el bioensayo a realizar. En cualquier caso, la calibración adecuada del equipo y la acreditación de los procedimientos de laboratorio son esenciales para garantizar resultados de bioensayo precisos, precisos y defendibles.
Ropa protectora
El empleador proporciona ropa de protección al trabajador para reducir la posibilidad de contaminación radiactiva del trabajador o de su ropa o para proteger parcialmente al trabajador de la radiación beta, x o gamma. Ejemplos de los primeros son la ropa, los guantes, las capuchas y las botas anticontaminación. Ejemplos de estos últimos son los delantales, guantes y anteojos emplomados.
Protección respiratoria
Un dispositivo de protección respiratoria es un aparato, como un respirador, que se utiliza para reducir la entrada de materiales radiactivos en el aire por parte de un trabajador.
Los empleadores deben utilizar, en la medida de lo posible, procesos u otros controles de ingeniería (por ejemplo, contención o ventilación) para limitar las concentraciones de materiales radiactivos en el aire. Cuando esto no sea posible para controlar las concentraciones de material radiactivo en el aire a valores por debajo de los que definen un área de radiactividad aerotransportada, el patrono, en consonancia con el mantenimiento de la dosis equivalente efectiva total ALARA, debe aumentar el monitoreo y limitar las incorporaciones en uno o más de los siguientes medios:
El equipo de protección respiratoria entregado a los trabajadores debe cumplir con las normas nacionales aplicables para dicho equipo.
El empleador debe implementar y mantener un programa de protección respiratoria que incluya:
El empleador debe informar a cada usuario de respirador que el usuario puede abandonar el área de trabajo en cualquier momento para evitar el uso del respirador en caso de mal funcionamiento del equipo, angustia física o psicológica, falla de procedimiento o de comunicación, deterioro significativo de las condiciones de operación o cualquier otra condición. que podría requerir tal alivio.
Aunque las circunstancias pueden no requerir el uso rutinario de respiradores, las condiciones de emergencia creíbles pueden exigir su disponibilidad. En tales casos, los respiradores también deben estar certificados para tal uso por una organización de acreditación adecuada y deben mantenerse en condiciones de uso.
Vigilancia de la Salud Ocupacional
Los trabajadores expuestos a radiaciones ionizantes deberían recibir servicios de salud ocupacional en la misma medida que los trabajadores expuestos a otros riesgos laborales.
Los exámenes generales previos a la colocación evalúan la salud general del posible empleado y establecen datos de referencia. Siempre se debe obtener el historial médico y de exposición previo. Dependiendo de la naturaleza de la exposición a la radiación esperada, pueden ser necesarios exámenes especializados, como el cristalino del ojo y recuentos de células sanguíneas. Esto debe dejarse a criterio del médico tratante.
Encuestas de contaminación
Un estudio de contaminación es una evaluación de las condiciones radiológicas relacionadas con la producción, el uso, la liberación, la eliminación o la presencia de materiales radiactivos u otras fuentes de radiación. Cuando corresponda, dicha evaluación incluye un estudio físico de la ubicación del material radiactivo y mediciones o cálculos de los niveles de radiación, o concentraciones o cantidades de material radiactivo presente.
Los estudios de contaminación se realizan para demostrar el cumplimiento de las reglamentaciones nacionales y para evaluar el alcance de los niveles de radiación, las concentraciones o las cantidades de material radiactivo y los peligros radiológicos potenciales que podrían estar presentes.
La frecuencia de las encuestas de contaminación está determinada por el grado de peligro potencial presente. Deben realizarse estudios semanales en las áreas de almacenamiento de desechos radiactivos y en los laboratorios y clínicas donde se utilizan cantidades relativamente grandes de fuentes radiactivas no selladas. Las encuestas mensuales son suficientes para los laboratorios que trabajan con pequeñas cantidades de fuentes radiactivas, como los laboratorios que realizan in vitro pruebas con isótopos como tritio, carbono-14 (14C) y yodo-125 (125I) con actividades inferiores a unos pocos kBq.
El equipo de seguridad radiológica y los medidores topográficos deben ser apropiados para los tipos de materiales radiactivos y radiaciones involucrados, y deben estar debidamente calibrados.
Los estudios de contaminación consisten en mediciones de los niveles de radiación ambiental con un contador Geiger-Mueller (GM), una cámara de ionización o un contador de centelleo; mediciones de la posible contaminación superficial α o βγ con contadores de centelleo apropiados de GM o sulfuro de zinc (ZnS) de ventana delgada; y pruebas de frotamiento de las superficies que luego se contarán en un contador de pocillos de centelleo (yoduro de sodio (NaI)), un contador de germanio (Ge) o un contador de centelleo líquido, según corresponda.
Deben establecerse los niveles de acción apropiados para los resultados de la medición de la contaminación y la radiación ambiental. Cuando se excede un nivel de acción, se deben tomar medidas inmediatamente para mitigar los niveles detectados, restaurarlos a condiciones aceptables y evitar la exposición innecesaria del personal a la radiación y la absorción y propagación de material radiactivo.
Monitoreo Ambiental
El monitoreo ambiental se refiere a la recolección y medición de muestras ambientales en busca de materiales radiactivos y el monitoreo de áreas fuera de los alrededores del lugar de trabajo para determinar los niveles de radiación. Los propósitos de la vigilancia ambiental incluyen la estimación de las consecuencias para los seres humanos que resultan de la liberación de radionucleidos a la biosfera, la detección de liberaciones de material radiactivo al medio ambiente antes de que se vuelvan graves y la demostración del cumplimiento de las reglamentaciones.
Una descripción completa de las técnicas de monitoreo ambiental está más allá del alcance de este artículo. Sin embargo, se discutirán los principios generales.
Deben tomarse muestras ambientales para controlar la vía más probable de los radionucleidos desde el medio ambiente hasta el hombre. Por ejemplo, las muestras de suelo, agua, pasto y leche en las regiones agrícolas alrededor de una planta de energía nuclear deben tomarse de forma rutinaria y analizarse para detectar yodo-131 (131I) y estroncio-90 (90Sr) contenido.
El monitoreo ambiental puede incluir la toma de muestras de aire, agua subterránea, agua superficial, suelo, follaje, pescado, leche, animales de caza, etc. Las opciones de qué muestras tomar y con qué frecuencia deben basarse en los propósitos del monitoreo, aunque algunas veces un pequeño número de muestras aleatorias puede identificar un problema previamente desconocido.
El primer paso en el diseño de un programa de monitoreo ambiental es caracterizar los radionucleidos que se liberan o tienen el potencial de ser liberados accidentalmente, con respecto al tipo, la cantidad y la forma física y química.
La siguiente consideración es la posibilidad de transporte de estos radionucleidos a través del aire, las aguas subterráneas y las aguas superficiales. El objetivo es predecir las concentraciones de radionucleidos que llegan a los humanos directamente a través del aire y el agua o indirectamente a través de los alimentos.
La bioacumulación de radionucleidos resultantes de la deposición en ambientes acuáticos y terrestres es el siguiente tema de preocupación. El objetivo es predecir la concentración de radionucleidos una vez que ingresan a la cadena alimentaria.
Finalmente, se examina la tasa de consumo humano de estos alimentos potencialmente contaminados y cómo este consumo contribuye a la dosis de radiación humana y al riesgo para la salud resultante. Los resultados de este análisis se utilizan para determinar el mejor enfoque para el muestreo ambiental y para garantizar que se cumplan los objetivos del programa de monitoreo ambiental.
Pruebas de fugas de fuentes selladas
Una fuente sellada significa material radiactivo que está encerrado en una cápsula diseñada para evitar fugas o escapes del material. Dichas fuentes deben probarse periódicamente para verificar que la fuente no tenga fugas de material radiactivo.
Cada fuente sellada debe someterse a pruebas de fugas antes de su primer uso, a menos que el proveedor haya proporcionado un certificado que indique que la fuente fue probada dentro de los seis meses (tres meses para los emisores α) antes de la transferencia al propietario actual. Cada fuente sellada debe someterse a pruebas de fugas al menos una vez cada seis meses (tres meses para emisores α) o en un intervalo especificado por la autoridad reguladora.
En general, no se requieren pruebas de fugas en las siguientes fuentes:
Se realiza una prueba de fugas tomando una muestra de la fuente sellada o de las superficies del dispositivo en el que está montada o almacenada la fuente sellada en las que se puede esperar que se acumule contaminación radiactiva o lavando la fuente en una pequeña cantidad de detergente. solución y el tratamiento de todo el volumen como la muestra.
La muestra debe medirse de modo que la prueba de fuga pueda detectar la presencia de al menos 200 Bq de material radiactivo en la muestra.
Las fuentes de radio selladas requieren procedimientos especiales de prueba de fugas para detectar fugas de gas radón (Rn). Por ejemplo, un procedimiento consiste en mantener la fuente sellada en un frasco con fibras de algodón durante al menos 24 horas. Al final del período, las fibras de algodón se analizan para detectar la presencia de descendencia de Rn.
Una fuente sellada que tenga una fuga superior a los límites permitidos debe retirarse del servicio. Si la fuente no es reparable, debe manejarse como desecho radiactivo. La autoridad reguladora puede exigir que se notifiquen las fuentes de fuga en caso de que la fuga sea el resultado de un defecto de fabricación que merezca una mayor investigación.
Inventario
El personal de seguridad radiológica debe mantener un inventario actualizado de todo el material radiactivo y otras fuentes de radiación ionizante de las que el empleador es responsable. Los procedimientos de la organización deben garantizar que el personal de seguridad radiológica conozca la recepción, el uso, la transferencia y la eliminación de todos esos materiales y fuentes para que el inventario pueda mantenerse actualizado. Se debe realizar un inventario físico de todas las fuentes selladas al menos una vez cada tres meses. El inventario completo de fuentes de radiación ionizante debe verificarse durante la auditoría anual del programa de seguridad radiológica.
Publicación de Áreas
La Figura 1 muestra el símbolo de radiación estándar internacional. Esto debe figurar de forma destacada en todos los carteles que indiquen áreas controladas con fines de seguridad radiológica y en las etiquetas de los contenedores que indiquen la presencia de materiales radiactivos.
Figura 1. Símbolo de radiación
Las áreas controladas con fines de seguridad radiológica a menudo se designan en términos de niveles de tasa de dosis crecientes. Dichas áreas deben estar visiblemente señalizadas con un letrero o letreros que lleven el símbolo de radiación y las palabras "PRECAUCIÓN, ÁREA DE RADIACIÓN", "PRECAUCIÓN (or PELIGRO), ÁREA DE ALTA RADIACIÓN”, o “GRAVE DANGER, AREA DE MUY ALTA RADIACIÓN”, según corresponda.
Si un área o sala contiene una cantidad significativa de material radiactivo (según lo define la autoridad reguladora), la entrada a dicha área o sala debe estar visiblemente señalizada con un letrero que lleve el símbolo de radiación y las palabras “PRECAUCIÓN (or PELIGRO), MATERIALES RADIACTIVOS”.
Un área de radiactividad en el aire es una habitación o área en la que la radiactividad en el aire supera ciertos niveles definidos por la autoridad reguladora. Cada área de radiactividad en el aire debe estar señalizada con un letrero o letreros visibles que lleven el símbolo de radiación y las palabras "PRECAUCIÓN, ÁREA DE RADIOACTIVIDAD EN EL AIRE" o "PELIGRO, ÁREA DE RADIOACTIVIDAD EN EL AIRE".
Se pueden otorgar excepciones a estos requisitos de publicación para las habitaciones de los pacientes en hospitales donde dichas habitaciones estén bajo un control adecuado. No es necesario señalar las áreas o salas en las que se ubicarán las fuentes de radiación por períodos de ocho horas o menos y que, de lo contrario, serán atendidas constantemente bajo un control adecuado por personal calificado.
Control de Acceso
El grado en que se debe controlar el acceso a un área está determinado por el grado de riesgo potencial de radiación en el área.
Control de acceso a zonas de alta radiación
Cada entrada o punto de acceso a un área de alta radiación debe tener una o más de las siguientes características:
En lugar de los controles requeridos para un área de alta radiación, se puede sustituir la vigilancia continua directa o electrónica que sea capaz de prevenir la entrada no autorizada.
Los controles deben establecerse de manera que no impidan que las personas abandonen el área de alta radiación.
Control de acceso a zonas de muy alta radiación
Además de los requisitos para un área de alta radiación, se deben instituir medidas adicionales para garantizar que una persona no pueda obtener acceso no autorizado o involuntario a áreas en las que se pueden encontrar niveles de radiación de 5 Gy o más en 1 h a 1 m. de una fuente de radiación o cualquier superficie a través de la cual penetra la radiación.
Marcas en Contenedores y Equipos
Cada contenedor de material radiactivo por encima de una cantidad determinada por la autoridad reguladora debe llevar una etiqueta duradera y claramente visible con el símbolo de radiación y las palabras "PRECAUCIÓN, MATERIAL RADIACTIVO" o "PELIGRO, MATERIAL RADIACTIVO". La etiqueta también debe proporcionar información suficiente, como los radionúclidos presentes, una estimación de la cantidad de radiactividad, la fecha para la cual se estima la actividad, los niveles de radiación, los tipos de materiales y el enriquecimiento de masa, para permitir que las personas manipulen o utilicen los contenedores, o trabajando cerca de los contenedores, para tomar precauciones para evitar o minimizar las exposiciones.
Antes de retirar o desechar contenedores vacíos no contaminados en áreas no restringidas, se debe quitar o desfigurar la etiqueta de material radiactivo, o se debe indicar claramente que el contenedor ya no contiene materiales radiactivos.
No es necesario etiquetar los contenedores si:
Dispositivos de advertencia y alarmas
Las áreas de radiación alta y las áreas de radiación muy alta deben estar equipadas con dispositivos de advertencia y alarmas, como se mencionó anteriormente. Estos dispositivos y alarmas pueden ser visibles o audibles o ambos. Los dispositivos y alarmas para sistemas como los aceleradores de partículas deben activarse automáticamente como parte del procedimiento de puesta en marcha para que el personal tenga tiempo de desalojar el área o apagar el sistema con un botón de "parada" antes de que se produzca la radiación. Los botones de "Scram" (botones en el área controlada que, cuando se presionan, hacen que los niveles de radiación bajen inmediatamente a niveles seguros) deben ser de fácil acceso y estar marcados y exhibidos de manera prominente.
Los dispositivos de monitoreo, como los monitores de aire continuos (CAM), se pueden preestablecer para emitir alarmas audibles y visibles o para apagar un sistema cuando se exceden ciertos niveles de acción.
Instrumentación
El empleador debe poner a disposición instrumentación apropiada para el grado y tipo de radiación y material radiactivo presente en el lugar de trabajo. Esta instrumentación puede utilizarse para detectar, controlar o medir los niveles de radiación o radiactividad.
La instrumentación debe calibrarse a intervalos apropiados utilizando métodos acreditados y fuentes de calibración. Las fuentes de calibración deben parecerse tanto como sea posible a las fuentes que se van a detectar o medir.
Los tipos de instrumentación incluyen instrumentos de medición portátiles, monitores de aire continuos, monitores de portal de manos y pies, contadores de centelleo líquido, detectores que contienen cristales de Ge o NaI, etc.
Transporte de material radiactivo
El Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) ha establecido normas para el transporte de material radiactivo. La mayoría de los países han adoptado reglamentaciones compatibles con las reglamentaciones sobre envíos radiactivos del OIEA.
Figura 2. Categoría I - Etiqueta BLANCA
Las figuras 2, 3 y 4 son ejemplos de etiquetas de envío que las normas del OIEA exigen en el exterior de los bultos presentados para el envío que contienen materiales radiactivos. El índice de transporte en las etiquetas que se muestran en la figura 3 y la figura 4 se refieren a la tasa de dosis efectiva más alta a 1 m de cualquier superficie del paquete en mSv/h multiplicada por 100 y luego redondeada a la décima más cercana. (Por ejemplo, si la tasa de dosis efectiva más alta a 1 m de cualquier superficie de un paquete es 0.0233 mSv/h, entonces el índice de transporte es 2.4).
Figura 3. Categoría II - Etiqueta AMARILLA
La Figura 5 muestra un ejemplo de un cartel que los vehículos terrestres deben exhibir de manera prominente cuando transportan paquetes que contienen materiales radiactivos por encima de ciertas cantidades.
Figura 5. Rótulo del vehículo
Los embalajes destinados a ser utilizados en el envío de materiales radiactivos deben cumplir con estrictos requisitos de pruebas y documentación. El tipo y la cantidad de material radiactivo que se envía determina qué especificaciones debe cumplir el embalaje.
Las regulaciones de transporte de materiales radiactivos son complicadas. Las personas que no envían habitualmente materiales radiactivos siempre deben consultar a expertos con experiencia en dichos envíos.
Desechos radiactivos
Hay varios métodos de eliminación de desechos radiactivos disponibles, pero todos están controlados por las autoridades reguladoras. Por lo tanto, una organización siempre debe consultar con su autoridad reguladora para garantizar que un método de eliminación sea permisible. Los métodos de eliminación de desechos radiactivos incluyen el almacenamiento del material para su desintegración radiactiva y su posterior eliminación sin tener en cuenta la radiactividad, la incineración, la eliminación en el sistema de alcantarillado sanitario, el entierro en tierra y el entierro en el mar. El entierro en el mar a menudo no está permitido por la política nacional o el tratado internacional y no se discutirá más.
Los desechos radiactivos de los núcleos de los reactores (desechos radiactivos de alto nivel) presentan problemas especiales con respecto a la disposición final. Las autoridades reguladoras nacionales e internacionales controlan el manejo y la eliminación de dichos desechos.
A menudo, los desechos radiactivos pueden tener una propiedad distinta de la radiactividad que, por sí misma, haría que los desechos fueran peligrosos. Tales desechos se llaman desechos mixtos. Los ejemplos incluyen desechos radiactivos que también son un riesgo biológico o son tóxicos. Los desechos mixtos requieren un manejo especial. Consulte a las autoridades reguladoras para la disposición adecuada de dichos desechos.
Mantenimiento de la desintegración radiactiva
Si la vida media del material radiactivo es corta (generalmente menos de 65 días) y si la organización tiene suficiente espacio de almacenamiento, los desechos radiactivos pueden conservarse para su desintegración y posterior eliminación sin tener en cuenta su radiactividad. Un período de espera de al menos diez vidas medias suele ser suficiente para que los niveles de radiación no se distingan de los de fondo.
Los residuos deben inspeccionarse antes de que puedan eliminarse. El estudio debe emplear instrumentación adecuada para detectar la radiación y demostrar que los niveles de radiación son indistinguibles de los de fondo.
Iincineración
Si la autoridad reguladora permite la incineración, por lo general debe demostrarse que dicha incineración no hace que la concentración de radionucleidos en el aire supere los niveles permisibles. La ceniza debe ser inspeccionada periódicamente para verificar que no sea radiactiva. En algunas circunstancias, puede ser necesario monitorear la chimenea para garantizar que no se excedan las concentraciones de aire permitidas.
Disposición en el sistema de alcantarillado sanitario
Si la autoridad reguladora permite tal eliminación, por lo general debe demostrarse que dicha eliminación no hace que la concentración de radionucleidos en el agua supere los niveles permisibles. El material a desechar debe ser soluble o fácilmente dispersable en agua. La autoridad reguladora a menudo establece límites anuales específicos para dicha eliminación por radionúclidos.
entierro en tierra
Los desechos radiactivos que no se eliminen por ningún otro medio se eliminarán mediante entierro en sitios autorizados por las autoridades reguladoras nacionales o locales. Las autoridades reguladoras controlan estrictamente dicha eliminación. Por lo general, a los generadores de desechos no se les permite deshacerse de los desechos radiactivos en sus propios terrenos. Los costos asociados con el entierro en tierra incluyen los gastos de embalaje, envío y almacenamiento. Estos costos se suman al costo del espacio de entierro en sí mismo y, a menudo, se pueden reducir compactando los desechos. Los costos de enterramiento en tierra para la eliminación de desechos radiactivos están aumentando rápidamente.
Auditorías de programas
Los programas de seguridad radiológica deben auditarse periódicamente para determinar su eficacia, integridad y cumplimiento con la autoridad reguladora. La auditoría debe realizarse al menos una vez al año y ser exhaustiva. Por lo general, se permiten las autoauditorías, pero son deseables las auditorías realizadas por agencias externas independientes. Las auditorías de agencias externas tienden a ser más objetivas y tienen un punto de vista más global que las auditorías locales. Una agencia auditora que no está asociada con las operaciones diarias de un programa de seguridad radiológica a menudo puede identificar problemas que los operadores locales no ven, quienes pueden haberse acostumbrado a pasarlos por alto.
Formación
Los empleadores deben brindar capacitación sobre seguridad radiológica a todos los trabajadores expuestos o potencialmente expuestos a radiación ionizante o materiales radiactivos. Deben brindar capacitación inicial antes de que un trabajador comience a trabajar y capacitación anual de actualización. Además, cada trabajadora en edad fértil debe recibir capacitación e información especiales sobre los efectos de las radiaciones ionizantes en el feto y sobre las precauciones apropiadas que debe tomar. Esta capacitación especial debe brindarse cuando se contrata por primera vez, en la capacitación de actualización anual y si notifica a su empleador que está embarazada.
Todas las personas que trabajan o frecuentan cualquier parte de un área cuyo acceso está restringido por motivos de seguridad radiológica:
El alcance de las instrucciones de seguridad radiológica debe ser proporcional a los posibles problemas de protección radiológica de la salud en el área controlada. Las instrucciones deben extenderse según corresponda al personal auxiliar, como enfermeras que atienden a pacientes radiactivos en hospitales y bomberos y policías que puedan responder a emergencias.
Calificaciones del trabajador
Los empleadores deben asegurarse de que los trabajadores que utilizan radiación ionizante estén calificados para realizar el trabajo para el que fueron contratados. Los trabajadores deben tener los antecedentes y la experiencia para realizar su trabajo de manera segura, particularmente en lo que respecta a la exposición y el uso de radiaciones ionizantes y materiales radiactivos.
El personal de seguridad radiológica debe tener los conocimientos y las calificaciones adecuados para implementar y operar un buen programa de seguridad radiológica. Sus conocimientos y calificaciones deben ser al menos acordes con los posibles problemas de protección radiológica de la salud que es razonablemente probable que ellos y los trabajadores encuentren.
Planificación de emergencias
Todas las operaciones, excepto las más pequeñas, que utilizan radiación ionizante o materiales radiactivos deben contar con planes de emergencia. Estos planes deben mantenerse actualizados y ejercitados periódicamente.
Los planes de emergencia deben abordar todas las situaciones de emergencia creíbles. Los planes para una gran planta de energía nuclear serán mucho más extensos e involucrarán un área y un número de personas mucho más grandes que los planes para un pequeño laboratorio de radioisótopos.
Todos los hospitales, especialmente en las grandes áreas metropolitanas, deben tener planes para recibir y atender a los pacientes contaminados radiactivamente. Las organizaciones policiales y de extinción de incendios deben tener planes para hacer frente a los accidentes de transporte que involucren materiales radiactivos.
Mantenimiento de Registros
Las actividades de seguridad radiológica de una organización deben estar completamente documentadas y debidamente conservadas. Dichos registros son esenciales si surge la necesidad de exposiciones a la radiación o liberaciones de radiactividad pasadas y para demostrar el cumplimiento de los requisitos de la autoridad reguladora. El mantenimiento de registros consistente, preciso y completo debe recibir alta prioridad.
Consideraciones organizacionales
El puesto de la persona responsable principal de la seguridad radiológica debe ubicarse en la organización de manera que tenga acceso inmediato a todos los niveles de trabajadores y gerencia. Él o ella debe tener libre acceso a las áreas cuyo acceso está restringido por motivos de seguridad radiológica y la autoridad para detener de inmediato las prácticas inseguras o ilegales.
Este artículo describe varios accidentes radiológicos significativos, sus causas y las respuestas a ellos. Una revisión de los eventos que precedieron, durante y después de estos accidentes puede proporcionar a los planificadores información para evitar futuros accidentes de este tipo y mejorar una respuesta rápida y apropiada en caso de que ocurra un accidente similar nuevamente.
Muerte por radiación aguda resultante de una excursión crítica nuclear accidental el 30 de diciembre de 1958
Este informe es digno de mención porque involucró la mayor dosis accidental de radiación recibida por humanos (hasta la fecha) y por el trabajo extremadamente profesional y exhaustivo del caso. Esto representa uno de los mejores, si no el mejor, documentado síndrome de radiación aguda descripciones que existe (JOM 1961).
A las 4:35 horas del 30 de diciembre de 1958, en la planta de recuperación de plutonio del Laboratorio Nacional de Los Álamos (Nuevo México, Estados Unidos), se produjo una excursión crítica accidental que provocó una lesión mortal por radiación en un empleado (K).
La hora del accidente es importante porque otros seis trabajadores habían estado en la misma habitación con K treinta minutos antes. La fecha del accidente es importante porque se interrumpió el flujo normal de material fisionable al sistema para el inventario físico de fin de año. Esta interrupción hizo que un procedimiento rutinario dejara de ser rutinario y condujo a una “criticidad” accidental de los sólidos ricos en plutonio que se introdujeron accidentalmente en el sistema.
Resumen de las estimaciones de la exposición a la radiación de K
La mejor estimación de la exposición corporal total promedio de K fue entre 39 y 49 Gy, de los cuales alrededor de 9 Gy se debieron a los neutrones de fisión. Se administró una porción considerablemente mayor de la dosis a la mitad superior del cuerpo que a la mitad inferior. La Tabla 1 muestra una estimación de la exposición a la radiación de K.
Tabla 1. Estimaciones de la exposición a la radiación de K
Región y condiciones |
neutrón rápido |
Gama |
Total |
Cabeza (incidente) |
26 |
78 |
104 |
Abdomen superior |
30 |
90 |
124 |
Cuerpo total (promedio) |
9 |
30 - 40 |
39 - 49 |
Evolución clínica del paciente
En retrospectiva, el curso clínico del paciente K se puede dividir en cuatro períodos distintos. Estos períodos diferían en duración, síntomas y respuesta a la terapia de apoyo.
El primer período, que duró de 20 a 30 minutos, se caracterizó por su colapso físico inmediato e incapacidad mental. Su condición progresó a semiinconsciencia y severa postración.
El segundo período duró aproximadamente 1.5 horas y comenzó con su llegada en camilla a la sala de emergencias del hospital y terminó con su traslado de la sala de emergencias a la sala para recibir más terapia de apoyo. Este intervalo se caracterizó por un shock cardiovascular tan severo que la muerte parecía inminente durante todo el tiempo. Parecía estar sufriendo un fuerte dolor abdominal.
El tercer período duró unas 28 horas y se caracterizó por una mejoría subjetiva suficiente como para animar a los intentos continuos de aliviar su anoxia, hipotensión y falla circulatoria.
El cuarto período comenzó con la aparición no anunciada de irritabilidad y antagonismo rápidamente crecientes, al borde de la manía, seguida de coma y muerte en aproximadamente 2 horas. El curso clínico completo duró 35 horas desde el momento de la exposición a la radiación hasta la muerte.
Los cambios clínico-patológicos más dramáticos se observaron en los sistemas hemopoyético y urinario. No se encontraron linfocitos en la sangre circulante después de la octava hora, y hubo un bloqueo urinario virtualmente completo a pesar de la administración de una gran cantidad de líquidos.
La temperatura rectal de K varió entre 39.4 y 39.7°C durante las primeras 6 horas y luego cayó precipitadamente a la normalidad, donde permaneció durante toda su vida. Esta alta temperatura inicial y su mantenimiento durante 6 horas se consideraron acordes con su sospecha de dosis masiva de radiación. Su pronóstico era grave.
De todas las diversas determinaciones realizadas durante el curso de la enfermedad, se encontró que los cambios en el recuento de glóbulos blancos eran el indicador de pronóstico más simple y mejor de irradiación severa. La práctica desaparición de los linfocitos de la circulación periférica dentro de las 6 horas de la exposición se consideró un signo grave.
Se emplearon dieciséis agentes terapéuticos diferentes en el tratamiento sintomático de K durante un período de aproximadamente 30 horas. A pesar de esto y de la administración continua de oxígeno, los latidos de su corazón se volvieron muy distantes, lentos e irregulares unas 32 horas después de la irradiación. Luego, su corazón se debilitó progresivamente y de repente se detuvo 34 horas y 45 minutos después de la irradiación.
Accidente del reactor No. 1 de Windscale del 9 al 12 de octubre de 1957
El reactor Windscale No. 1 era un reactor de producción de plutonio alimentado con uranio natural moderado con grafito, enfriado por aire. El núcleo quedó parcialmente arruinado por un incendio el 15 de octubre de 1957. Este incendio provocó una liberación de aproximadamente 0.74 PBq (10+15 Bq) de yodo-131 (131I) al entorno a favor del viento.
Según un informe de información de accidentes de la Comisión de Energía Atómica de EE. UU. sobre el incidente de Windscale, el accidente fue causado por errores de juicio del operador con respecto a los datos del termopar y empeoró por el manejo defectuoso del reactor que permitió que la temperatura del grafito aumentara demasiado rápido. También contribuyó el hecho de que los termopares de temperatura del combustible estaban ubicados en la parte más caliente del reactor (es decir, donde ocurrían las tasas de dosis más altas) durante las operaciones normales en lugar de en las partes del reactor que estaban más calientes durante una liberación anormal. Una segunda deficiencia del equipo fue el medidor de potencia del reactor, que estaba calibrado para operaciones normales y tenía una lectura baja durante el recocido. Como resultado del segundo ciclo de calentamiento, la temperatura del grafito aumentó el 9 de octubre, especialmente en la parte frontal inferior del reactor donde algunos revestimientos habían fallado debido al rápido aumento de temperatura anterior. Aunque hubo una serie de pequeñas emisiones de yodo el 9 de octubre, las emisiones no se reconocieron hasta el 10 de octubre, cuando el medidor de actividad de la chimenea mostró un aumento significativo (que no se consideró muy significativo). Finalmente, en la tarde del 10 de octubre, otro seguimiento (sitio de Calder) indicó la liberación de radiactividad. Los esfuerzos para enfriar el reactor forzando el aire a través de él no solo fracasaron sino que aumentaron la magnitud de la radiactividad liberada.
Las emisiones estimadas del accidente de Windscale fueron de 0.74 PBq de 131I, 0.22 PBq de cesio-137 (137CS), 3.0 TBq (1012Bq) de estroncio-89 (89Sr), y 0.33 TBq de estroncio-90
(90señor). La tasa de dosis absorbida de rayos gamma fuera del sitio más alta fue de aproximadamente 35 μGy/h debido a la actividad en el aire. Las lecturas de actividad del aire alrededor de las plantas de Windscale y Calder a menudo eran de 5 a 10 veces los niveles máximos permitidos, con picos ocasionales de 150 veces los niveles permitidos. Una prohibición de la leche se extendió en un radio de aproximadamente 420 km.
Durante las operaciones de control del reactor, 14 trabajadores recibieron dosis equivalentes superiores a 30 mSv por trimestre natural, siendo la dosis máxima equivalente de 46 mSv por trimestre natural.
Lecciones aprendidas
Se aprendieron muchas lecciones sobre el diseño y la operación de reactores de uranio natural. Las insuficiencias relativas a la instrumentación del reactor y la capacitación de los operadores del reactor también plantean puntos análogos al accidente de Three Mile Island (ver más abajo).
No existían directrices para la exposición permisible a corto plazo al yodo radiactivo en los alimentos. El Consejo Británico de Investigación Médica realizó una investigación y un análisis rápidos y exhaustivos. Se usó mucho ingenio para derivar rápidamente las concentraciones máximas permisibles para 131yo en la comida. El estudio Niveles de referencia de emergencia que resultó de este accidente sirve como base para las guías de planificación de emergencias que ahora se utilizan en todo el mundo (Bryant 1969).
Se obtuvo una correlación útil para predecir una contaminación significativa con yodo radiactivo en la leche. Se encontró que los niveles de radiación gamma en los pastos que excedieron los 0.3 μGy/h produjeron leche que excedió los 3.7 MBq/m3.
La dosis absorbida por inhalación de exposición externa a yodo radiactivo es insignificante en comparación con la de beber leche o comer productos lácteos. En una emergencia, la espectroscopia gamma rápida es preferible a los procedimientos de laboratorio más lentos.
Quince equipos de dos personas realizaron estudios de radiación y obtuvieron muestras. Se utilizaron veinte personas para la coordinación de muestras y el informe de datos. Alrededor de 150 radioquímicos participaron en el análisis de muestras.
Los filtros de pila de lana de vidrio no son satisfactorios en condiciones de accidente.
Accidente del acelerador de petróleo del Golfo del 4 de octubre de 1967
Los técnicos de Gulf Oil Company estaban usando un acelerador Van de Graaff de 3 MeV para la activación de muestras de suelo el 4 de octubre de 1967. La combinación de una falla de enclavamiento en la tecla de encendido de la consola del acelerador y el encintado de varios de los enclavamientos en el túnel de seguridad puerta y la habitación objetivo dentro de la puerta produjeron exposiciones accidentales graves a tres personas. Un individuo recibió aproximadamente 1 Gy de dosis equivalente en todo el cuerpo, el segundo recibió cerca de 3 Gy de dosis equivalente en todo el cuerpo y el tercero recibió aproximadamente 6 Gy de dosis equivalente en todo el cuerpo, además de aproximadamente 60 Gy en las manos y 30 Gy en las manos. el pie.
Una de las víctimas del accidente acudió al servicio médico quejándose de náuseas, vómitos y dolores musculares generalizados. Sus síntomas inicialmente fueron mal diagnosticados como síntomas de gripe. Cuando el segundo paciente entró con aproximadamente los mismos síntomas, se decidió que posiblemente habían recibido exposiciones significativas a la radiación. Las insignias de la película verificaron esto. El Dr. Niel Wald, División de Salud Radiológica de la Universidad de Pittsburgh, supervisó las pruebas de dosimetría y también actuó como médico coordinador en el estudio y tratamiento de los pacientes.
El Dr. Wald rápidamente envió unidades de filtro absoluto al hospital del oeste de Pensilvania en Pittsburgh, donde habían ingresado los tres pacientes. Instaló estos filtros absolutos/filtros de flujo laminar para limpiar el entorno de los pacientes de todos los contaminantes biológicos. Estas unidades de "aislamiento inverso" se utilizaron en el paciente expuesto a 1 Gy durante aproximadamente 16 días, y en los pacientes expuestos a 3 y 6 Gy durante aproximadamente un mes y medio.
El Dr. E. Donnal Thomas de la Universidad de Washington llegó para realizar un trasplante de médula ósea en el paciente de 6 Gy al octavo día después de la exposición. El hermano gemelo del paciente actuó como donante de médula ósea. Aunque este heroico tratamiento médico salvó la vida del paciente de 6 Gy, nada se pudo hacer para salvar sus brazos y piernas, cada uno de los cuales recibió una dosis absorbida de decenas de grises.
Lecciones aprendidas
Si se hubiera seguido el sencillo procedimiento operativo de utilizar siempre un medidor de inspección al entrar en la sala de exposición, este trágico accidente se habría evitado.
Al menos dos interbloqueos habían estado cerrados con cinta durante largos períodos de tiempo antes de este accidente. La derrota de los enclavamientos protectores es intolerable.
Se deberían haber realizado revisiones regulares de mantenimiento en los enclavamientos de potencia accionados por llave para el acelerador.
La atención médica oportuna salvó la vida de la persona con mayor exposición. El heroico procedimiento de un trasplante completo de médula ósea junto con el uso de aislamiento inverso y atención médica de calidad fueron factores importantes para salvar la vida de esta persona.
Los filtros de aislamiento inverso se pueden obtener en cuestión de horas para instalarse en cualquier hospital para atender a pacientes altamente expuestos.
En retrospectiva, las autoridades médicas involucradas con estos pacientes habrían recomendado la amputación antes y en un nivel definitivo dentro de los dos o tres meses posteriores a la exposición. La amputación temprana disminuye la probabilidad de infección, brinda un período más corto de dolor intenso, reduce la medicación para el dolor requerida por el paciente, posiblemente reduce la estadía del paciente en el hospital y posiblemente contribuye a una rehabilitación más temprana. Por supuesto, la amputación más temprana debe realizarse mientras se correlaciona la información dosimétrica con las observaciones clínicas.
El accidente del reactor prototipo SL-1 (Idaho, EE. UU., 3 de enero de 1961)
Este es el primer (y hasta la fecha el único) accidente mortal en la historia de las operaciones de reactores estadounidenses. El SL-1 es un prototipo de un pequeño Army Package Power Reactor (APPR) diseñado para el transporte aéreo a áreas remotas para la producción de energía eléctrica. Este reactor se utilizó para pruebas de combustible y para el entrenamiento de la tripulación del reactor. Fue operado en la ubicación remota del desierto de la Estación Nacional de Pruebas de Reactores en Idaho Falls, Idaho, por Ingeniería de Combustión para el Ejército de los EE. UU. El SL-1 fue no un reactor de potencia comercial (AEC 1961; American Nuclear Society 1961).
En el momento del accidente, el SL-1 estaba cargado con 40 elementos combustibles y 5 palas de barras de control. Podía producir un nivel de potencia de 3 MW (térmico) y era un reactor moderado y enfriado por agua hirviendo.
El accidente resultó en la muerte de tres militares. El accidente fue causado por el retiro de una sola barra de control por una distancia de más de 1 m. Esto provocó que el reactor entrara rápidamente en criticidad. Se desconoce la razón por la cual un operador de reactor calificado y con licencia, con mucha experiencia en operaciones de reabastecimiento de combustible, retiró la barra de control más allá de su punto de parada normal.
Una de las tres víctimas del accidente aún estaba viva cuando el personal de respuesta inicial llegó por primera vez al lugar del accidente. Los productos de fisión de alta actividad cubrían su cuerpo y estaban incrustados en su piel. Partes de la piel de la víctima registraron más de 4.4 Gy/h a 15 cm y dificultaron el rescate y el tratamiento médico.
Lecciones aprendidas
Ningún reactor diseñado desde el accidente del SL-1 puede llevarse al estado "rápido-crítico" con una sola barra de control.
Todos los reactores deben tener medidores de inspección portátiles en el sitio que tengan rangos superiores a 20 mGy/h. Se recomiendan medidores topográficos con un alcance máximo de 10 Gy/h.
Nota: El accidente de Three Mile Island mostró que 100 Gy/h es el rango requerido para las mediciones gamma y beta.
Se requieren instalaciones de tratamiento donde un paciente altamente contaminado pueda recibir tratamiento médico definitivo con garantías razonables para el personal que lo atiende. Dado que la mayoría de estas instalaciones estarán en clínicas con otras misiones en curso, el control de los contaminantes radiactivos transportados por el aire y el agua puede requerir disposiciones especiales.
Máquinas de Rayos X, Industriales y Analíticas
Las exposiciones accidentales de los sistemas de rayos X son numerosas y, a menudo, implican exposiciones extremadamente altas en pequeñas porciones del cuerpo. No es raro que los sistemas de difracción de rayos X produzcan tasas de dosis absorbida de 5 Gy/s a 10 cm del foco del tubo. A distancias más cortas, a menudo se han medido tasas de 100 Gy/s. El haz suele ser estrecho, pero incluso una exposición de unos pocos segundos puede provocar lesiones locales graves (Lubenau et al. 1967; Lindell 1968; Haynie y Olsher 1981; ANSI 1977).
Debido a que estos sistemas a menudo se usan en circunstancias "no rutinarias", se prestan a la producción de exposiciones accidentales. Los sistemas de rayos X comúnmente utilizados en las operaciones normales parecen ser razonablemente seguros. La falla del equipo no ha causado exposiciones severas.
Lecciones aprendidas de exposiciones accidentales a rayos X
La mayoría de las exposiciones accidentales ocurrieron durante usos no rutinarios cuando el equipo se desarmó parcialmente o se quitaron las cubiertas protectoras.
En las exposiciones más graves, faltaba la instrucción adecuada para el personal y el personal de mantenimiento.
Si se hubieran utilizado métodos simples y a prueba de fallas para garantizar que los tubos de rayos X estuvieran apagados durante las reparaciones y el mantenimiento, se habrían evitado muchas exposiciones accidentales.
Se deben usar dosímetros personales de dedo o muñeca para los operadores y el personal de mantenimiento que trabaja con estas máquinas.
Si se hubieran requerido enclavamientos, se habrían evitado muchas exposiciones accidentales.
El error del operador fue una causa contribuyente en la mayoría de los accidentes. La falta de recintos adecuados o un diseño de blindaje deficiente a menudo empeoraba la situación.
Iaccidentes de radiografía industrial
Desde la década de 1950 hasta la de 1970, la tasa más alta de accidentes por radiación para una sola actividad ha sido consistentemente para operaciones radiográficas industriales (IAEA 1969, 1977). Los organismos reguladores nacionales continúan luchando para reducir la tasa mediante una combinación de regulaciones mejoradas, requisitos estrictos de capacitación y políticas de inspección y cumplimiento cada vez más estrictas (USCFR 1990). Estos esfuerzos regulatorios generalmente han tenido éxito, pero todavía ocurren muchos accidentes asociados con la radiografía industrial. La legislación que permita multas monetarias cuantiosas puede ser la herramienta más eficaz para mantener la seguridad radiológica en la mente de los gerentes de radiografía industrial (y también, por lo tanto, en la mente de los trabajadores).
Causas de los accidentes de radiografía industrial
Formación de trabajadores. La radiografía industrial probablemente tiene requisitos de educación y capacitación más bajos que cualquier otro tipo de empleo de radiación. Por lo tanto, los requisitos de capacitación existentes deben cumplirse estrictamente.
Incentivo a la producción del trabajador. Durante años, el mayor énfasis para los radiógrafos industriales se puso en la cantidad de radiografías exitosas producidas por día. Esta práctica puede dar lugar a actos inseguros, así como a la falta ocasional de uso de la dosimetría del personal, de modo que no se detecte el exceso de los límites de dosis equivalente.
Falta de encuestas adecuadas. Lo más importante es realizar un estudio exhaustivo de los cerdos de origen (recipientes de almacenamiento) (figura 1) después de cada exposición. No realizar estos estudios es la causa individual más probable de exposiciones innecesarias, muchas de las cuales no se registran, ya que los radiógrafos industriales rara vez utilizan dosímetros manuales o digitales (figura 1).
Figura 1. Cámara de radiografía industrial
Problemas con el equipo. Debido al uso intensivo de cámaras radiográficas industriales, los mecanismos de bobinado de la fuente pueden aflojarse y hacer que la fuente no se retraiga completamente a su posición de almacenamiento segura (punto A en la figura 1). También hay muchos casos de fallas de enclavamiento de fuente de armario que causan exposiciones accidentales del personal.
Diseño de Planes de Emergencia
Existen muchas guías excelentes, tanto generales como específicas, para el diseño de planes de emergencia. Algunas referencias son particularmente útiles. Estos se dan en las lecturas sugeridas al final de este capítulo.
Redacción inicial del plan y procedimientos de emergencia
En primer lugar, se debe evaluar todo el inventario de materiales radiactivos de la instalación en cuestión. Luego se deben analizar los accidentes creíbles para que se puedan determinar los plazos máximos probables de liberación de la fuente. A continuación, el plan y sus procedimientos deben permitir a los operadores de las instalaciones:
Tipos de accidentes asociados a reactores nucleares
A continuación se incluye una lista, de más probable a menos probable, de los tipos de accidentes asociados con los reactores nucleares. (El accidente de tipo industrial general de reactor no nuclear es, con mucho, el más probable).
Radionucleidos previstos en accidentes de reactores refrigerados por agua:
Figura 2. Ejemplo de plan de emergencia de una central nuclear, índice
Plan de emergencia típico de una planta de energía nuclear, índice
La Figura 2 es un ejemplo de una tabla de contenido para un plan de emergencia de una planta de energía nuclear. Dicho plan debe incluir cada capítulo que se muestra y debe adaptarse para cumplir con los requisitos locales. En la figura 3 se proporciona una lista de procedimientos típicos de implementación de reactores de potencia.
Figura 3. Procedimientos típicos de implementación de un reactor de potencia
Monitoreo ambiental radiológico durante accidentes
Esta tarea a menudo se denomina EREMP (Programa de Monitoreo Ambiental Radiológico de Emergencia) en grandes instalaciones.
Una de las lecciones más importantes aprendidas por la Comisión Reguladora Nuclear de EE. UU. y otras agencias gubernamentales del accidente de Three Mile Island fue que no se puede implementar con éxito EREMP en uno o dos días sin una planificación previa extensa. Aunque el gobierno de los EE. UU. gastó muchos millones de dólares en monitorear el medio ambiente alrededor de la estación nuclear de Three Mile Island durante el accidente, menos de 5% de las emisiones totales fueron medidas. Esto se debió a una mala e inadecuada planificación previa.
Diseño de Programas de Monitoreo Ambiental Radiológico de Emergencia
La experiencia ha demostrado que el único EREMP exitoso es el que está diseñado en el programa de monitoreo ambiental radiológico de rutina. Durante los primeros días del accidente de Three Mile Island, se supo que un EREMP eficaz no se puede establecer con éxito en uno o dos días, sin importar cuántos recursos humanos y dinero se asignen al programa.
Lugares de muestreo
Todas las ubicaciones del programa de monitoreo ambiental radiológico de rutina se utilizarán durante el monitoreo de accidentes a largo plazo. Además, se deben establecer varias ubicaciones nuevas para que los equipos de inspección motorizados tengan ubicaciones predeterminadas en cada parte de cada sector de 22½° (consulte la figura 3). Generalmente, los lugares de muestreo estarán en áreas con caminos. Sin embargo, se deben hacer excepciones para sitios normalmente inaccesibles pero potencialmente ocupados, como campamentos y senderos para caminatas dentro de aproximadamente 16 km a favor del viento del accidente.
Figura 3. Designaciones de sectores y zonas para muestreo radiológico y puntos de monitoreo dentro de las zonas de planificación de emergencia
La Figura 3 muestra la designación del sector y la zona para los puntos de monitoreo ambiental y de radiación. Uno puede designar sectores de 22½° por direcciones cardinales (por ejemplo, N, Nney NE) o por letras simples (por ejemplo, A a R). Sin embargo, no se recomienda el uso de letras porque se confunden fácilmente con la notación direccional. Por ejemplo, es menos confuso usar el direccional W para oeste en lugar de la letra N.
Cada ubicación de muestreo designada debe visitarse durante un simulacro de práctica para que las personas responsables del monitoreo y el muestreo estén familiarizadas con la ubicación de cada punto y estén al tanto de los "espacios muertos" de radio, caminos en mal estado, problemas para encontrar las ubicaciones en la oscuridad etcétera. Dado que ningún simulacro cubrirá todas las ubicaciones designadas previamente dentro de la zona de protección de emergencia de 16 km, los simulacros deben diseñarse de modo que eventualmente se visiten todos los puntos de muestreo. A menudo vale la pena predeterminar la capacidad de los vehículos del equipo topográfico para comunicarse con cada punto predesignado. Las ubicaciones reales de los puntos de muestreo se eligen utilizando los mismos criterios que en el REMP (NRC 1980); por ejemplo, línea de sitio, área de exclusión mínima, individuo más cercano, comunidad más cercana, escuela más cercana, hospital, hogar de ancianos, rebaño de animales lecheros, jardín, granja, etc.
Equipo de inspección de vigilancia radiológica
Durante un accidente que involucre emisiones significativas de materiales radiactivos, los equipos de monitoreo radiológico deben monitorear continuamente en el campo. También deben monitorear continuamente en el sitio si las condiciones lo permiten. Normalmente, estos equipos monitorearán la radiación ambiental gamma y beta y tomarán muestras del aire para detectar la presencia de partículas radiactivas y halógenos.
Estos equipos deben estar bien capacitados en todos los procedimientos de monitoreo, incluido el monitoreo de sus propias exposiciones, y poder transmitir con precisión estos datos a la estación base. Los detalles como el tipo de medidor de medición, el número de serie y el estado de ventana abierta o cerrada deben informarse cuidadosamente en hojas de registro bien diseñadas.
Al comienzo de una emergencia, un equipo de monitoreo de emergencia puede tener que monitorear durante 12 horas sin interrupción. Sin embargo, después del período inicial, el tiempo de campo para el equipo de encuesta debe reducirse a ocho horas con al menos un descanso de 30 minutos.
Dado que puede ser necesaria una vigilancia continua, se deben implementar procedimientos para suministrar alimentos y bebidas a los equipos de encuesta, instrumentos y baterías de repuesto, y para la transferencia de ida y vuelta de los filtros de aire.
Aunque los equipos de inspección probablemente trabajen 12 horas por turno, se necesitan tres turnos por día para brindar una vigilancia continua. Durante el accidente de Three Mile Island, se desplegaron un mínimo de cinco equipos de monitoreo a la vez durante las primeras dos semanas. La logística para apoyar tal esfuerzo debe planificarse cuidadosamente con anticipación.
Equipo de muestreo ambiental radiológico
Los tipos de muestras ambientales que se toman durante un accidente dependen del tipo de emisiones (en el aire o en el agua), la dirección del viento y la época del año. Las muestras de suelo y agua potable deben tomarse incluso en invierno. Aunque es posible que no se detecten liberaciones de radiohalógeno, se deben tomar muestras de leche debido al gran factor de bioacumulación.
Se deben tomar muchas muestras de alimentos y ambientales para tranquilizar al público, aunque las razones técnicas no justifiquen el esfuerzo. Además, estos datos pueden ser invaluables durante cualquier procedimiento legal posterior.
Las hojas de registro planificadas previamente que utilizan procedimientos de datos fuera del sitio cuidadosamente pensados son esenciales para las muestras ambientales. Todas las personas que toman muestras ambientales deben haber demostrado una comprensión clara de los procedimientos y tener capacitación de campo documentada.
Si es posible, la recopilación de datos de muestras ambientales fuera del sitio debe ser realizada por un grupo externo independiente. También es preferible que las muestras ambientales de rutina sean tomadas por el mismo grupo fuera del sitio, de modo que el valioso grupo en el sitio pueda usarse para otra recopilación de datos durante un accidente.
Cabe destacar que durante el accidente de Three Mile Island se recogieron todas las muestras ambientales que deberían haberse tomado y no se perdió ninguna muestra ambiental. Esto ocurrió a pesar de que la tasa de muestreo aumentó en un factor de más de diez sobre las tasas de muestreo previas al accidente.
Equipo de monitoreo de emergencia
El inventario de equipos de monitoreo de emergencia debe ser al menos el doble de lo que se necesita en un momento dado. Los casilleros deben colocarse alrededor de los complejos nucleares en varios lugares para que ningún accidente niegue el acceso a todos estos casilleros. Para garantizar la disponibilidad, se debe hacer un inventario del equipo y verificar su calibración al menos dos veces al año y después de cada simulacro. Las camionetas y los camiones en las grandes instalaciones nucleares deben estar completamente equipados para la vigilancia de emergencia tanto dentro como fuera del sitio.
Los laboratorios de conteo in situ pueden quedar inutilizables durante una emergencia. Por lo tanto, se deben hacer arreglos previos para un laboratorio de conteo alternativo o móvil. Este es ahora un requisito para las plantas de energía nuclear de los Estados Unidos (USNRC 1983).
El tipo y la sofisticación del equipo de monitoreo ambiental deben cumplir con los requisitos para atender el peor accidente creíble de la instalación nuclear. A continuación se incluye una lista de los equipos típicos de vigilancia ambiental necesarios para las centrales nucleares:
Figura 4. Un radiólogo industrial con una insignia de TLD y un dosímetro termoluminiscente de anillo (opcional en los EE. UU.)
El análisis de datos
El análisis de datos ambientales durante un accidente grave debe trasladarse lo antes posible a una ubicación externa, como la Instalación externa de emergencia.
Se deben establecer pautas preestablecidas sobre cuándo se deben informar los datos de muestras ambientales a la gerencia. El método y la frecuencia para la transferencia de datos de muestras ambientales a las agencias gubernamentales deben acordarse al comienzo del accidente.
Lecciones de física y radioquímica de la salud aprendidas del accidente de Three Mile Island
Se necesitaron consultores externos para realizar las siguientes actividades debido a que los físicos de sanidad vegetal estaban totalmente ocupados en otras tareas durante las primeras horas del accidente de Three Mile Island del 28 de marzo de 1979:
La lista anterior incluye ejemplos de actividades que el personal típico de física de la salud de las empresas de servicios públicos no puede realizar adecuadamente durante un accidente grave. El personal de física de la salud de Three Mile Island tenía mucha experiencia, estaba bien informado y era competente. Trabajaron de 15 a 20 horas por día durante las dos primeras semanas del accidente sin descanso. Sin embargo, los requisitos adicionales causados por el accidente fueron tan numerosos que no pudieron realizar muchas tareas rutinarias importantes que normalmente se realizarían con facilidad.
Las lecciones aprendidas del accidente de Three Mile Island incluyen:
Entrada al edificio auxiliar durante un accidente
Muestreo de refrigerante primario durante un accidente
Entrada a la sala de válvulas de reposición
Acciones protectoras y vigilancia ambiental externa desde la perspectiva del gobierno local
El accidente radiológico de Goiânia de 1985
51 TBq 137La unidad de teleterapia Cs fue robada de una clínica abandonada en Goiânia, Brasil, alrededor del 13 de septiembre de 1985. Dos personas que buscaban chatarra se llevaron a casa el ensamblaje original de la unidad de teleterapia e intentaron desarmar las piezas. La tasa de dosis absorbida del conjunto de la fuente fue de aproximadamente 46 Gy/ha 1 m. No entendieron el significado del símbolo de radiación de tres aspas en la cápsula fuente.
La cápsula fuente se rompió durante el desmontaje. Cloruro de cesio-137 altamente soluble (137CsCl) se desparramó en una parte de esta ciudad de 1,000,000 de habitantes y provocó uno de los accidentes de fuente sellada más graves de la historia.
Después del desmontaje, los restos del conjunto fuente se vendieron a un chatarrero. Descubrió que el 137El polvo de CsCl brillaba en la oscuridad con un color azul (presumiblemente, se trataba de la radiación de Cerenkov). Pensó que el polvo podría ser una piedra preciosa o incluso sobrenatural. Muchos amigos y familiares vinieron a ver el resplandor "maravilloso". Se entregaron porciones de la fuente a varias familias. Este proceso continuó durante unos cinco días. En ese momento, varias personas habían desarrollado síntomas del síndrome gastrointestinal debido a la exposición a la radiación.
Los pacientes que fueron al hospital con trastornos gastrointestinales graves fueron mal diagnosticados con reacciones alérgicas a algo que comieron. Se sospechó que un paciente que tenía graves efectos en la piel por el manejo de la fuente tenía alguna enfermedad tropical de la piel y fue enviado al Hospital de Enfermedades Tropicales.
Esta trágica secuencia de eventos continuó sin ser detectada por personal informado durante aproximadamente dos semanas. Mucha gente se frotaba la 137polvo de CsCl en sus pieles para que pudieran brillar de color azul. La secuencia podría haber continuado mucho más, excepto que una de las personas irradiadas finalmente conectó las enfermedades con la cápsula fuente. Ella tomó los restos de la 137Fuente del CsCl en un autobús al Departamento de Salud Pública de Goiânia donde lo dejó. Un físico médico visitante inspeccionó la fuente al día siguiente. Tomó medidas por su propia iniciativa para evacuar dos áreas de depósito de chatarra e informar a las autoridades. La velocidad y el tamaño general de la respuesta del gobierno brasileño, una vez que se dio cuenta del accidente, fueron impresionantes.
Unas 249 personas resultaron contaminadas. Cincuenta y cuatro fueron hospitalizados. Murieron cuatro personas, una de las cuales era una niña de seis años que recibió una dosis interna de alrededor de 4 Gy al ingerir alrededor de 1 GBq (109 Bq) de 137Cs.
Respuesta al accidente
Los objetivos de la fase de respuesta inicial fueron:
El equipo médico inicialmente:
Físicos de la salud:
Resultados
Pacientes con síndrome de radiación aguda
Cuatro pacientes fallecieron como resultado de dosis absorbidas que oscilaron entre 4 y 6 Gy. Dos pacientes mostraron depresión grave de la médula ósea, pero vivieron a pesar de las dosis absorbidas de 6.2 y 7.1 Gy (estimación citogenética). Cuatro pacientes sobrevivieron con dosis absorbidas estimadas de 2.5 a 4 Gy.
Lesión cutánea inducida por radiación
Diecinueve de veinte pacientes hospitalizados sufrieron lesiones en la piel inducidas por la radiación, que comenzaron con hinchazón y ampollas. Estas lesiones luego se rompieron y secretaron líquido. Diez de las diecinueve lesiones cutáneas desarrollaron lesiones profundas unas cuatro o cinco semanas después de la irradiación. Estas lesiones profundas eran indicativas de una exposición gamma significativa de los tejidos más profundos.
Todas las lesiones de la piel estaban contaminadas con 137Cs, con tasas de dosis absorbida de hasta 15 mGy/h.
La niña de seis años que ingirió 1 TBq de 137Cs (y que murió un mes después) tenía una contaminación cutánea generalizada con un promedio de 3 mGy/h.
Un paciente requirió una amputación aproximadamente un mes después de la exposición. Las imágenes de la acumulación de sangre fueron útiles para determinar la demarcación entre las arteriolas dañadas y las normales.
Resultado de contaminación interna
Las pruebas estadísticas no mostraron diferencias significativas entre las cargas corporales determinadas por el conteo de todo el cuerpo en comparación con las determinadas por los datos de excreción urinaria.
Se validaron modelos que relacionaban datos de bioensayos con ingestas y carga corporal. Estos modelos también eran aplicables para diferentes grupos de edad.
El azul de Prusia fue útil para promover la eliminación de 137CsCl del cuerpo (si la dosis fue superior a 3 Gy/d).
Diecisiete pacientes recibieron diuréticos para la eliminación de 137Cargas corporales de CsCl. Estos diuréticos fueron ineficaces para descorporalizar 137Cs y se detuvo su uso.
Descontaminación de la piel
Descontaminación de la piel con agua y jabón, ácido acético y dióxido de titanio (TiO2) se realizó en todos los pacientes. Esta descontaminación sólo tuvo un éxito parcial. Se conjeturó que la sudoración resultó en la recontaminación de la piel del 137Cs carga corporal.
Las lesiones cutáneas contaminadas son muy difíciles de descontaminar. El desprendimiento de la piel necrótica redujo significativamente los niveles de contaminación.
Estudio de seguimiento sobre evaluación de dosis de análisis citogenético
La frecuencia de las aberraciones en los linfocitos en diferentes momentos después del accidente siguió tres patrones principales:
En dos casos las frecuencias de incidencia de aberraciones permanecieron constantes hasta un mes después del accidente y descendieron a unos 30% de la frecuencia inicial tres meses después.
En dos casos, una disminución gradual de alrededor de 20% cada tres meses se encontró.
En dos de los casos de mayor contaminación interna hubo aumentos en la frecuencia de incidencia de aberraciones (alrededor de 50% y séptima%) durante un período de tres meses.
estudios de seguimiento de 137Cs cargas corporales
Niveles de acción para la intervención
Se recomendó la evacuación de la casa para tasas de dosis absorbida superiores a 10 μGy/h a 1 m de altura dentro de la casa.
La descontaminación correctiva de la propiedad, la ropa, el suelo y los alimentos se basó en una persona que no supere los 5 mGy en un año. La aplicación de este criterio para diferentes vías resultó en la descontaminación del interior de una casa si la dosis absorbida podía exceder 1 mGy en un año y la descontaminación del suelo si la tasa de dosis absorbida podía exceder 4 mGy en un año (3 mGy de radiación externa y 1 mGy de radiación interna).
El accidente de la unidad 4 del reactor de energía nuclear de Chernobyl de 1986
Descripción general del accidente
El peor accidente de un reactor de energía nuclear del mundo ocurrió el 26 de abril de 1986 durante una prueba de ingeniería eléctrica de muy baja potencia. Para realizar esta prueba, se apagaron o bloquearon varios sistemas de seguridad.
Esta unidad era un modelo RBMK-1000, el tipo de reactor que producía alrededor de 65% de toda la energía nuclear generada en la URSS. Era un reactor de agua en ebullición moderado con grafito que generaba 1,000 MW de electricidad (MWe). El RBMK-1000 no tiene un edificio de contención probado a presión y no se construye comúnmente en la mayoría de los países.
El reactor se volvió crítico rápidamente y produjo una serie de explosiones de vapor. Las explosiones volaron toda la parte superior del reactor, destruyeron la delgada estructura que lo cubría y provocaron una serie de incendios en los gruesos techos de asfalto de las unidades 3 y 4. Las emisiones radiactivas duraron diez días y 31 personas murieron. La delegación de la URSS ante la Agencia Internacional de Energía Atómica estudió el accidente. Afirmaron que los experimentos RBMK de la Unidad 4 de Chernobyl que causaron el accidente no habían recibido la aprobación requerida y que las reglas escritas sobre las medidas de seguridad del reactor eran inadecuadas. La delegación afirmó además: “El personal involucrado no estaba preparado adecuadamente para las pruebas y no estaba al tanto de los posibles peligros”. Esta serie de pruebas creó las condiciones para la situación de emergencia y condujo a un accidente del reactor que la mayoría creía que nunca podría ocurrir.
Liberación de productos de fisión del accidente de la Unidad 4 de Chernobyl
Actividad total liberada
Aproximadamente 1,900 PBq de productos de fisión y combustible (que juntos fueron etiquetados Corium por el Equipo de Recuperación de Accidentes de Three Mile Island) fueron liberados durante los diez días que tomó apagar todos los incendios y sellar la Unidad 4 con un material de protección absorbente de neutrones. La Unidad 4 es ahora un sarcófago de acero y hormigón permanentemente sellado que contiene correctamente el corium residual dentro y alrededor de los restos del núcleo del reactor destruido.
El veinticinco por ciento de los 1,900 PBq se liberaron el primer día del accidente. El resto fue puesto en libertad durante los siguientes nueve días.
Las emisiones radiológicamente más significativas fueron 270 PBq de 131Yo, 8.1 PBq de 90Sr y 37 PBq of 137Cs. Esto se puede comparar con el accidente de Three Mile Island, que liberó 7.4 TBq of 131yo y no medible 90señor o 137Cs.
Dispersión ambiental de materiales radiactivos
Los primeros lanzamientos fueron generalmente en dirección norte, pero los lanzamientos posteriores fueron hacia las direcciones oeste y suroeste. El primer penacho llegó a Suecia y Finlandia el 27 de abril. Los programas de monitoreo ambiental radiológico de las plantas de energía nuclear descubrieron de inmediato el escape y alertaron al mundo sobre el accidente. Parte de este primer penacho se desvió hacia Polonia y Alemania Oriental. Columnas posteriores barrieron Europa oriental y central los días 29 y 30 de abril. Después de esto, el Reino Unido vio los lanzamientos de Chernobyl el 2 de mayo, seguido de Japón y China el 4 de mayo, India el 5 de mayo y Canadá y EE. UU. el 5 y 6 de mayo. El hemisferio sur no informó haber detectado este penacho.
La deposición de la pluma se rigió principalmente por la precipitación. El patrón de lluvia radiactiva de los principales radionucleidos (131I, 137c, 134C, y 90Sr) era muy variable, incluso dentro de la URSS. El principal riesgo procedía de la irradiación externa procedente de la deposición superficial, así como de la ingestión de alimentos contaminados.
Consecuencias radiológicas del accidente de la Unidad 4 de Chernóbil
Consecuencias agudas generales para la salud
Dos personas murieron inmediatamente, una durante el derrumbe del edificio y otra 5.5 horas después por quemaduras térmicas. Otros 28 miembros del personal del reactor y del equipo de extinción de incendios murieron a causa de las lesiones por radiación. Las dosis de radiación a la población fuera del sitio estaban por debajo de los niveles que pueden causar efectos de radiación inmediatos.
El accidente de Chernobyl casi duplicó el total mundial de muertes por accidentes de radiación hasta 1986 (de 32 a 61). (Es interesante notar que los tres muertos del accidente del reactor SL-1 en los EE. UU. se enumeran como debido a una explosión de vapor y que los dos primeros que murieron en Chernobyl tampoco se enumeran como muertes por accidentes de radiación).
Factores que influyeron en las consecuencias del accidente para la salud en el lugar
La dosimetría del personal para las personas en el sitio con mayor riesgo no estaba disponible. La ausencia de náuseas o vómitos durante las primeras seis horas después de la exposición indicó de forma fiable a aquellos pacientes que habían recibido dosis absorbidas inferiores a las potencialmente mortales. Esta también fue una buena indicación de los pacientes que no requirieron atención médica inmediata debido a la exposición a la radiación. Esta información junto con los datos de sangre (disminución del recuento de linfocitos) fue más útil que los datos de dosimetría personal.
Las pesadas prendas protectoras de los bomberos (una lona porosa) permitían que los productos de fisión de alta actividad específica entraran en contacto con la piel desnuda. Estas dosis beta causaron quemaduras graves en la piel y fueron un factor importante en muchas de las muertes. Cincuenta y seis trabajadores sufrieron quemaduras graves en la piel. Las quemaduras eran extremadamente difíciles de tratar y eran un elemento de complicación grave. Hicieron imposible descontaminar a los pacientes antes del transporte a los hospitales.
No hubo cargas corporales internas de material radiactivo clínicamente significativas en este momento. Solo dos personas tenían cargas corporales altas (pero no clínicamente significativas).
De las aproximadamente 1,000 personas examinadas, 115 fueron hospitalizadas debido al síndrome de radiación aguda. Ocho asistentes médicos que trabajaban en el lugar sufrieron el síndrome de radiación aguda.
Como era de esperar, no hubo evidencia de exposición a neutrones. (La prueba busca sodio-24 (24Na) en sangre.)
Factores que influyeron en las consecuencias del accidente para la salud fuera del lugar
Las acciones públicas de protección se pueden dividir en cuatro períodos bien diferenciados.
Se ha realizado un gran esfuerzo en la descontaminación de las áreas externas.
El Comité Científico de las Naciones Unidas sobre los Efectos de la Radiación Atómica (UNSCEAR) informó que la dosis radiológica total para la población de la URSS era de 226,000 Sv-persona (72,000 Sv-persona comprometidos durante el primer año). La dosis equivalente colectiva estimada en todo el mundo es del orden de 600,000 Sv-persona. El tiempo y estudios posteriores refinarán esta estimación (UNSCEAR 1988).
Organizaciones internacionales
Agencia Internacional de Energía Atómica
PO Box 100
A-1400 Viena
AUSTRIA
Comisión Internacional de Unidades y Medidas de Radiación
7910 Avenida Woodmont
Bethesda, Maryland 20814
Estados Unidos
Comisión Internacional de Protección Radiológica
PO Box No. 35
Didcot (Oxfordshire)
OX11 0RJ
Reino Unido
Asociación Internacional de Protección Radiológica
Universidad Tecnológica de Eindhoven
PO Box 662
5600 AR Eindhoven
PAÍSES BAJOS
Comité de las Naciones Unidas sobre los Efectos de la Radiación Atómica
ASOCIADOS DE BERNAM
Unidad de montaje 4611-F
Lanham, Maryland 20706-4391
Estados Unidos
En los últimos años ha aumentado el interés por los efectos biológicos y los posibles resultados en la salud de los campos eléctricos y magnéticos débiles. Se han presentado estudios sobre campos magnéticos y cáncer, sobre reproducción y sobre reacciones neuroconductuales. A continuación, se brinda un resumen de lo que sabemos, lo que aún debe investigarse y, en particular, qué política es apropiada, ya sea que no implique ninguna restricción de exposición, "evitación prudente" o intervenciones costosas.
Lo que sabemos
Cáncer
Los estudios epidemiológicos sobre la leucemia infantil y la exposición residencial a las líneas eléctricas parecen indicar un ligero aumento del riesgo, y se han informado riesgos excesivos de leucemia y tumores cerebrales en ocupaciones “eléctricas”. Los estudios recientes con técnicas mejoradas para la evaluación de la exposición generalmente han fortalecido la evidencia de una asociación. Sin embargo, todavía falta claridad en cuanto a las características de la exposición, por ejemplo, la frecuencia del campo magnético y la intermitencia de la exposición; y no se sabe mucho sobre los posibles factores de confusión o modificadores del efecto. Además, la mayoría de los estudios ocupacionales han indicado una forma especial de leucemia, la leucemia mieloide aguda, mientras que otros han encontrado incidencias más altas para otra forma, la leucemia linfática crónica. Los pocos estudios de cáncer en animales informados no han brindado mucha ayuda con la evaluación del riesgo y, a pesar de una gran cantidad de estudios celulares experimentales, no se ha presentado ningún mecanismo plausible y comprensible mediante el cual se pueda explicar un efecto carcinogénico.
Reproducción, con especial referencia a los resultados del embarazo
En estudios epidemiológicos, se informaron resultados adversos del embarazo y cáncer infantil después de la exposición materna y paterna a campos magnéticos, indicando la exposición paterna un efecto genotóxico. Los esfuerzos para replicar los resultados positivos de otros equipos de investigación no han tenido éxito. Los estudios epidemiológicos sobre operadores de pantallas de visualización (PVD), que están expuestos a los campos eléctricos y magnéticos emitidos por sus pantallas, han sido principalmente negativos, y los estudios teratogénicos en animales con campos similares a los de las pantallas de visualización han sido demasiado contradictorios para respaldar conclusiones fiables.
Reacciones neuroconductuales
Los estudios de provocación en voluntarios jóvenes parecen indicar cambios fisiológicos como la disminución de la frecuencia cardíaca y cambios en el electroencefalograma (EEG) después de la exposición a campos eléctricos y magnéticos relativamente débiles. El fenómeno reciente de hipersensibilidad a la electricidad parece tener un origen multifactorial y no está claro si los campos están involucrados o no. Se ha reportado una gran variedad de síntomas y malestares, principalmente de la piel y del sistema nervioso. La mayoría de los pacientes tienen molestias difusas en la piel de la cara, como enrojecimiento, sonrosamiento, rubicundez, calor, calor, sensación de pinchazos, dolor y tirantez. También se describen síntomas asociados al sistema nervioso, como dolor de cabeza, mareos, fatiga y desmayos, sensación de hormigueo y pinchazos en las extremidades, dificultad para respirar, palpitaciones, sudoración profusa, depresiones y dificultades de memoria. No se han presentado síntomas orgánicos característicos de la enfermedad neurológica.
Exposición
La exposición a campos ocurre en toda la sociedad: en el hogar, en el trabajo, en las escuelas y por la operación de medios de transporte eléctricos. Dondequiera que haya cables eléctricos, motores eléctricos y equipos electrónicos, se crean campos eléctricos y magnéticos. Las intensidades de campo promedio de la jornada laboral de 0.2 a 0.4 μT (microtesla) parecen ser el nivel por encima del cual podría haber un mayor riesgo, y se han calculado niveles similares para promedios anuales para sujetos que viven debajo o cerca de líneas eléctricas.
Muchas personas están igualmente expuestas por encima de estos niveles, aunque por períodos más cortos, en sus hogares (a través de radiadores eléctricos, máquinas de afeitar, secadores de pelo y otros electrodomésticos, o corrientes parásitas debido a desequilibrios en el sistema eléctrico de puesta a tierra en un edificio), en el trabajo (en ciertas industrias y oficinas que implican la proximidad de equipos eléctricos y electrónicos) o mientras viaja en trenes y otros medios de transporte eléctricos. Se desconoce la importancia de tal exposición intermitente. Hay otras incertidumbres en cuanto a la exposición (que implican cuestiones relacionadas con la importancia de la frecuencia de campo, otros factores modificadores o confusores, o el conocimiento de la exposición total de día y de noche) y efecto (dada la consistencia en los hallazgos en cuanto al tipo de cáncer) , y en los estudios epidemiológicos, que obligan a evaluar todas las valoraciones de riesgo con mucha cautela.
Evaluaciones de riesgo
En estudios residenciales escandinavos, los resultados indican un riesgo duplicado de leucemia por encima de 0.2 μT, los niveles de exposición correspondientes a los que normalmente se encuentran dentro de los 50 a 100 metros de una línea eléctrica aérea. Sin embargo, el número de casos de leucemia infantil debajo de las líneas eléctricas es bajo y, por lo tanto, el riesgo es bajo en comparación con otros peligros ambientales en la sociedad. Se ha calculado que cada año en Suecia hay dos casos de leucemia infantil debajo o cerca de las líneas eléctricas. Uno de estos casos puede ser atribuible al riesgo de campo magnético, si lo hubiere.
Las exposiciones ocupacionales a los campos magnéticos son generalmente más altas que las exposiciones residenciales, y los cálculos de los riesgos de leucemia y de tumores cerebrales para los trabajadores expuestos arrojan valores más altos que para los niños que viven cerca de las líneas eléctricas. A partir de cálculos basados en el riesgo atribuible descubierto en un estudio sueco, aproximadamente 20 casos de leucemia y 20 casos de tumores cerebrales podrían atribuirse a campos magnéticos cada año. Estas cifras deben compararse con el número total de 40,000 casos anuales de cáncer en Suecia, de los cuales se calcula que 800 tienen un origen laboral.
Lo que aún debe investigarse
Está bastante claro que se necesita más investigación para asegurar una comprensión satisfactoria de los resultados del estudio epidemiológico obtenidos hasta ahora. Hay estudios epidemiológicos adicionales en curso en diferentes países del mundo, pero la pregunta es si estos agregarán más al conocimiento que ya tenemos. De hecho, no se sabe qué características de los campos son causales de los efectos, si los hay. Por lo tanto, definitivamente necesitamos más estudios sobre los posibles mecanismos para explicar los hallazgos que hemos reunido.
Hay en la literatura, sin embargo, un gran número de in vitro estudios dedicados a la búsqueda de posibles mecanismos. Se han presentado varios modelos de promoción del cáncer, basados en cambios en la superficie celular y en el transporte de iones de calcio en la membrana celular, interrupción de la comunicación celular, modulación del crecimiento celular, activación de secuencias genéticas específicas por transcripción de ácido ribonucleico (ARN) modulado, depresión de la producción de melatonina pineal, la modulación de la actividad de la ornitina descarboxilasa y la posible interrupción de los mecanismos de control antitumorales del sistema inmunológico y hormonal. Cada uno de estos mecanismos tiene características aplicables para explicar los efectos cancerígenos del campo magnético informados; sin embargo, ninguno ha estado libre de problemas y objeciones esenciales.
Melatonina y magnetita
Hay dos posibles mecanismos que pueden ser relevantes para la promoción del cáncer y, por lo tanto, merecen una atención especial. Uno de ellos tiene que ver con la reducción de los niveles de melatonina nocturna inducida por campos magnéticos y el otro está relacionado con el descubrimiento de cristales de magnetita en tejidos humanos.
Se sabe a partir de estudios en animales que la melatonina, a través de un efecto sobre los niveles de hormonas sexuales circulantes, tiene un efecto oncostático indirecto. También se ha indicado en estudios con animales que los campos magnéticos suprimen la producción de melatonina pineal, un hallazgo que sugiere un mecanismo teórico para el aumento informado (por ejemplo) de cáncer de mama que puede deberse a la exposición a dichos campos. Recientemente, se ha propuesto una explicación alternativa para el aumento del riesgo de cáncer. Se ha descubierto que la melatonina es un eliminador de radicales hidroxilo muy potente y, en consecuencia, la melatonina inhibe notablemente el daño al ADN que podrían causar los radicales libres. Si se suprimen los niveles de melatonina, por ejemplo mediante campos magnéticos, el ADN queda más vulnerable al ataque oxidativo. Esta teoría explica cómo la depresión de la melatonina por campos magnéticos podría resultar en una mayor incidencia de cáncer en cualquier tejido.
Pero, ¿disminuyen los niveles sanguíneos de melatonina humana cuando las personas están expuestas a campos magnéticos débiles? Existen algunos indicios de que esto puede ser así, pero se necesita más investigación. Desde hace algunos años se sabe que la capacidad de las aves para orientarse durante las migraciones estacionales está mediada por cristales de magnetita en células que responden al campo magnético terrestre. Ahora, como se mencionó anteriormente, también se ha demostrado que los cristales de magnetita existen en las células humanas en una concentración teóricamente lo suficientemente alta como para responder a campos magnéticos débiles. Por lo tanto, el papel de los cristales de magnetita debe considerarse en cualquier discusión sobre los posibles mecanismos que pueden proponerse en cuanto a los efectos potencialmente dañinos de los campos eléctricos y magnéticos.
La necesidad de conocimiento sobre los mecanismos.
En resumen, existe una clara necesidad de más estudios sobre tales posibles mecanismos. Los epidemiólogos necesitan información sobre las características de los campos eléctricos y magnéticos en las que deben centrarse en sus evaluaciones de exposición. En la mayoría de los estudios epidemiológicos se han utilizado intensidades de campo medias o medianas (con frecuencias de 50 a 60 Hz); en otros, se estudiaron medidas acumulativas de exposición. En un estudio reciente, se encontró que los campos de frecuencias más altas estaban relacionados con el riesgo. Finalmente, en algunos estudios con animales, se ha encontrado que los transitorios de campo son importantes. Para los epidemiólogos el problema no está en el lado de los efectos; Actualmente existen registros de enfermedades en muchos países. El problema es que los epidemiólogos no conocen las características de exposición relevantes a considerar en sus estudios.
Qué política es apropiada
Sistemas de protección
Generalmente, existen diferentes sistemas de protección a considerar con respecto a las regulaciones, lineamientos y políticas. La mayoría de las veces se selecciona el sistema basado en la salud, en el que se puede identificar un efecto adverso para la salud específico a un cierto nivel de exposición, independientemente del tipo de exposición, química o física. Un segundo sistema podría caracterizarse como una optimización de un peligro conocido y aceptado, que no tiene un umbral por debajo del cual el riesgo está ausente. Un ejemplo de una exposición que cae dentro de este tipo de sistema es la radiación ionizante. Un tercer sistema cubre los peligros o riesgos donde las relaciones causales entre la exposición y el resultado no se han demostrado con certeza razonable, pero para los cuales existen preocupaciones generales sobre los posibles riesgos. Este último sistema de protección ha sido denominado el principio de precaucióno más recientemente evitación prudente, que se puede resumir como la prevención futura a bajo costo de la exposición innecesaria en ausencia de certeza científica. La exposición a campos eléctricos y magnéticos se ha discutido de esta manera, y se han presentado estrategias sistemáticas, por ejemplo, sobre cómo deberían enrutarse las futuras líneas eléctricas, organizar los lugares de trabajo y diseñar los electrodomésticos para minimizar la exposición.
Es evidente que el sistema de optimización no es aplicable en relación con las restricciones de campos eléctricos y magnéticos, simplemente porque no se conocen ni se aceptan como riesgos. Los otros dos sistemas, sin embargo, están actualmente bajo consideración.
Reglamentos y lineamientos para la restricción de exposición bajo el sistema basado en la salud
En las pautas internacionales, los límites para las restricciones de exposición al campo están varios órdenes de magnitud por encima de lo que se puede medir desde las líneas eléctricas aéreas y se encuentra en ocupaciones eléctricas. La Asociación Internacional de Protección Radiológica (IRPA) emitido Directrices sobre los límites de exposición a campos eléctricos y magnéticos de 50/60 Hz en 1990, que ha sido adoptado como base para muchas normas nacionales. Dado que a partir de entonces se publicaron nuevos estudios importantes, la Comisión Internacional sobre Protección contra la Radiación No Ionizante (ICNIRP) publicó un apéndice en 1993. Además, en 1993 también se realizaron en el Reino Unido evaluaciones de riesgo de acuerdo con la de IRPA.
Estos documentos enfatizan que el estado del conocimiento científico actual no justifica limitar los niveles de exposición para el público y la fuerza laboral hasta el nivel de μT, y que se requieren más datos para confirmar si existen o no peligros para la salud. Las pautas de IRPA e ICNIRP se basan en los efectos de las corrientes inducidas por campos en el cuerpo, correspondientes a las que se encuentran normalmente en el cuerpo (hasta aproximadamente 10 mA/m2). Se recomienda limitar la exposición laboral a campos magnéticos de 50/60 Hz a 0.5 mT para exposición de todo el día y 5 mT para exposiciones cortas de hasta dos horas. Se recomienda limitar la exposición a campos eléctricos a 10 y 30 kV/m. El límite de 24 horas para el público se establece en 5 kV/m y 0.1 mT.
Estas discusiones sobre la regulación de la exposición se basan completamente en informes sobre el cáncer. En estudios de otros posibles efectos en la salud relacionados con campos eléctricos y magnéticos (por ejemplo, trastornos reproductivos y neuroconductuales), los resultados generalmente se consideran insuficientemente claros y consistentes para constituir una base científica para restringir la exposición.
El principio de cautela o evitación prudente
No hay una diferencia real entre los dos conceptos; Sin embargo, la evitación prudente se ha utilizado más específicamente en discusiones sobre campos eléctricos y magnéticos. Como se dijo anteriormente, la evitación prudente se puede resumir como la evitación futura y de bajo costo de la exposición innecesaria, siempre que exista incertidumbre científica sobre los efectos en la salud. Ha sido adoptado en Suecia, pero no en otros países.
En Suecia, cinco autoridades gubernamentales (el Instituto Sueco de Protección Radiológica, la Junta Nacional de Seguridad Eléctrica, la Junta Nacional de Salud y Bienestar, la Junta Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional y la Junta Nacional de Vivienda, Construcción y Planificación) han declarado conjuntamente que “el conocimiento total que ahora se acumula justifica tomar medidas para reducir la potencia de campo”. Siempre que el costo sea razonable, la política es proteger a las personas de altas exposiciones magnéticas de larga duración. Durante la instalación de nuevos equipos o nuevas líneas eléctricas que puedan causar altas exposiciones a campos magnéticos, se deben elegir soluciones que proporcionen exposiciones más bajas siempre que estas soluciones no impliquen grandes inconvenientes o costos. En general, como lo establece el Radiation Protection Institute, se pueden tomar medidas para reducir el campo magnético en los casos en que los niveles de exposición excedan los niveles normales en más de un factor de diez, siempre que dichas reducciones se puedan realizar a un costo razonable. En situaciones en las que los niveles de exposición de las instalaciones existentes no excedan los niveles normales por un factor de diez, se debe evitar una reconstrucción costosa. Huelga decir que el presente concepto de evasión ha sido criticado por muchos expertos en diferentes países, como por expertos en la industria del suministro de electricidad.
Conclusiones
En el presente artículo se ha resumido lo que sabemos sobre los posibles efectos de los campos eléctricos y magnéticos en la salud, y lo que aún queda por investigar. No se ha dado respuesta a la pregunta de qué política se debe adoptar, pero se han presentado sistemas opcionales de protección. En este sentido, parece claro que la base de datos científica disponible es insuficiente para desarrollar límites de exposición al nivel de μT, lo que a su vez significa que no hay razones para intervenciones costosas en estos niveles de exposición. La adopción o no de alguna forma de estrategia de precaución (p. ej., la evitación prudente) es una cuestión de decisión de las autoridades de salud pública y ocupacional de cada país. Si no se adopta tal estrategia, generalmente significa que no se imponen restricciones de exposición porque los límites de umbral basados en la salud están muy por encima de la exposición pública y ocupacional diaria. Entonces, si las opiniones difieren hoy en cuanto a las regulaciones, pautas y políticas, existe un consenso general entre los emisores de estándares de que se necesita más investigación para obtener una base sólida para acciones futuras.
La forma más familiar de energía electromagnética es la luz solar. La frecuencia de la luz solar (luz visible) es la línea divisoria entre la radiación ionizante más potente (rayos X, rayos cósmicos) en frecuencias más altas y la radiación no ionizante más benigna en frecuencias más bajas. Hay un espectro de radiación no ionizante. Dentro del contexto de este capítulo, en el extremo superior, justo debajo de la luz visible, se encuentra la radiación infrarroja. Debajo está la amplia gama de frecuencias de radio, que incluye (en orden descendente) microondas, radio celular, televisión, radio FM y radio AM, ondas cortas utilizadas en calentadores dieléctricos y de inducción y, en el extremo inferior, campos con frecuencia industrial. El espectro electromagnético se ilustra en la figura 1.
Figura 1. El espectro electromagnético
Así como la luz visible o el sonido impregnan nuestro entorno, el espacio donde vivimos y trabajamos, también lo hacen las energías de los campos electromagnéticos. Además, así como la mayor parte de la energía sonora a la que estamos expuestos es creada por la actividad humana, también lo son las energías electromagnéticas: desde los niveles débiles emitidos por nuestros electrodomésticos cotidianos, los que hacen que funcionen nuestros aparatos de radio y televisión, hasta los niveles altos. niveles que los médicos aplican con fines beneficiosos, por ejemplo, diatermia (tratamientos térmicos). En general, la fuerza de tales energías disminuye rápidamente con la distancia a la fuente. Los niveles naturales de estos campos en el medio ambiente son bajos.
La radiación no ionizante (NIR) incorpora todas las radiaciones y campos del espectro electromagnético que no tienen suficiente energía para producir la ionización de la materia. Es decir, NIR es incapaz de impartir suficiente energía a una molécula o átomo para alterar su estructura mediante la eliminación de uno o más electrones. El límite entre NIR y la radiación ionizante suele establecerse en una longitud de onda de aproximadamente 100 nanómetros.
Al igual que con cualquier forma de energía, la energía NIR tiene el potencial de interactuar con los sistemas biológicos, y el resultado puede no ser significativo, puede ser dañino en diferentes grados o puede ser beneficioso. Con la radiación de radiofrecuencia (RF) y microondas, el principal mecanismo de interacción es el calentamiento, pero en la parte de baja frecuencia del espectro, los campos de alta intensidad pueden inducir corrientes en el cuerpo y, por lo tanto, ser peligrosos. Sin embargo, se desconocen los mecanismos de interacción para las intensidades de campo de bajo nivel.
Cantidades y Unidades
Los campos a frecuencias inferiores a unos 300 MHz se cuantifican en términos de intensidad de campo eléctrico (E) y la fuerza del campo magnético (H). E se expresa en voltios por metro (V/m) y H en amperios por metro (A/m). Ambos son campos vectoriales, es decir, se caracterizan por su magnitud y dirección en cada punto. Para el rango de baja frecuencia, el campo magnético a menudo se expresa en términos de densidad de flujo, B, con la unidad SI tesla (T). Cuando se discuten los campos en nuestro entorno diario, la subunidad microtesla (μT) suele ser la unidad preferida. En alguna literatura, la densidad de flujo se expresa en gauss (G), y la conversión entre estas unidades es (para campos en el aire):
1 T = 104 G o 0.1 μT = 1 mG y 1 A/m = 1.26 μT.
Se encuentran disponibles revisiones de conceptos, cantidades, unidades y terminología para la protección contra la radiación no ionizante, incluida la radiación de radiofrecuencia (NCRP 1981; Polk y Postow 1986; OMS 1993).
El término radiación simplemente significa energía transmitida por ondas. Las ondas electromagnéticas son ondas de fuerzas eléctricas y magnéticas, donde un movimiento ondulatorio se define como la propagación de perturbaciones en un sistema físico. Un cambio en el campo eléctrico va acompañado de un cambio en el campo magnético y viceversa. Estos fenómenos fueron descritos en 1865 por JC Maxwell en cuatro ecuaciones que se conocen como Ecuaciones de Maxwell.
Las ondas electromagnéticas se caracterizan por un conjunto de parámetros que incluyen la frecuencia (f), longitud de onda (λ), intensidad de campo eléctrico, intensidad de campo magnético, polarización eléctrica (P) (la dirección de la E campo), velocidad de propagación (c) y el vector de Poynting (S). Figura 2 ilustra la propagación de una onda electromagnética en el espacio libre. La frecuencia se define como el número de cambios completos del campo eléctrico o magnético en un punto dado por segundo, y se expresa en hercios (Hz). La longitud de onda es la distancia entre dos crestas o valles consecutivos de la onda (máximos o mínimos). La frecuencia, la longitud de onda y la velocidad de onda (v) están interrelacionados de la siguiente manera:
v = f λ
Figura 2. Una onda plana que se propaga con la velocidad de la luz en la dirección x
La velocidad de una onda electromagnética en el espacio libre es igual a la velocidad de la luz, pero la velocidad en los materiales depende de las propiedades eléctricas del material, es decir, de su permitividad (ε) y permeabilidad (μ). La permitividad se refiere a las interacciones del material con el campo eléctrico, y la permeabilidad expresa las interacciones con el campo magnético. Las sustancias biológicas tienen permitividades que difieren mucho de las del espacio libre y dependen de la longitud de onda (especialmente en el rango de RF) y del tipo de tejido. La permeabilidad de las sustancias biológicas, sin embargo, es igual a la del espacio libre.
En una onda plana, como se ilustra en la figura 2 , el campo eléctrico es perpendicular al campo magnético y la dirección de propagación es perpendicular tanto al campo eléctrico como al magnético.
Para una onda plana, la relación entre el valor de la intensidad del campo eléctrico y el valor de la intensidad del campo magnético, que es constante, se conoce como impedancia característica (Z):
Z = E/H
En el espacio libre, Z= 120π ≈ 377Ω pero de otro modo Z depende de la permitividad y la permeabilidad del material a través del cual viaja la onda.
La transferencia de energía se describe mediante el vector de Poynting, que representa la magnitud y dirección de la densidad de flujo electromagnético:
S = E x H
Para una onda que se propaga, la integral de S sobre cualquier superficie representa la potencia instantánea transmitida a través de esta superficie (densidad de potencia). La magnitud del vector de Poynting se expresa en vatios por metro cuadrado (W/m2) (en alguna literatura la unidad mW/cm2 se utiliza—la conversión a unidades SI es 1 mW/cm2 = 10W/m2) y para ondas planas está relacionado con los valores de las intensidades de campo eléctrico y magnético:
S = E2 / 120π = E2 / 377
y
S = 120π H2 = 377 H2
No todas las condiciones de exposición encontradas en la práctica pueden representarse mediante ondas planas. A distancias cercanas a las fuentes de radiación de radiofrecuencia no se cumplen las relaciones características de las ondas planas. El campo electromagnético radiado por una antena se puede dividir en dos regiones: la zona de campo cercano y la zona de campo lejano. El límite entre estas zonas se suele poner en:
r = 2a2 / λ
donde a es la mayor dimensión de la antena.
En la zona de campo cercano, la exposición debe caracterizarse tanto por el campo eléctrico como por el magnético. En el campo lejano, uno de estos es suficiente, ya que están interrelacionados por las ecuaciones anteriores que involucran E y H. En la práctica, la situación de campo cercano a menudo se realiza en frecuencias por debajo de 300 Mhz.
La exposición a los campos de RF se complica aún más por las interacciones de las ondas electromagnéticas con los objetos. En general, cuando las ondas electromagnéticas se encuentran con un objeto, parte de la energía incidente se refleja, parte se absorbe y parte se transmite. Las proporciones de energía transmitida, absorbida o reflejada por el objeto dependen de la frecuencia y polarización del campo y de las propiedades eléctricas y la forma del objeto. Una superposición de las ondas incidente y reflejada da como resultado ondas estacionarias y una distribución de campo espacialmente no uniforme. Dado que las ondas se reflejan totalmente en los objetos metálicos, las ondas estacionarias se forman cerca de dichos objetos.
Dado que la interacción de los campos de RF con los sistemas biológicos depende de muchas características de campo diferentes y los campos que se encuentran en la práctica son complejos, se deben considerar los siguientes factores al describir las exposiciones a los campos de RF:
Para la exposición a campos magnéticos de baja frecuencia, todavía no está claro si la intensidad del campo o la densidad de flujo es la única consideración importante. Puede resultar que otros factores también sean importantes, como el tiempo de exposición o la rapidez de los cambios de campo.
El término campo electromagnetico (EMF), como se usa en los medios de comunicación y la prensa popular, generalmente se refiere a campos eléctricos y magnéticos en el extremo de baja frecuencia del espectro, pero también se puede usar en un sentido mucho más amplio para incluir todo el espectro de radiación electromagnética. Tenga en cuenta que en el rango de baja frecuencia el E y B los campos no están acoplados o interrelacionados de la misma manera que lo están en frecuencias más altas y, por lo tanto, es más exacto referirse a ellos como "campos eléctricos y magnéticos" en lugar de campos electromagnéticos.
Al igual que la luz, que es visible, la radiación ultravioleta (UVR) es una forma de radiación óptica con longitudes de onda más cortas y fotones (partículas de radiación) más energéticos que su contraparte visible. La mayoría de las fuentes de luz también emiten algo de UVR. La UVR está presente en la luz solar y también se emite desde una gran cantidad de fuentes ultravioleta utilizadas en la industria, la ciencia y la medicina. Los trabajadores pueden encontrar UVR en una amplia variedad de entornos laborales. En algunos casos, a bajos niveles de luz ambiental, se pueden ver fuentes muy intensas de ultravioleta cercano ("luz negra"), pero normalmente la UVR es invisible y debe detectarse por el resplandor de los materiales que emiten fluorescencia cuando se iluminan con UVR.
Así como la luz se puede dividir en colores que se pueden ver en un arco iris, la UVR se subdivide y sus componentes se denotan comúnmente como UVA, UVB y UVC. Las longitudes de onda de la luz y la UVR generalmente se expresan en nanómetros (nm); 1 nm es una mil millonésima (10-9) de un metro. Los rayos UVC (UVR de longitud de onda muy corta) de la luz solar son absorbidos por la atmósfera y no llegan a la superficie de la Tierra. UVC está disponible solo a partir de fuentes artificiales, como lámparas germicidas, que emiten la mayor parte de su energía en una sola longitud de onda (254 nm) que es muy eficaz para matar bacterias y virus en una superficie o en el aire.
La UVB es la UVR biológicamente más dañina para la piel y los ojos, y aunque la mayor parte de esta energía (que es un componente de la luz solar) es absorbida por la atmósfera, aún produce quemaduras solares y otros efectos biológicos. La UVR de longitud de onda larga, UVA, se encuentra normalmente en la mayoría de las fuentes de lámparas y también es la UVR más intensa que llega a la Tierra. Aunque los rayos UVA pueden penetrar profundamente en los tejidos, no son tan dañinos biológicamente como los rayos UVB porque las energías de los fotones individuales son menores que las de los rayos UVB o UVC.
Fuentes de radiación ultravioleta
Luz del sol
La mayor exposición ocupacional a la radiación ultravioleta la experimentan los trabajadores al aire libre bajo la luz solar. La capa de ozono de la tierra atenúa en gran medida la energía de la radiación solar, lo que limita la radiación UV terrestre a longitudes de onda superiores a 290-295 nm. La energía de los rayos de onda corta (UVB) más peligrosos de la luz solar es una fuerte función de la trayectoria oblicua atmosférica y varía con la estación y la hora del día (Sliney 1986 y 1987; OMS 1994).
fuentes artificiales
Las fuentes artificiales más significativas de exposición humana incluyen las siguientes:
Soldadura por arco industrial. La fuente más importante de exposición potencial a los rayos UV es la energía radiante de los equipos de soldadura por arco. Los niveles de UVR alrededor del equipo de soldadura por arco son muy altos, y pueden ocurrir lesiones agudas en los ojos y la piel dentro de los tres a diez minutos de exposición a distancias de observación cercanas de unos pocos metros. La protección de los ojos y la piel es obligatoria.
Lámparas UVR industriales/de trabajo. Muchos procesos industriales y comerciales, como el curado fotoquímico de tintas, pinturas y plásticos, implican el uso de lámparas que emiten mucho en el rango UV. Si bien la probabilidad de exposición dañina es baja debido al blindaje, en algunos casos puede ocurrir una exposición accidental.
“Luces negras”. Las luces negras son lámparas especializadas que emiten predominantemente en el rango UV y generalmente se utilizan para pruebas no destructivas con polvos fluorescentes, para la autenticación de billetes y documentos, y para efectos especiales en publicidad y discotecas. Estas lámparas no presentan ningún riesgo de exposición significativo para los humanos (excepto en ciertos casos para la piel fotosensibilizada).
Tratamiento médico. Las lámparas UVR se utilizan en medicina para una variedad de fines diagnósticos y terapéuticos. Las fuentes de UVA se utilizan normalmente en aplicaciones de diagnóstico. Las exposiciones del paciente varían considerablemente según el tipo de tratamiento, y las lámparas UV utilizadas en dermatología requieren un uso cuidadoso por parte del personal.
Lámparas germicidas UVR. La UVR con longitudes de onda en el rango de 250 a 265 nm es la más eficaz para la esterilización y desinfección, ya que corresponde a un máximo en el espectro de absorción del ADN. Los tubos de descarga de mercurio de baja presión se utilizan a menudo como fuente UV, ya que más del 90 % de la energía radiada se encuentra en la línea de 254 nm. Estas lámparas a menudo se denominan "lámparas germicidas", "lámparas bactericidas" o simplemente "lámparas UVC". Las lámparas germicidas se utilizan en hospitales para combatir la infección de tuberculosis y también se utilizan dentro de gabinetes de seguridad microbiológica para inactivar microorganismos en el aire y en la superficie. La instalación adecuada de las lámparas y el uso de protección para los ojos es esencial.
bronceado cosmético. Las tumbonas se encuentran en empresas donde los clientes pueden broncearse con lámparas de bronceado especiales, que emiten principalmente en el rango de UVA pero también algo de UVB. El uso regular de una cama solar puede contribuir significativamente a la exposición anual de la piel a los rayos UV de una persona; además, el personal que trabaja en salones de bronceado también puede estar expuesto a niveles bajos. El uso de protección para los ojos, como gafas protectoras o anteojos de sol, debe ser obligatorio para el cliente y, según el arreglo, incluso los miembros del personal pueden requerir protectores para los ojos.
Iluminación general. Las lámparas fluorescentes son comunes en el lugar de trabajo y se han utilizado en el hogar durante mucho tiempo. Estas lámparas emiten pequeñas cantidades de UVR y contribuyen solo en un pequeño porcentaje a la exposición UV anual de una persona. Las lámparas de tungsteno-halógeno se utilizan cada vez más en el hogar y en el lugar de trabajo para una variedad de propósitos de iluminación y exhibición. Las lámparas halógenas sin blindaje pueden emitir niveles de UVR suficientes para causar lesiones graves a distancias cortas. La instalación de filtros de vidrio sobre estas lámparas debería eliminar este peligro.
Efectos biologicos
La piel
El eritema
El eritema, o “quemadura solar”, es un enrojecimiento de la piel que normalmente aparece de cuatro a ocho horas después de la exposición a los rayos UV y desaparece gradualmente después de unos días. Las quemaduras solares graves pueden provocar ampollas y descamación de la piel. UVB y UVC son alrededor de 1,000 veces más efectivos que los UVA para causar eritema (Parrish, Jaenicke y Anderson 1982), pero el eritema producido por las longitudes de onda UVB más largas (295 a 315 nm) es más grave y persiste por más tiempo (Hausser 1928). El aumento de la gravedad y el curso del tiempo del eritema resulta de una penetración más profunda de estas longitudes de onda en la epidermis. La sensibilidad máxima de la piel aparentemente ocurre aproximadamente a 295 nm (Luckiesh, Holladay y Taylor 1930; Coblentz, Stair and Hogue 1931) con una sensibilidad mucho menor (aproximadamente 0.07) a 315 nm y longitudes de onda más largas (McKinlay y Diffey 1987).
La dosis eritemal mínima (MED) para 295 nm que se ha informado en estudios más recientes para pieles ligeramente pigmentadas y sin broncear oscila entre 6 y 30 mJ/cm2 (Everett, Olsen y Sayer 1965; Freeman, et al. 1966; Berger, Urbach y Davies 1968). La MED a 254 nm varía mucho según el tiempo transcurrido después de la exposición y si la piel ha estado expuesta mucho a la luz solar exterior, pero generalmente es del orden de 20 mJ/cm.2, o tan alto como 0.1 J/cm2. La pigmentación y el bronceado de la piel y, lo que es más importante, el engrosamiento del estrato córneo, pueden aumentar esta MED en al menos un orden de magnitud.
Fotosensibilización
Los especialistas en salud ocupacional frecuentemente encuentran efectos adversos por exposición ocupacional a UVR en trabajadores fotosensibilizados. El uso de ciertos medicamentos puede producir un efecto fotosensibilizante por exposición a los rayos UVA, al igual que la aplicación tópica de ciertos productos, incluidos algunos perfumes, lociones corporales, etc. Las reacciones a los agentes fotosensibilizadores implican tanto fotoalergia (reacción alérgica de la piel) como fototoxicidad (irritación de la piel) después de la exposición a la radiación UV de la luz solar o de fuentes industriales de radiación UV. (Las reacciones de fotosensibilidad durante el uso de equipos de bronceado también son comunes). Esta fotosensibilización de la piel puede ser causada por cremas o ungüentos que se aplican sobre la piel, por medicamentos que se toman por vía oral o por inyección, o por el uso de inhaladores recetados (consulte la figura 1). ). El médico que prescribe un medicamento potencialmente fotosensibilizante siempre debe advertir al paciente que tome las medidas adecuadas para evitar efectos adversos, pero con frecuencia se le dice al paciente que solo evite la luz solar y no las fuentes de RUV (ya que son poco comunes en la población general).
Figura 1. Algunas sustancias fonosensibilizadoras
Efectos retardados
La exposición crónica a la luz solar, especialmente al componente UVB, acelera el envejecimiento de la piel y aumenta el riesgo de desarrollar cáncer de piel (Fitzpatrick et al. 1974; Forbes y Davies 1982; Urbach 1969; Passchier y Bosnjakovic 1987). Varios estudios epidemiológicos han demostrado que la incidencia del cáncer de piel está fuertemente correlacionada con la latitud, la altitud y la cobertura del cielo, que se correlacionan con la exposición a los rayos UV (Scotto, Fears y Gori 1980; OMS 1993).
Todavía no se han establecido las relaciones dosis-respuesta cuantitativas exactas para la carcinogénesis de la piel humana, aunque las personas de piel clara, en particular las de origen celta, son mucho más propensas a desarrollar cáncer de piel. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que las exposiciones UVR necesarias para provocar tumores de piel en modelos animales pueden administrarse con la suficiente lentitud para que no se produzca eritema, y la eficacia relativa (en relación con el pico a 302 nm) informada en esos estudios varía en la misma medida. como las quemaduras solares (Cole, Forbes y Davies 1986; Sterenborg y van der Leun 1987).
El ojo
Fotoqueratitis y fotoconjuntivitis
Estas son reacciones inflamatorias agudas resultantes de la exposición a la radiación UVB y UVC que aparecen a las pocas horas de una exposición excesiva y normalmente se resuelven después de uno o dos días.
Lesión en la retina por luz brillante
Aunque la lesión térmica de la retina por fuentes de luz es poco probable, el daño fotoquímico puede ocurrir por la exposición a fuentes ricas en luz azul. Esto puede resultar en una reducción temporal o permanente de la visión. Sin embargo, la respuesta normal de aversión a la luz brillante debería evitar que esto ocurra a menos que se haga un esfuerzo consciente para mirar fijamente las fuentes de luz brillante. La contribución de la UVR a la lesión de la retina es generalmente muy pequeña porque la absorción por el cristalino limita la exposición de la retina.
Efectos crónicos
La exposición ocupacional a largo plazo a la RUV durante varias décadas puede contribuir a la aparición de cataratas y efectos degenerativos no relacionados con los ojos, como el envejecimiento de la piel y el cáncer de piel asociados con la exposición al sol. La exposición crónica a la radiación infrarroja también puede aumentar el riesgo de cataratas, pero esto es muy poco probable, dado el acceso a la protección ocular.
La radiación ultravioleta actínica (UVB y UVC) es fuertemente absorbida por la córnea y la conjuntiva. La sobreexposición de estos tejidos causa queratoconjuntivitis, comúnmente conocida como “destello de soldador”, “ojo de arco” o “ceguera de la nieve”. Pitts ha informado sobre el espectro de acción y el curso temporal de la fotoqueratitis en la córnea humana, de conejo y de mono (Pitts 1974). El período de latencia varía inversamente con la severidad de la exposición, oscilando entre 1.5 y 24 horas, pero generalmente ocurre dentro de las 6 a 12 horas; las molestias suelen desaparecer en 48 horas. Le sigue la conjuntivitis y puede ir acompañada de eritema de la piel del rostro que rodea los párpados. Por supuesto, la exposición a los rayos UV rara vez provoca lesiones oculares permanentes. Pitts y Tredici (1971) informaron datos de umbral para fotoqueratitis en humanos para bandas de onda de 10 nm de ancho de 220 a 310 nm. Se encontró que la sensibilidad máxima de la córnea se producía a 270 nm, lo que difería notablemente del máximo de la piel. Presumiblemente, la radiación de 270 nm es biológicamente más activa debido a la falta de un estrato córneo para atenuar la dosis al tejido del epitelio corneal en longitudes de onda UVR más cortas. La respuesta de longitud de onda, o espectro de acción, no varió tanto como los espectros de acción del eritema, con umbrales que varían de 4 a 14 mJ/cm2 a 270 nm. El umbral informado a 308 nm fue de aproximadamente 100 mJ/cm2.
La exposición repetida del ojo a niveles potencialmente peligrosos de UVR no aumenta la capacidad protectora del tejido afectado (la córnea) como lo hace la exposición de la piel, lo que conduce al bronceado y al engrosamiento del estrato córneo. Ringvold y asociados estudiaron las propiedades de absorción de UVR de la córnea (Ringvold 1980a) y el humor acuoso (Ringvold 1980b), así como los efectos de la radiación UVB sobre el epitelio corneal (Ringvold 1983), el estroma corneal (Ringvold y Davanger 1985) y el endotelio corneal (Ringvold, Davanger y Olsen 1982; Olsen y Ringvold 1982). Sus estudios de microscopía electrónica mostraron que el tejido corneal poseía notables propiedades de reparación y recuperación. Aunque uno podría detectar fácilmente un daño significativo en todas estas capas que aparentemente aparecen inicialmente en las membranas celulares, la recuperación morfológica fue completa después de una semana. La destrucción de queratocitos en la capa del estroma fue evidente y la recuperación endotelial fue pronunciada a pesar de la falta normal de renovación celular rápida en el endotelio. Cullen et al. (1984) estudiaron el daño endotelial que era persistente si la exposición UVR era persistente. Riley et al. (1987) también estudiaron el endotelio de la córnea después de la exposición a los rayos UVB y concluyeron que no era probable que las agresiones únicas graves tuvieran efectos retardados; sin embargo, también concluyeron que la exposición crónica podría acelerar los cambios en el endotelio relacionados con el envejecimiento de la córnea.
Las longitudes de onda superiores a 295 nm pueden transmitirse a través de la córnea y el cristalino las absorbe casi en su totalidad. Pitts, Cullen y Hacker (1977b) demostraron que se pueden producir cataratas en conejos con longitudes de onda en la banda de 295 a 320 nm. Los umbrales para las opacidades transitorias oscilaron entre 0.15 y 12.6 J/cm2, dependiendo de la longitud de onda, con un umbral mínimo a 300 nm. Las opacidades permanentes requerían mayores exposiciones radiantes. No se observaron efectos lenticulares en el rango de longitud de onda de 325 a 395 nm incluso con exposiciones radiantes mucho más altas de 28 a 162 J/cm2 (Pitts, Cullen y Hacker 1977a; Zuclich y Connolly 1976). Estos estudios ilustran claramente el peligro particular de la banda espectral de 300-315 nm, como era de esperar porque los fotones de estas longitudes de onda penetran de manera eficiente y tienen suficiente energía para producir daño fotoquímico.
Taylor et al. (1988) proporcionaron pruebas epidemiológicas de que los rayos UVB de la luz solar eran un factor etiológico de la catarata senil, pero no demostraron una correlación entre las cataratas y la exposición a los rayos UVA. Aunque alguna vez fue una creencia popular debido a la fuerte absorción de los rayos UVA por parte del cristalino, la hipótesis de que los rayos UVA pueden causar cataratas no ha sido respaldada ni por estudios experimentales de laboratorio ni por estudios epidemiológicos. A partir de los datos experimentales de laboratorio que mostraron que los umbrales para la fotoqueratitis eran inferiores a los de la cataratogénesis, se debe concluir que los niveles inferiores a los necesarios para producir fotoqueratitis a diario deben considerarse peligrosos para el tejido del cristalino. Incluso si se supusiera que la córnea está expuesta a un nivel casi equivalente al umbral de la fotoqueratitis, se estimaría que la dosis diaria de UVR al cristalino a 308 nm sería inferior a 120 mJ/cm2 durante 12 horas al aire libre (Sliney 1987). De hecho, una exposición diaria promedio más realista sería menos de la mitad de ese valor.
jamón et al. (1982) determinaron el espectro de acción de la fotorretinitis producida por UVR en la banda de 320-400 nm. Demostraron que los umbrales en la banda espectral visible, que eran de 20 a 30 J/cm2 a 440 nm, se redujeron a aproximadamente 5 J/cm2 para una banda de 10 nm centrada en 325 nm. El espectro de acción aumentaba monótonamente con la disminución de la longitud de onda. Por lo tanto, debemos concluir que niveles muy por debajo de 5 J/cm2 a 308 nm debería producir lesiones en la retina, aunque estas lesiones no se manifestarían hasta 24 a 48 horas después de la exposición. No hay datos publicados sobre umbrales de lesiones en la retina por debajo de 325 nm, y solo se puede esperar que el patrón del espectro de acción para las lesiones fotoquímicas en la córnea y los tejidos del cristalino también se aplique a la retina, lo que conduciría a un umbral de lesiones del orden de 0.1 J/cm2.
Aunque se ha demostrado claramente que la radiación UVB es mutagénica y cancerígena para la piel, la extrema rareza de la carcinogénesis en la córnea y la conjuntiva es bastante notable. No parece haber evidencia científica que vincule la exposición a los rayos UV con ningún tipo de cáncer de córnea o conjuntiva en humanos, aunque no ocurre lo mismo con el ganado. Esto sugeriría un sistema inmunológico muy efectivo operando en el ojo humano, ya que ciertamente hay trabajadores al aire libre que reciben una exposición UVR comparable a la que recibe el ganado. Esta conclusión se ve respaldada por el hecho de que las personas que padecen una respuesta inmunitaria defectuosa, como en el xeroderma pigmentoso, desarrollan con frecuencia neoplasias de la córnea y la conjuntiva (Stenson 1982).
Normas de Seguridad
Se han desarrollado límites de exposición ocupacional (EL) para UVR e incluyen una curva de espectro de acción que envuelve los datos de umbral para efectos agudos obtenidos de estudios de eritema mínimo y queratoconjuntivitis (Sliney 1972; IRPA 1989). Esta curva no difiere significativamente de los datos del umbral colectivo, teniendo en cuenta los errores de medición y las variaciones en la respuesta individual, y está muy por debajo de los umbrales cataratogénicos UVB.
El EL para UVR es más bajo a 270 nm (0.003 J/cm2 a 270 nm), y, por ejemplo, a 308 nm es de 0.12 J/cm2 (ACGIH 1995, IRPA 1988). Independientemente de si la exposición se produce a partir de unas pocas exposiciones pulsadas durante el día, una sola exposición muy breve o una exposición de 8 horas a unos pocos microvatios por centímetro cuadrado, el riesgo biológico es el mismo y los límites anteriores se aplican a la jornada laboral completa.
Protección Ocupacional
La exposición ocupacional a la UVR debe minimizarse cuando sea práctico. En el caso de las fuentes artificiales, siempre que sea posible, se debe dar prioridad a las medidas de ingeniería, como la filtración, el blindaje y el cerramiento. Los controles administrativos, como la limitación del acceso, pueden reducir los requisitos de protección personal.
Los trabajadores al aire libre, como los trabajadores agrícolas, los trabajadores de la construcción, los pescadores, etc., pueden minimizar el riesgo de exposición a los rayos UV solares usando ropa adecuada de tejido apretado y, lo que es más importante, un sombrero de ala ancha para reducir la exposición de la cara y el cuello. Los protectores solares se pueden aplicar a la piel expuesta para reducir una mayor exposición. Los trabajadores al aire libre deben tener acceso a la sombra y contar con todas las medidas de protección necesarias mencionadas anteriormente.
En la industria, hay muchas fuentes capaces de causar lesiones oculares agudas en un tiempo de exposición breve. Hay disponible una variedad de protección para los ojos con varios grados de protección adecuados para el uso previsto. Los destinados a uso industrial incluyen cascos de soldadura (que además brindan protección tanto contra la radiación visible e infrarroja intensa como protección facial), protectores faciales, gafas protectoras y anteojos que absorben los rayos UV. En general, los anteojos protectores proporcionados para uso industrial deben ajustarse perfectamente a la cara, asegurando así que no haya espacios a través de los cuales la RUV pueda llegar directamente al ojo, y deben estar bien construidos para evitar lesiones físicas.
La idoneidad y selección de las gafas protectoras depende de los siguientes puntos:
En situaciones de exposición industrial, el grado de riesgo ocular puede evaluarse mediante la medición y comparación con los límites de exposición recomendados (Duchene, Lakey y Repacholi 1991).
Measurement
Debido a la fuerte dependencia de los efectos biológicos de la longitud de onda, la medida principal de cualquier fuente de UVR es su potencia espectral o distribución de irradiación espectral. Esto debe medirse con un espectrorradiómetro que consta de una óptica de entrada adecuada, un monocromador y un detector y lector UVR. Tal instrumento no se usa normalmente en higiene ocupacional.
En muchas situaciones prácticas, se utiliza un medidor UVR de banda ancha para determinar las duraciones de exposición seguras. Por motivos de seguridad, la respuesta espectral se puede adaptar para seguir la función espectral utilizada para las pautas de exposición de la ACGIH y la IRPA. Si no se utilizan los instrumentos apropiados, se producirán errores graves en la evaluación de peligros. También se dispone de dosímetros UVR personales (p. ej., película de polisulfona), pero su aplicación se ha limitado en gran medida a la investigación sobre seguridad en el trabajo más que a las encuestas de evaluación de riesgos.
Conclusiones
El daño molecular de los componentes celulares clave que surgen de la exposición a los rayos ultravioleta ocurre constantemente, y existen mecanismos de reparación para hacer frente a la exposición de la piel y los tejidos oculares a la radiación ultravioleta. Sólo cuando estos mecanismos de reparación son superados se hace evidente la lesión biológica aguda (Smith 1988). Por estas razones, minimizar la exposición ocupacional a los rayos UVA sigue siendo un importante objeto de preocupación entre los trabajadores de salud y seguridad en el trabajo.
La radiación infrarroja es aquella parte del espectro de radiación no ionizante situada entre las microondas y la luz visible. Es una parte natural del entorno humano y, por lo tanto, las personas están expuestas a él en pequeñas cantidades en todas las áreas de la vida diaria, por ejemplo, en el hogar o durante actividades recreativas bajo el sol. Sin embargo, una exposición muy intensa puede resultar de ciertos procesos técnicos en el lugar de trabajo.
Muchos procesos industriales implican el curado térmico de varios tipos de materiales. Las fuentes de calor utilizadas o el propio material calentado suelen emitir niveles tan altos de radiación infrarroja que un gran número de trabajadores corren el riesgo de verse expuestos.
Conceptos y Cantidades
La radiación infrarroja (IR) tiene longitudes de onda que van desde 780 nm a 1 mm. Siguiendo la clasificación de la Comisión Internacional de Iluminación (CIE), esta banda se subdivide en IRA (de 780 nm a 1.4 μm), IRB (de 1.4 μm a 3 μm) e IRC (de 3 μm a 1 mm). Esta subdivisión sigue aproximadamente las características de absorción dependientes de la longitud de onda de los IR en el tejido y los diferentes efectos biológicos resultantes.
La cantidad y la distribución temporal y espacial de la radiación infrarroja se describen mediante diferentes cantidades y unidades radiométricas. Debido a las propiedades ópticas y fisiológicas, especialmente del ojo, se suele hacer una distinción entre fuentes “puntuales” pequeñas y fuentes “extendidas”. El criterio para esta distinción es el valor en radianes del ángulo (α) medido en el ojo subtendido por la fuente. Este ángulo se puede calcular como un cociente, la dimensión de la fuente de luz DL dividido por la distancia de visualización r. Las fuentes extendidas son aquellas que subtienden un ángulo de visión en el ojo mayor que αmin, que normalmente es de 11 miliradianes. Para todas las fuentes extendidas existe una distancia de visualización donde α es igual a αmin; a mayores distancias de visualización, la fuente se puede tratar como una fuente puntual. En la protección contra la radiación óptica, las magnitudes más importantes relativas a las fuentes extendidas son las resplandor (L, expresado en Wm-2sr-1) y el resplandor integrado en el tiempo (Lp en Jm-2sr-1), que describen el “brillo” de la fuente. Para la evaluación del riesgo para la salud, las cantidades más relevantes relativas a fuentes puntuales o exposiciones a distancias de la fuente donde α< αminson los irradiancia (E, expresado en Wm-2), que es equivalente al concepto de tasa de dosis de exposición, y el exposición radiante (H, en Jm-2), equivalente al concepto de dosis de exposición.
En algunas bandas del espectro, los efectos biológicos debidos a la exposición dependen en gran medida de la longitud de onda. Por lo tanto, se deben usar cantidades espectrorradiométricas adicionales (p. ej., la radiación espectral, Ll, expresado en Wm-2 sr-1 nm-1) para sopesar los valores de emisión física de la fuente frente al espectro de acción aplicable relacionado con el efecto biológico.
Fuentes y Exposición Ocupacional
La exposición a los resultados de IR de varias fuentes naturales y artificiales. La emisión espectral de estas fuentes puede limitarse a una sola longitud de onda (láser) o puede distribuirse en una amplia banda de longitudes de onda.
Los diferentes mecanismos de generación de radiación óptica en general son:
La emisión de las fuentes más importantes utilizadas en muchos procesos industriales resulta de la excitación térmica y se puede aproximar utilizando las leyes físicas de la radiación de cuerpo negro si se conoce la temperatura absoluta de la fuente. La emisión total (M, en Wm-2) de un radiador de cuerpo negro (figura 1) se describe mediante la ley de Stefan-Boltzmann:
MONTE) = 5.67 x 10-8T4
y depende de la cuarta potencia de la temperatura (T, en K) del cuerpo radiante. La distribución espectral de la radiación se describe mediante la ley de radiación de Planck:
y la longitud de onda de máxima emisión (λmax) se describe de acuerdo con la ley de Wien por:
λmax = (2.898 x 10-8) / T
Figura 1. Radiancia espectral λmaxde un radiador de cuerpo negro a la temperatura absoluta mostrada en grados Kelvin en cada curva
Muchos láseres utilizados en procesos industriales y médicos emiten niveles muy altos de IR. En general, en comparación con otras fuentes de radiación, la radiación láser tiene algunas características inusuales que pueden influir en el riesgo después de una exposición, como una duración de pulso muy corta o una irradiación extremadamente alta. Por lo tanto, la radiación láser se analiza en detalle en otra parte de este capítulo.
Muchos procesos industriales requieren el uso de fuentes que emiten altos niveles de radiación visible e infrarroja y, por lo tanto, un gran número de trabajadores como panaderos, sopladores de vidrio, trabajadores de hornos, trabajadores de fundición, herreros, fundidores y bomberos están potencialmente en riesgo de exposición. Además de las lámparas, se deben considerar fuentes tales como llamas, sopletes de gas, sopletes de acetileno, charcos de metal fundido y barras de metal incandescente. Estos se encuentran en fundiciones, acerías y en muchas otras plantas industriales pesadas. La Tabla 1 resume algunos ejemplos de fuentes IR y sus aplicaciones.
Tabla 1. Diferentes fuentes de IR, población expuesta y niveles de exposición aproximados
Fuente |
Aplicación o población expuesta |
Exposición |
Luz del sol |
Trabajadores al aire libre, agricultores, trabajadores de la construcción, gente de mar, público en general |
500Wm-2 |
Lámparas de filamento de tungsteno |
Población en general y trabajadores |
105-106 Wm-2sr-1 |
Lámparas de filamento halógeno de tungsteno |
(Ver lámparas de filamento de tungsteno) |
50–200 Wm-2 (a 50cm) |
Diodos emisores de luz (por ejemplo, diodo GaAs) |
Juguetes, electrónica de consumo, tecnología de transmisión de datos, etc. |
105 Wm-2sr-1 |
Lámparas de arco de xenón |
Proyectores, simuladores solares, luces de búsqueda |
107 Wm-2sr-1 |
Derretimiento de hierro |
Hornos de acero, trabajadores de acerías |
105 Wm-2sr-1 |
Matrices de lámparas infrarrojas |
Calentamiento y secado industrial |
103 al 8.103 Wm-2 |
Lámparas infrarrojas en hospitales |
Incubadoras |
100–300 Wm-2 |
Efectos biologicos
La radiación óptica en general no penetra muy profundamente en el tejido biológico. Por lo tanto, los objetivos principales de una exposición IR son la piel y los ojos. En la mayoría de las condiciones de exposición, el principal mecanismo de interacción de IR es térmico. Solo los pulsos muy cortos que pueden producir los láseres, pero que no se consideran aquí, también pueden provocar efectos mecanotérmicos. No se espera que los efectos de la ionización o de la ruptura de los enlaces químicos aparezcan con la radiación IR porque la energía de la partícula, siendo inferior a aproximadamente 1.6 eV, es demasiado baja para causar tales efectos. Por la misma razón, las reacciones fotoquímicas se vuelven significativas solo a longitudes de onda más cortas en la región visual y ultravioleta. Los diferentes efectos de la IR en la salud que dependen de la longitud de onda surgen principalmente de las propiedades ópticas del tejido que dependen de la longitud de onda, por ejemplo, la absorción espectral de los medios oculares (figura 2).
Figura 2. Absorción espectral de los medios oculares
Efectos en el ojo
En general, el ojo está bien adaptado para protegerse contra la radiación óptica del entorno natural. Además, el ojo está fisiológicamente protegido contra lesiones por fuentes de luz brillante, como el sol o lámparas de alta intensidad, mediante una respuesta de aversión que limita la duración de la exposición a una fracción de segundo (aproximadamente 0.25 segundos).
La IRA afecta principalmente a la retina, debido a la transparencia de los medios oculares. Al ver directamente una fuente puntual o un rayo láser, las propiedades de enfoque en la región IRA hacen que la retina sea mucho más susceptible al daño que cualquier otra parte del cuerpo. Para períodos de exposición cortos, se considera que el calentamiento del iris debido a la absorción de IR visible o cercano juega un papel en el desarrollo de opacidades en la lente.
Con el aumento de la longitud de onda, por encima de aproximadamente 1 μm, aumenta la absorción por los medios oculares. Por lo tanto, se considera que la absorción de la radiación IRA tanto por el cristalino como por el iris pigmentado desempeña un papel en la formación de opacidades lenticulares. El daño del cristalino se atribuye a longitudes de onda inferiores a 3 μm (IRA e IRB). Para la radiación infrarroja de longitudes de onda superiores a 1.4 μm, el humor acuoso y el cristalino son especialmente absorbentes.
En la región del espectro IRB e IRC, los medios oculares se vuelven opacos como resultado de la fuerte absorción por parte del agua que los constituye. La absorción en esta región es principalmente en la córnea y en el humor acuoso. Más allá de 1.9 μm, la córnea es efectivamente el único absorbente. La absorción de radiación infrarroja de longitud de onda larga por parte de la córnea puede provocar un aumento de la temperatura en el ojo debido a la conducción térmica. Debido a la rápida tasa de recambio de las células superficiales de la córnea, se puede esperar que cualquier daño limitado a la capa externa de la córnea sea temporal. En la banda IRC, la exposición puede causar una quemadura en la córnea similar a la de la piel. Sin embargo, no es muy probable que ocurran quemaduras en la córnea, debido a la reacción de aversión provocada por la sensación dolorosa causada por una fuerte exposición.
Efectos sobre la piel.
La radiación infrarroja no penetrará muy profundamente en la piel. Por lo tanto, la exposición de la piel a IR muy fuerte puede provocar efectos térmicos locales de diferente gravedad e incluso quemaduras graves. Los efectos sobre la piel dependen de las propiedades ópticas de la piel, como la profundidad de penetración dependiente de la longitud de onda (figura 3 ). Especialmente a longitudes de onda más largas, una exposición extensa puede provocar un aumento de la temperatura local y quemaduras. Los valores de umbral para estos efectos dependen del tiempo, debido a las propiedades físicas de los procesos de transporte térmico en la piel. Una irradiación de 10 kWm-2, por ejemplo, puede causar una sensación dolorosa en 5 segundos, mientras que una exposición de 2 kWm-2 no provocará la misma reacción en períodos inferiores a aproximadamente 50 segundos.
Figura 3. Profundidad de penetración en la piel para diferentes longitudes de onda
Si la exposición se prolonga durante períodos muy largos, incluso a valores muy por debajo del umbral del dolor, la carga de calor para el cuerpo humano puede ser grande. Especialmente si la exposición cubre todo el cuerpo como, por ejemplo, frente a una fundición de acero. El resultado puede ser un desequilibrio del sistema de termorregulación fisiológicamente bien equilibrado. El umbral para tolerar tal exposición dependerá de diferentes condiciones individuales y ambientales, como la capacidad individual del sistema de termorregulación, el metabolismo corporal real durante la exposición o la temperatura ambiental, la humedad y el movimiento del aire (velocidad del viento). Sin ningún trabajo físico, una exposición máxima de 300 Wm-2 puede ser tolerado durante ocho horas bajo ciertas condiciones ambientales, pero este valor disminuye a aproximadamente 140 Wm-2 durante el trabajo físico pesado.
Estándares de exposición
Los efectos biológicos de la exposición a los IR, que dependen de la longitud de onda y de la duración de la exposición, son intolerables solo si se superan determinados valores umbral de intensidad o dosis. Para protegerse contra condiciones de exposición tan intolerables, organizaciones internacionales como la Organización Mundial de la Salud (OMS), la Oficina Internacional del Trabajo (OIT), el Comité Internacional para la Radiación No Ionizante de la Asociación Internacional de Protección Radiológica (INIRC/IRPA) y sus Su sucesor, la Comisión Internacional sobre Protección contra la Radiación No Ionizante (ICNIRP) y la Conferencia Estadounidense de Higienistas Industriales Gubernamentales (ACGIH) han sugerido límites de exposición para la radiación infrarroja de fuentes ópticas tanto coherentes como incoherentes. La mayoría de las sugerencias nacionales e internacionales sobre pautas para limitar la exposición humana a la radiación infrarroja se basan o incluso son idénticas a los valores límite de umbral sugeridos (TLV) publicados por la ACGIH (1993/1994). Estos límites son ampliamente reconocidos y se utilizan con frecuencia en situaciones laborales. Se basan en los conocimientos científicos actuales y están destinados a prevenir lesiones térmicas de la retina y la córnea y evitar posibles efectos retardados en el cristalino del ojo.
La revisión de 1994 de los límites de exposición de la ACGIH es la siguiente:
1. Para la protección de la retina contra lesiones térmicas en caso de exposición a la luz visible (por ejemplo, en el caso de fuentes de luz potentes), la radiación espectral Lλ en W/(m² sr nm) ponderado frente a la función de riesgo térmico de la retina Rλ (ver tabla 2) sobre el intervalo de longitud de onda Δλ y sumado en el rango de longitud de onda de 400 a 1400 nm, no debe exceder:
donde t es la duración de visualización limitada a intervalos de 10-3 a 10 segundos (es decir, para condiciones de visualización accidental, visualización no fija), y α es el subtiempo angular de la fuente en radianes calculado por α = extensión máxima de la fuente/distancia a la fuente Rλ (Tabla 2 ).
2. Para proteger la retina de los peligros de exposición de las lámparas de calor infrarrojas o cualquier fuente de infrarrojos cercano donde no hay un estímulo visual fuerte, la radiación infrarroja en el rango de longitud de onda de 770 a 1400 nm como se ve a simple vista (basado en una pupila de 7 mm de diámetro) para una duración prolongada de las condiciones de visualización debe limitarse a:
Este límite se basa en un diámetro de pupila de 7 mm ya que, en este caso, la respuesta de aversión (cerrar el ojo, por ejemplo) puede no existir debido a la ausencia de luz visible.
3. Para evitar posibles efectos retardados en el cristalino del ojo, como la catarata retardada, y para proteger la córnea de una sobreexposición, la radiación infrarroja en longitudes de onda superiores a 770 nm debe limitarse a 100 W/m² durante períodos superiores a 1,000 s. y para:
o por períodos más cortos.
4. Para pacientes afáquicos, se proporcionan funciones de ponderación separadas y TLV resultantes para el rango de longitud de onda de la luz ultravioleta y visible (305–700 nm).
Tabla 2. Función de riesgo térmico retinal
Longitud de onda (nm) |
Rλ |
Longitud de onda (nm) |
Rλ |
400 |
1.0 |
460 |
8.0 |
405 |
2.0 |
465 |
7.0 |
410 |
4.0 |
470 |
6.2 |
415 |
8.0 |
475 |
5.5 |
420 |
9.0 |
480 |
4.5 |
425 |
9.5 |
485 |
4.0 |
430 |
9.8 |
490 |
2.2 |
435 |
10.0 |
495 |
1.6 |
440 |
10.0 |
500-700 |
1.0 |
445 |
9.7 |
700-1,050 |
10((700 - λ ) / 500) |
450 |
9.4 |
1,050-1,400 |
0.2 |
455 |
9.0 |
Fuente: ACGIH 1996.
Measurement
Se dispone de técnicas e instrumentos radiométricos fiables que permiten analizar el riesgo para la piel y el ojo de la exposición a fuentes de radiación óptica. Para caracterizar una fuente de luz convencional, generalmente es muy útil medir la radiancia. Para definir condiciones de exposición peligrosas de fuentes ópticas, la irradiancia y la exposición radiante son de mayor importancia. La evaluación de fuentes de banda ancha es más compleja que la evaluación de fuentes que emiten en longitudes de onda únicas o en bandas muy estrechas, ya que se deben considerar las características espectrales y el tamaño de la fuente. El espectro de ciertas lámparas consta tanto de una emisión continua en una amplia banda de longitudes de onda como de una emisión en ciertas longitudes de onda individuales (líneas). Se pueden introducir errores significativos en la representación de esos espectros si la fracción de energía en cada línea no se agrega correctamente al continuo.
Para la evaluación de riesgos para la salud, los valores de exposición deben medirse sobre una apertura límite para la cual se especifican los estándares de exposición. Por lo general, se ha considerado que una apertura de 1 mm es el tamaño de apertura práctico más pequeño. Las longitudes de onda superiores a 0.1 mm presentan dificultades debido a los efectos de difracción significativos creados por una apertura de 1 mm. Para esta banda de longitud de onda se aceptó una apertura de 1 cm² (11 mm de diámetro), porque los puntos calientes en esta banda son más grandes que en longitudes de onda más cortas. Para la evaluación de los riesgos para la retina, el tamaño de la apertura se determinó por un tamaño de pupila promedio y, por lo tanto, se eligió una apertura de 7 mm.
En general, las medidas en la región óptica son muy complejas. Las mediciones realizadas por personal no capacitado pueden conducir a conclusiones no válidas. Un resumen detallado de los procedimientos de medición se encuentra en Sliney y Wolbarsht (1980).
Medidas de protección
La protección estándar más efectiva contra la exposición a la radiación óptica es el aislamiento total de la fuente y todas las vías de radiación que pueden salir de la fuente. Mediante tales medidas, el cumplimiento de los límites de exposición debería ser fácil de lograr en la mayoría de los casos. Cuando este no sea el caso, la protección personal es aplicable. Por ejemplo, se debe usar la protección ocular disponible en forma de gafas o visores adecuados o ropa protectora. Si las condiciones de trabajo no permiten aplicar tales medidas, puede ser necesario el control administrativo y el acceso restringido a fuentes muy intensas. En algunos casos, una posible medida para proteger al trabajador puede ser una reducción de la potencia de la fuente o del tiempo de trabajo (pausas laborales para recuperarse del estrés por calor), o de ambos.
Conclusión
En general, la radiación infrarroja de las fuentes más comunes, como las lámparas, o de la mayoría de las aplicaciones industriales, no supondrá ningún riesgo para los trabajadores. En algunos lugares de trabajo, sin embargo, IR puede causar un riesgo para la salud del trabajador. Además, hay un rápido aumento en la aplicación y el uso de lámparas especiales y en procesos de alta temperatura en la industria, la ciencia y la medicina. Si la exposición de esas aplicaciones es suficientemente alta, no se pueden excluir los efectos perjudiciales (principalmente en los ojos, pero también en la piel). Se espera que aumente la importancia de las normas de exposición a la radiación óptica reconocidas internacionalmente. Para proteger al trabajador de una exposición excesiva, deberían ser obligatorias las medidas de protección como protección (protectores para los ojos) o ropa de protección.
Los principales efectos biológicos adversos atribuidos a la radiación infrarroja son las cataratas, conocidas como cataratas del soplador de vidrio o del horno. La exposición a largo plazo, incluso a niveles relativamente bajos, provoca estrés por calor en el cuerpo humano. En tales condiciones de exposición, se deben considerar factores adicionales como la temperatura corporal y la pérdida de calor por evaporación, así como factores ambientales.
Con el fin de informar e instruir a los trabajadores, se desarrollaron algunas guías prácticas en los países industrializados. Se puede encontrar un resumen completo en Sliney y Wolbarsht (1980).
La luz y la energía radiante infrarroja (IR) son dos formas de radiación óptica y, junto con la radiación ultravioleta, forman el espectro óptico. Dentro del espectro óptico, diferentes longitudes de onda tienen potenciales considerablemente diferentes para causar efectos biológicos y, por esta razón, el espectro óptico puede subdividirse aún más.
El término luz debe reservarse para longitudes de onda de energía radiante entre 400 y 760 nm, que provocan una respuesta visual en la retina (CIE 1987). La luz es el componente esencial de la salida de lámparas de iluminación, pantallas visuales y una amplia variedad de iluminadores. Además de la importancia de la iluminación para ver, algunas fuentes de luz pueden, sin embargo, presentar reacciones fisiológicas no deseadas, como discapacidad e incomodidad, deslumbramiento, parpadeo y otras formas de estrés ocular debido al diseño ergonómico deficiente de las tareas en el lugar de trabajo. La emisión de luz intensa también es un efecto secundario potencialmente peligroso de algunos procesos industriales, como la soldadura por arco.
La radiación infrarroja (IRR, longitudes de onda de 760 nm a 1 mm) también puede denominarse con bastante frecuencia como Radiación termal (o el calor radiante), y es emitido por cualquier objeto caliente (motores calientes, metales fundidos y otras fuentes de fundición, superficies tratadas térmicamente, lámparas eléctricas incandescentes, sistemas de calefacción radiante, etc.). La radiación infrarroja también se emite desde una gran variedad de equipos eléctricos, como motores eléctricos, generadores, transformadores y diversos equipos electrónicos.
La radiación infrarroja es un factor que contribuye al estrés por calor. La alta temperatura y humedad del aire ambiente y un bajo grado de circulación de aire pueden combinarse con el calor radiante para producir estrés por calor con el potencial de lesiones por calor. En ambientes más fríos, las fuentes de calor radiante no deseadas o mal diseñadas también pueden producir molestias, una consideración ergonómica.
Efectos biologicos
Los riesgos laborales que presentan para los ojos y la piel las formas de radiación visible e infrarroja están limitados por la aversión del ojo a la luz brillante y la sensación de dolor en la piel que resulta del intenso calor radiante. El ojo está bien adaptado para protegerse contra daños agudos por radiación óptica (debido a la energía radiante ultravioleta, visible o infrarroja) de la luz solar ambiental. Está protegido por una respuesta de aversión natural a ver fuentes de luz brillante que normalmente lo protege contra lesiones derivadas de la exposición a fuentes como el sol, lámparas de arco y arcos de soldadura, ya que esta aversión limita la duración de la exposición a una fracción (alrededor de dos). décimas) de segundo. Sin embargo, las fuentes ricas en IRR sin un fuerte estímulo visual pueden ser peligrosas para el cristalino del ojo en caso de exposición crónica. Uno también puede obligarse a mirar fijamente al sol, un arco de soldadura o un campo de nieve y, por lo tanto, sufrir una pérdida de visión temporal (ya veces permanente). En un entorno industrial en el que las luces brillantes aparecen bajas en el campo de visión, los mecanismos de protección del ojo son menos efectivos y las precauciones contra riesgos son particularmente importantes.
Hay al menos cinco tipos separados de peligros para los ojos y la piel debido a la luz intensa y las fuentes de IRR, y las medidas de protección deben elegirse con una comprensión de cada uno. Además de los peligros potenciales que presenta la radiación ultravioleta (UVR) de algunas fuentes de luz intensa, se deben considerar los siguientes peligros (Sliney y Wolbarsht 1980; OMS 1982):
La importancia de la longitud de onda y el tiempo de exposición
Las lesiones térmicas (1) y (4) anteriores generalmente se limitan a duraciones de exposición muy breves, y la protección ocular está diseñada para prevenir estas lesiones agudas. Sin embargo, las lesiones fotoquímicas, como las mencionadas en (2) arriba, pueden resultar de tasas de dosis bajas repartidas a lo largo de toda la jornada laboral. El producto de la tasa de dosis y la duración de la exposición siempre da como resultado la dosis (es la dosis la que gobierna el grado de riesgo fotoquímico). Como con cualquier mecanismo de daño fotoquímico, se debe considerar el espectro de acción que describe la efectividad relativa de diferentes longitudes de onda para causar un efecto fotobiológico. Por ejemplo, el espectro de acción para la lesión retiniana fotoquímica alcanza un máximo de aproximadamente 440 nm (Ham 1989). La mayoría de los efectos fotoquímicos se limitan a un rango muy estrecho de longitudes de onda; mientras que un efecto térmico puede ocurrir en cualquier longitud de onda en el espectro. Por lo tanto, la protección ocular para estos efectos específicos necesita bloquear solo una banda espectral relativamente estrecha para que sea eficaz. Normalmente, se debe filtrar más de una banda espectral en la protección ocular para una fuente de banda ancha.
Fuentes de radiación óptica
Luz del sol
La mayor exposición ocupacional a la radiación óptica resulta de la exposición de los trabajadores al aire libre a los rayos del sol. El espectro solar se extiende desde el corte de la capa de ozono estratosférico de aproximadamente 290-295 nm en la banda ultravioleta hasta al menos 5,000 nm (5 μm) en la banda infrarroja. La radiación solar puede alcanzar un nivel tan alto como 1 kW/m2 durante los meses de verano. Puede resultar en estrés por calor, dependiendo de la temperatura y humedad del aire ambiente.
fuentes artificiales
Las fuentes artificiales más significativas de exposición humana a la radiación óptica incluyen las siguientes:
Medición de las propiedades de la fuente
La característica más importante de cualquier fuente óptica es su distribución de potencia espectral. Esto se mide utilizando un espectrorradiómetro, que consta de una óptica de entrada adecuada, un monocromador y un fotodetector.
En muchas situaciones prácticas, se utiliza un radiómetro óptico de banda ancha para seleccionar una región espectral determinada. Tanto para fines de iluminación visible como de seguridad, la respuesta espectral del instrumento se adaptará para seguir una respuesta espectral biológica; por ejemplo, los luxómetros están adaptados a la respuesta fotópica (visual) del ojo. Normalmente, aparte de los medidores de riesgos UVR, la medición y el análisis de riesgos de fuentes de luz intensa y fuentes de infrarrojos es demasiado complejo para los especialistas en seguridad y salud ocupacional de rutina. Se está avanzando en la estandarización de las categorías de seguridad de las lámparas, por lo que no se requerirán mediciones por parte del usuario para determinar los peligros potenciales.
Límites de exposición humana
A partir del conocimiento de los parámetros ópticos del ojo humano y la radiación de una fuente de luz, es posible calcular las radiaciones (tasas de dosis) en la retina. La exposición de las estructuras anteriores del ojo humano a la radiación infrarroja también puede ser de interés y, además, debe tenerse en cuenta que la posición relativa de la fuente de luz y el grado de cierre del párpado pueden afectar en gran medida el cálculo correcto de una exposición ocular. dosis. Para las exposiciones a la luz ultravioleta y de longitud de onda corta, la distribución espectral de la fuente de luz también es importante.
Varios grupos nacionales e internacionales han recomendado límites de exposición ocupacional (EL) para la radiación óptica (ACGIH 1992 y 1994; Sliney 1992). Aunque la mayoría de estos grupos han recomendado EL para radiación UV y láser, solo un grupo ha recomendado EL para radiación visible (es decir, luz), a saber, la ACGIH, una agencia muy conocida en el campo de la salud ocupacional. La ACGIH se refiere a sus EL como valores límite de umbral, o TLV, y como estos se publican anualmente, existe la oportunidad de una revisión anual (ACGIH 1992 y 1995). Se basan en gran parte en datos de lesiones oculares de estudios con animales y de datos de lesiones en la retina humana resultantes de ver el sol y soldar arcos. Además, los TLV se basan en la suposición subyacente de que las exposiciones ambientales al aire libre a la energía radiante visible normalmente no son peligrosas para los ojos, excepto en entornos muy inusuales, como campos nevados y desiertos, o cuando uno realmente fija los ojos en el sol.
Evaluación de la seguridad de la radiación óptica
Dado que una evaluación integral de peligros requiere mediciones complejas de la radiación espectral y la radiación de la fuente, y en ocasiones también instrumentos y cálculos muy especializados, rara vez la llevan a cabo higienistas industriales e ingenieros de seguridad en el sitio. En cambio, el equipo de protección ocular que se implementará es obligatorio según las normas de seguridad en entornos peligrosos. Los estudios de investigación evaluaron una amplia gama de arcos, láseres y fuentes térmicas para desarrollar recomendaciones amplias para estándares de seguridad prácticos y más fáciles de aplicar.
Medidas de protección
La exposición ocupacional a la radiación visible e IR rara vez es peligrosa y suele ser beneficiosa. Sin embargo, algunas fuentes emiten una cantidad considerable de radiación visible y, en este caso, se evoca la respuesta de aversión natural, por lo que hay pocas posibilidades de sobreexposición accidental de los ojos. Por otro lado, la exposición accidental es bastante probable en el caso de fuentes artificiales que emiten solo radiación cercana al IR. Las medidas que se pueden tomar para minimizar la exposición innecesaria del personal a la radiación IR incluyen el diseño de ingeniería adecuado del sistema óptico en uso, el uso de gafas protectoras o visores faciales apropiados, la limitación del acceso a las personas directamente relacionadas con el trabajo y la garantía de que los trabajadores estén al tanto de los peligros potenciales asociados con la exposición a fuentes intensas de radiación visible e IR. El personal de mantenimiento que reemplaza las lámparas de arco debe tener la capacitación adecuada para evitar la exposición peligrosa. Es inaceptable que los trabajadores experimenten eritema en la piel o fotoqueratitis. Si estas condiciones ocurren, se deben examinar las prácticas de trabajo y se deben tomar medidas para garantizar que la sobreexposición sea improbable en el futuro. Las operadoras embarazadas no corren ningún riesgo específico a la radiación óptica en lo que respecta a la integridad de su embarazo.
Diseño y estándares de protectores oculares
El diseño de protectores oculares para soldadura y otras operaciones que presenten fuentes de radiación óptica industrial (por ejemplo, trabajos de fundición, fabricación de acero y vidrio) comenzó a principios de este siglo con el desarrollo del vidrio de Crooke. Los estándares de protección ocular que evolucionaron más tarde siguieron el principio general de que, dado que la radiación infrarroja y ultravioleta no son necesarias para la visión, esas bandas espectrales deben bloquearse lo mejor posible con los materiales de vidrio actualmente disponibles.
Los estándares empíricos para equipos de protección ocular se probaron en la década de 1970 y se demostró que incluían grandes factores de seguridad para la radiación infrarroja y ultravioleta cuando los factores de transmisión se probaron frente a los límites de exposición ocupacional actuales, mientras que los factores de protección para la luz azul eran suficientes. Por lo tanto, se ajustaron los requisitos de algunas normas.
Protección contra la radiación ultravioleta e infrarroja
En la industria se utilizan varias lámparas UV especializadas para la detección de fluorescencia y el fotocurado de tintas, resinas plásticas, polímeros dentales, etc. Aunque las fuentes de UVA normalmente presentan poco riesgo, estas fuentes pueden contener trazas de UVB peligrosos o presentar un problema de deslumbramiento de discapacidad (debido a la fluorescencia del cristalino del ojo). Las lentes con filtro UV, de vidrio o plástico, con factores de atenuación muy altos, están ampliamente disponibles para proteger contra todo el espectro UV. Se puede detectar un ligero tinte amarillento si se brinda protección a 400 nm. Es de suma importancia para este tipo de gafas (y para las gafas de sol industriales) proporcionar protección para el campo de visión periférico. Los protectores laterales o los diseños envolventes son importantes para proteger contra el enfoque de los rayos oblicuos temporales en el área ecuatorial nasal del cristalino, donde con frecuencia se origina la catarata cortical.
Casi todos los materiales de lentes de vidrio y plástico bloquean la radiación ultravioleta por debajo de 300 nm y la radiación infrarroja en longitudes de onda superiores a 3,000 nm (3 μm), y para algunos láseres y fuentes ópticas, los anteojos de seguridad transparentes resistentes a impactos comunes brindarán una buena protección (p. las lentes transparentes de policarbonato bloquean eficazmente las longitudes de onda superiores a 3 μm). Sin embargo, se deben agregar absorbentes como óxidos metálicos en vidrio o colorantes orgánicos en plásticos para eliminar los rayos UV hasta aproximadamente 380-400 nm y los infrarrojos más allá de 780 nm a 3 μm. Dependiendo del material, esto puede ser fácil, muy difícil o costoso, y la estabilidad del absorbedor puede variar un poco. Los filtros que cumplen con el estándar ANSI Z87.1 del American National Standards Institute deben tener los factores de atenuación apropiados en cada banda espectral crítica.
Protección en diversas industrias.
Lucha contra incendios
Los bomberos pueden estar expuestos a una intensa radiación del infrarrojo cercano y, aparte de la protección de la cabeza y la cara, que es de vital importancia, se prescriben con frecuencia filtros atenuadores IRR. Aquí, la protección contra impactos también es importante.
Gafas para la industria de la fundición y el vidrio
Los anteojos y gafas diseñados para la protección ocular contra la radiación infrarroja generalmente tienen un tinte verdoso claro, aunque el tinte puede ser más oscuro si se desea cierta comodidad contra la radiación visible. Dichos protectores oculares no deben confundirse con los lentes azules que se utilizan en las operaciones de acero y fundición, donde el objetivo es controlar visualmente la temperatura de la masa fundida; estos anteojos azules no brindan protección y deben usarse solo brevemente.
Soldadura
Las propiedades de filtración de infrarrojos y ultravioleta se pueden impartir fácilmente a los filtros de vidrio por medio de aditivos como el óxido de hierro, pero el grado de atenuación estrictamente visible determina el número de sombra, que es una expresión logarítmica de la atenuación. Normalmente, se utiliza un número de tono de 3 a 4 para la soldadura con gas (que requiere gafas), y un número de tono de 10 a 14 para las operaciones de soldadura por arco y arco de plasma (aquí, se requiere protección con casco). La regla general es que si el soldador encuentra el arco cómodo para ver, se proporciona la atenuación adecuada contra los riesgos oculares. Los supervisores, ayudantes de soldadores y otras personas en el área de trabajo pueden requerir filtros con un número de tono relativamente bajo (por ejemplo, 3 a 4) para proteger contra la fotoqueratitis ("ojo de arco" o "destello de soldador"). En los últimos años ha aparecido en escena un nuevo tipo de filtro de soldadura, el filtro de oscurecimiento automático. Independientemente del tipo de filtro, debe cumplir con las normas ANSI Z87.1 y Z49.1 para filtros de soldadura fijos especificados para sombra oscura (Buhr y Sutter 1989; CIE 1987).
Filtros de soldadura con oscurecimiento automático
El filtro de soldadura de oscurecimiento automático, cuyo número de tonos aumenta con la intensidad de la radiación óptica que incide sobre él, representa un avance importante en la capacidad de los soldadores para producir soldaduras de alta calidad de manera constante, más eficiente y ergonómica. Antiguamente, el soldador tenía que bajar y subir el casco o filtro cada vez que se iniciaba y apagaba un arco. El soldador tuvo que trabajar "a ciegas" justo antes de encender el arco. Además, el casco normalmente se baja y se levanta con un fuerte chasquido del cuello y la cabeza, lo que puede provocar tensión en el cuello o lesiones más graves. Ante este incómodo y engorroso procedimiento, algunos soldadores frecuentemente inician el arco con un casco convencional en posición elevada, lo que provoca fotoqueratitis. En condiciones normales de iluminación ambiental, un soldador que lleve un casco equipado con un filtro de oscurecimiento automático puede ver lo suficientemente bien con la protección ocular colocada para realizar tareas como alinear las piezas que se van a soldar, posicionar con precisión el equipo de soldadura y encender el arco. En los diseños de casco más típicos, los sensores de luz detectan el arco eléctrico virtualmente tan pronto como aparece y dirigen una unidad de control electrónico para cambiar un filtro de cristal líquido de un tono claro a un tono oscuro preseleccionado, eliminando la necesidad de los torpes y peligrosos. maniobras practicadas con filtros de sombra fija.
Con frecuencia se ha planteado la cuestión de si pueden desarrollarse problemas de seguridad ocultos con los filtros de oscurecimiento automático. Por ejemplo, ¿pueden las imágenes secundarias (“ceguera por destello”) experimentadas en el lugar de trabajo resultar en una discapacidad visual permanente? ¿Los nuevos tipos de filtros ofrecen realmente un grado de protección equivalente o mejor que el que pueden proporcionar los filtros fijos convencionales? Aunque a la segunda pregunta se puede responder afirmativamente, hay que entender que no todos los filtros de oscurecimiento automático son equivalentes. Las velocidades de reacción del filtro, los valores de los tonos claros y oscuros logrados bajo una determinada intensidad de iluminación y el peso de cada unidad pueden variar de un patrón de equipo a otro. La dependencia de la temperatura del rendimiento de la unidad, la variación en el grado de sombra con la degradación de la batería eléctrica, la “sombra en estado de reposo” y otros factores técnicos varían según el diseño de cada fabricante. Estas consideraciones se están abordando en los nuevos estándares.
Dado que todos los sistemas proporcionan una atenuación de filtro adecuada, el atributo más importante especificado por los fabricantes de filtros de oscurecimiento automático es la velocidad de cambio de filtro. Los filtros de oscurecimiento automático actuales varían en la velocidad de conmutación de una décima de segundo a más rápido que 1/10,000 de segundo. Buhr y Sutter (1989) han indicado un medio para especificar el tiempo máximo de conmutación, pero su formulación varía en relación con el transcurso del tiempo de conmutación. La velocidad de conmutación es crucial, ya que brinda la mejor pista para la medida más importante (pero no especificada) de cuánta luz entrará en el ojo cuando se enciende el arco en comparación con la luz admitida por un filtro fijo del mismo número de tono de trabajo. . Si entra demasiada luz en el ojo por cada cambio durante el día, la dosis de energía luminosa acumulada produce una "adaptación transitoria" y quejas sobre "cansancio ocular" y otros problemas. (La adaptación transitoria es la experiencia visual causada por cambios repentinos en el entorno de luz de uno, que puede caracterizarse por incomodidad, sensación de haber estado expuesto a un resplandor y pérdida temporal de la visión detallada). Productos actuales con velocidades de conmutación del orden de diez milisegundos proporcionará una mejor protección adecuada contra la fotorretinitis. Sin embargo, el tiempo de conmutación más corto, del orden de 0.1 ms, tiene la ventaja de reducir los efectos de adaptación transitorios (Eriksen 1985; Sliney 1992).
Las pruebas de verificación simples están disponibles para el soldador, además de las pruebas de laboratorio exhaustivas. Se podría sugerir al soldador que simplemente mire una página de impresión detallada a través de una serie de filtros de oscurecimiento automático. Esto le dará una indicación de la calidad óptica de cada filtro. A continuación, se le puede pedir al soldador que intente generar un arco mientras lo observa a través de cada filtro que se está considerando comprar. Afortunadamente, uno puede confiar en el hecho de que los niveles de luz que son cómodos para la visualización no serán peligrosos. La efectividad de la filtración UV e IR debe verificarse en la hoja de especificaciones del fabricante para asegurarse de que se filtren las bandas innecesarias. Unos cuantos golpes de arco repetidos deberían darle al soldador una idea de si se experimentarán molestias debido a la adaptación transitoria, aunque sería mejor una prueba de un día.
El número de sombreado del estado de reposo o falla de un filtro de oscurecimiento automático (un estado de falla ocurre cuando falla la batería) debe brindar una protección del 100 % para los ojos del soldador durante al menos uno o varios segundos. Algunos fabricantes usan un estado oscuro como la posición de "apagado" y otros usan un tono intermedio entre los estados oscuro y claro. En cualquier caso, la transmitancia en estado de reposo para el filtro debe ser considerablemente más baja que la transmitancia de la sombra clara para evitar un riesgo para la retina. En cualquier caso, el dispositivo debe proporcionar un indicador claro y obvio para el usuario sobre cuándo se apaga el filtro o cuándo se produce una falla en el sistema. Esto asegurará que el soldador sea advertido con anticipación en caso de que el filtro no esté encendido o no funcione correctamente antes de comenzar a soldar. Otras funciones, como la duración de la batería o el rendimiento en condiciones de temperatura extrema, pueden ser importantes para determinados usuarios.
Conclusiones
Aunque las especificaciones técnicas pueden parecer algo complejas para los dispositivos que protegen el ojo de las fuentes de radiación óptica, existen estándares de seguridad que especifican los números de tonos y estos estándares brindan un factor de seguridad conservador para el usuario.
Un láser es un dispositivo que produce energía radiante electromagnética coherente dentro del espectro óptico desde el ultravioleta extremo hasta el infrarrojo lejano (submilimétrico). El termino láser es en realidad un acrónimo de amplificación de luz por emisión estimulada de radiación. Aunque el proceso láser fue predicho teóricamente por Albert Einstein en 1916, el primer láser exitoso no se demostró hasta 1960. En los últimos años, los láseres se han abierto camino desde el laboratorio de investigación hasta el entorno industrial, médico y de oficinas, así como a las obras de construcción e incluso hogares En muchas aplicaciones, como reproductores de videodiscos y sistemas de comunicación de fibra óptica, la salida de energía radiante del láser está encerrada, el usuario no enfrenta ningún riesgo para la salud y la presencia de un láser integrado en el producto puede no ser obvia para el usuario. Sin embargo, en algunas aplicaciones médicas, industriales o de investigación, la energía radiante emitida por el láser es accesible y puede representar un peligro potencial para los ojos y la piel.
Debido a que el proceso del láser (a veces denominado "láser") puede producir un haz de radiación óptica altamente colimado (es decir, energía radiante ultravioleta, visible o infrarroja), un láser puede representar un peligro a una distancia considerable, a diferencia de la mayoría de los peligros encontrados. en el lugar de trabajo. Quizás sea esta característica más que cualquier otra cosa la que ha llevado a las preocupaciones especiales expresadas por los trabajadores y por los expertos en seguridad y salud ocupacional. Sin embargo, los láseres se pueden usar de manera segura cuando se aplican los controles de riesgo apropiados. Existen estándares para el uso seguro de láseres en todo el mundo, y la mayoría están "armonizados" entre sí (ANSI 1993; IEC 1993). Todas las normas utilizan un sistema de clasificación de peligros, que agrupa los productos láser en una de cuatro amplias clases de peligros según la potencia o energía de salida del láser y su capacidad para causar daño. A continuación, se aplican medidas de seguridad acordes con la clasificación de peligro (Cleuet y Mayer 1980; Duchene, Lakey y Repacholi 1991).
Los láseres funcionan en longitudes de onda discretas y, aunque la mayoría de los láseres son monocromáticos (emiten una longitud de onda o un solo color), no es raro que un láser emita varias longitudes de onda discretas. Por ejemplo, el láser de argón emite varias líneas diferentes dentro del espectro visible y ultravioleta cercano, pero generalmente está diseñado para emitir solo una línea verde (longitud de onda) a 514.5 nm y/o una línea azul a 488 nm. Al considerar los peligros potenciales para la salud, siempre es crucial establecer las longitudes de onda de salida.
Todos los láseres tienen tres bloques de construcción fundamentales:
La mayoría de los sistemas láser prácticos fuera del laboratorio de investigación también tienen un sistema de emisión de haz, como una fibra óptica o un brazo articulado con espejos para dirigir el haz a una estación de trabajo y lentes de enfoque para concentrar el haz en un material a soldar, etc. En un láser, átomos o moléculas idénticos son llevados a un estado excitado por la energía emitida por la lámpara de la bomba. Cuando los átomos o moléculas están en estado excitado, un fotón (“partícula” de energía lumínica) puede estimular a un átomo o molécula excitada a emitir un segundo fotón de la misma energía (longitud de onda) viajando en fase (coherente) y en la misma dirección. dirección como el fotón estimulante. Por tanto, se ha producido una amplificación de la luz por un factor de dos. Este mismo proceso repetido en cascada hace que se desarrolle un haz de luz que se refleja de un lado a otro entre los espejos de la cavidad resonante. Dado que uno de los espejos es parcialmente transparente, parte de la energía luminosa sale de la cavidad resonante formando el rayo láser emitido. Aunque en la práctica, los dos espejos paralelos a menudo se curvan para producir una condición resonante más estable, el principio básico es válido para todos los láseres.
Aunque varios miles de líneas láser diferentes (es decir, longitudes de onda láser discretas características de diferentes medios activos) se han demostrado en el laboratorio de física, solo unas 20 se han desarrollado comercialmente hasta el punto en que se aplican de forma rutinaria en la tecnología cotidiana. Se han desarrollado y publicado directrices y normas de seguridad láser que básicamente cubren todas las longitudes de onda del espectro óptico para permitir las líneas láser actualmente conocidas y los futuros láseres.
Clasificación de peligro de láser
Los estándares actuales de seguridad láser en todo el mundo siguen la práctica de categorizar todos los productos láser en clases de peligro. En general, el esquema sigue una agrupación de cuatro clases amplias de peligro, del 1 al 4. Los láseres de clase 1 no pueden emitir radiación láser potencialmente peligrosa y no representan un peligro para la salud. Las clases 2 a 4 representan un peligro creciente para los ojos y la piel. El sistema de clasificación es útil ya que se prescriben medidas de seguridad para cada clase de láser. Se requieren medidas de seguridad más estrictas para las clases más altas.
La clase 1 se considera una agrupación "segura para los ojos", sin riesgos. La mayoría de los láseres que están totalmente cerrados (por ejemplo, las grabadoras de discos compactos láser) son de Clase 1. No se requieren medidas de seguridad para un láser de Clase 1.
La clase 2 se refiere a los láseres visibles que emiten una potencia muy baja que no sería peligrosa incluso si toda la potencia del rayo entrara en el ojo humano y se enfocara en la retina. La respuesta de aversión natural del ojo a ver fuentes de luz muy brillantes protege al ojo contra lesiones en la retina si la energía que ingresa al ojo es insuficiente para dañar la retina dentro de la respuesta de aversión. La respuesta de aversión se compone del reflejo de parpadeo (aproximadamente 0.16 a 0.18 segundos) y una rotación del ojo y el movimiento de la cabeza cuando se expone a una luz tan brillante. Los estándares de seguridad actuales definen conservadoramente la respuesta de aversión con una duración de 0.25 segundos. Por lo tanto, los láseres de Clase 2 tienen una potencia de salida de 1 milivatio (mW) o menos que corresponde al límite de exposición permisible durante 0.25 segundos. Ejemplos de láseres de Clase 2 son los punteros láser y algunos láseres de alineación.
Algunas normas de seguridad también incorporan una subcategoría de Clase 2, denominada "Clase 2A". No es peligroso mirar los láseres de clase 2A durante un máximo de 1,000 s (16.7 min). La mayoría de los escáneres láser utilizados en puntos de venta (pago de supermercado) y escáneres de inventario son de Clase 2A.
Los láseres de clase 3 representan un peligro para el ojo, ya que la respuesta de aversión no es lo suficientemente rápida como para limitar la exposición de la retina a un nivel seguro momentáneo, y también podrían producirse daños en otras estructuras del ojo (p. ej., la córnea y el cristalino). Normalmente no existen peligros para la piel por exposición incidental. Ejemplos de láseres de Clase 3 son muchos láseres de investigación y telémetros láser militares.
Una subcategoría especial de Clase 3 se denomina "Clase 3A" (con los láseres restantes de Clase 3 denominados "Clase 3B"). Los láseres de Clase 3A son aquellos con una potencia de salida entre una y cinco veces los límites de emisión accesibles (AEL) para la Clase 1 o Clase 2, pero con una irradiancia de salida que no excede el límite de exposición ocupacional relevante para la clase más baja. Algunos ejemplos son muchos instrumentos de medición y alineación láser.
Los láseres de clase 4 pueden representar un peligro potencial de incendio, un peligro significativo para la piel o un peligro de reflexión difusa. Prácticamente todos los láseres quirúrgicos y láseres de procesamiento de materiales utilizados para soldar y cortar son de Clase 4 si no están incluidos. Todos los láseres con una potencia de salida promedio superior a 0.5 W son Clase 4. Si una Clase 3 o Clase 4 de mayor potencia está totalmente encerrada para que la energía radiante peligrosa no sea accesible, el sistema láser total podría ser Clase 1. El láser más peligroso dentro del recinto se denomina láser integrado.
límites de exposición ocupacional
La Comisión Internacional de Protección contra la Radiación No Ionizante (ICNIRP 1995) ha publicado pautas para los límites de exposición humana a la radiación láser que se actualizan periódicamente. Los límites de exposición representativos (EL) se proporcionan en la tabla 1 para varios láseres típicos. Prácticamente todos los rayos láser superan los límites de exposición permisibles. Por lo tanto, en la práctica real, los límites de exposición no se utilizan de forma rutinaria para determinar las medidas de seguridad. En cambio, el esquema de clasificación láser, que se basa en los EL aplicados en condiciones realistas, se aplica realmente para este fin.
Tabla 1. Límites de exposición para láseres típicos
tipo de láser |
Longitud de onda principal |
Límite de exposición |
fluoruro de argón |
193 nm |
3.0 mJ/cmXNUMX2 más de 8 horas |
Cloruro de xenón |
308 nm |
40 mJ/cmXNUMX2 más de 8 horas |
Ion argón |
488, 514.5nm |
3.2 mW / cm2 durante 0.1 s |
vapor de cobre |
510, 578nm |
2.5 mW / cm2 durante 0.25 s |
Helio-neón |
632.8 nm |
1.8 mW / cm2 durante 10 s |
vapor de oro |
628 nm |
1.0 mW / cm2 durante 10 s |
Ion de criptón |
568, 647nm |
1.0 mW / cm2 durante 10 s |
Neodimio-YAG |
1,064 nm |
5.0 μJ/cm2 de 1 ns a 50 μs |
Dióxido de carbono |
10–6 micras |
100 mW / cm2 durante 10 s |
Monóxido de carbono |
≈5 micras |
a 8 h, zona limitada |
Todos los estándares/directrices tienen MPE en otras longitudes de onda y duraciones de exposición.
Nota: Para convertir MPE en mW/cm2 a mJ/cm2, multiplique por el tiempo de exposición t en segundos. Por ejemplo, el MPE de He-Ne o Argón a 0.1 s es 0.32 mJ/cm2.
Fuente: Norma ANSI Z-136.1 (1993); TLV de ACGIH (1995) y Duchene, Lakey y Repacholi (1991).
Estándares de seguridad láser
Muchas naciones han publicado estándares de seguridad láser y la mayoría están armonizados con el estándar internacional de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC). La norma IEC 825-1 (1993) se aplica a los fabricantes; sin embargo, también proporciona algunas pautas de seguridad limitadas para los usuarios. La clasificación de peligro del láser descrita anteriormente debe estar etiquetada en todos los productos láser comerciales. Una etiqueta de advertencia apropiada para la clase debe aparecer en todos los productos de las Clases 2 a 4.
Medidas De Seguridad
El sistema de clasificación de seguridad láser facilita enormemente la determinación de las medidas de seguridad adecuadas. Los estándares de seguridad láser y los códigos de práctica requieren rutinariamente el uso de medidas de control cada vez más restrictivas para cada clasificación superior.
En la práctica, siempre es más deseable encerrar totalmente el láser y la trayectoria del haz para que no se pueda acceder a ninguna radiación láser potencialmente peligrosa. En otras palabras, si solo se emplean productos láser de Clase 1 en el lugar de trabajo, se garantiza un uso seguro. Sin embargo, en muchas situaciones, esto simplemente no es práctico y se requiere capacitación de los trabajadores en el uso seguro y las medidas de control de peligros.
Aparte de la regla obvia, no apuntar un láser a los ojos de una persona, no se requieren medidas de control para un producto láser de Clase 2. Para láseres de clases superiores, se requieren claramente medidas de seguridad.
Si la protección total de un láser de clase 3 o 4 no es factible, el uso de cubiertas de haz (p. ej., tubos), deflectores y cubiertas ópticas puede eliminar virtualmente el riesgo de exposición ocular peligrosa en la mayoría de los casos.
Cuando los recintos no son factibles para los láseres de Clase 3 y 4, se debe establecer un área controlada por láser con entrada controlada, y el uso de protectores oculares para láser generalmente es obligatorio dentro de la zona de peligro nominal (NHZ) del rayo láser. Aunque en la mayoría de los laboratorios de investigación donde se utilizan rayos láser colimados, el NHZ abarca toda el área controlada del laboratorio, para aplicaciones de haz enfocado, el NHZ puede ser sorprendentemente limitado y no abarcar toda la sala.
Para asegurarse contra el uso indebido y posibles acciones peligrosas por parte de usuarios de láser no autorizados, se debe utilizar el control clave que se encuentra en todos los productos láser fabricados comercialmente.
La llave debe estar asegurada cuando el láser no esté en uso, si las personas pueden acceder al láser.
Se requieren precauciones especiales durante la alineación del láser y la configuración inicial, ya que el potencial de lesiones oculares graves es muy grande en ese momento. Los trabajadores del láser deben estar capacitados en prácticas seguras antes de configurar y alinear el láser.
Los anteojos de protección contra láser se desarrollaron después de que se establecieron los límites de exposición ocupacional y se elaboraron especificaciones para proporcionar las densidades ópticas (u OD, una medida logarítmica del factor de atenuación) que serían necesarias en función de la longitud de onda y la duración de la exposición para determinados láseres Aunque en Europa existen estándares específicos para la protección ocular con láser, en los Estados Unidos el Instituto Nacional Estadounidense de Estándares proporciona pautas adicionales bajo las designaciones ANSI Z136.1 y ANSI Z136.3.
Formación
Cuando se investigan accidentes con láser tanto en situaciones industriales como de laboratorio, surge un elemento común: la falta de capacitación adecuada. La capacitación en seguridad del láser debe ser adecuada y suficiente para las operaciones con láser en las que trabajará cada empleado. La capacitación debe ser específica para el tipo de láser y la tarea que se le asigna al trabajador.
Vigilancia médica
Los requisitos para la vigilancia médica de los trabajadores del láser varían de un país a otro de acuerdo con las reglamentaciones locales de medicina ocupacional. En un momento, cuando los láseres estaban confinados al laboratorio de investigación y se sabía poco sobre sus efectos biológicos, era bastante típico que a cada trabajador del láser se le hiciera periódicamente un examen oftalmológico general completo con fotografía del fondo de ojo (retina) para monitorear el estado del ojo. . Sin embargo, a principios de la década de 1970, esta práctica fue cuestionada, ya que los hallazgos clínicos eran casi siempre negativos y quedó claro que tales exámenes solo podían identificar lesiones agudas detectables subjetivamente. Esto llevó al grupo de trabajo de la OMS sobre láseres, reunido en Don Leaghreigh, Irlanda, en 1975, a recomendar en contra de tales programas de vigilancia complicados y a enfatizar las pruebas de la función visual. Desde entonces, la mayoría de los grupos nacionales de salud ocupacional han reducido continuamente los requisitos de exámenes médicos. Hoy en día, los exámenes oftalmológicos completos se requieren universalmente solo en el caso de una lesión ocular con láser o sospecha de sobreexposición, y generalmente se requiere un examen visual previo a la colocación. Es posible que se requieran exámenes adicionales en algunos países.
Mediciones láser
A diferencia de algunos peligros en el lugar de trabajo, generalmente no hay necesidad de realizar mediciones para monitorear el lugar de trabajo de niveles peligrosos de radiación láser. Debido a las dimensiones de haz altamente confinadas de la mayoría de los rayos láser, la probabilidad de cambiar las trayectorias de los rayos y la dificultad y el costo de los radiómetros láser, los estándares de seguridad actuales enfatizan las medidas de control basadas en la clase de peligro y no en la medición del lugar de trabajo (monitoreo). El fabricante debe realizar las mediciones para garantizar el cumplimiento de las normas de seguridad láser y la clasificación adecuada de peligros. De hecho, una de las justificaciones originales para la clasificación del peligro del láser se relacionaba con la gran dificultad de realizar mediciones adecuadas para la evaluación del peligro.
Conclusiones
Aunque el láser es relativamente nuevo en el lugar de trabajo, rápidamente se está volviendo omnipresente, al igual que los programas relacionados con la seguridad del láser. Las claves para el uso seguro de los láseres son primero encerrar la energía radiante del láser si es posible, pero si no es posible, establecer medidas de control adecuadas y capacitar a todo el personal que trabaja con láseres.
La energía electromagnética de radiofrecuencia (RF) y la radiación de microondas se utilizan en una variedad de aplicaciones en la industria, el comercio, la medicina y la investigación, así como en el hogar. En el rango de frecuencia de 3 a 3 x 108 kHz (es decir, 300 GHz) reconocemos fácilmente aplicaciones tales como transmisiones de radio y televisión, comunicaciones (teléfono de larga distancia, teléfono celular, comunicación por radio), radar, calentadores dieléctricos, calentadores de inducción, fuentes de alimentación conmutadas y monitores de computadora.
La radiación RF de alta potencia es una fuente de energía térmica que conlleva todas las implicaciones conocidas del calentamiento para los sistemas biológicos, incluidas quemaduras, cambios temporales y permanentes en la reproducción, cataratas y muerte. Para la amplia gama de radiofrecuencias, la percepción cutánea del calor y el dolor térmico no es fiable para la detección, porque los receptores térmicos están ubicados en la piel y no detectan fácilmente el calentamiento profundo del cuerpo causado por estos campos. Los límites de exposición son necesarios para proteger contra estos efectos adversos para la salud de la exposición a campos de radiofrecuencia.
Exposición ocupacional
Calentamiento por inducción
Aplicando un intenso campo magnético alterno, un material conductor puede calentarse por inducción. corrientes de Foucault. Dicho calentamiento se utiliza para forjar, recocer, soldar y soldar. Las frecuencias de funcionamiento oscilan entre 50/60 y varios millones de Hz. Dado que las dimensiones de las bobinas que producen los campos magnéticos suelen ser pequeñas, el riesgo de exposición de todo el cuerpo de alto nivel es pequeño; sin embargo, la exposición de las manos puede ser alta.
Calentamiento dieléctrico
La energía de radiofrecuencia de 3 a 50 MHz (principalmente en frecuencias de 13.56, 27.12 y 40.68 MHz) se utiliza en la industria para una variedad de procesos de calentamiento. Las aplicaciones incluyen sellado y estampado de plástico, secado de pegamento, procesamiento de telas y textiles, carpintería y la fabricación de productos tan diversos como lonas, piscinas, revestimientos de camas de agua, zapatos, carpetas de cheques de viaje, etc.
Las mediciones reportadas en la literatura (Hansson Mild 1980; IEEE COMAR 1990a, 1990b, 1991) muestran que en muchos casos, los cambios eléctricos y magnéticos campos de fuga son muy altos cerca de estos dispositivos de RF. A menudo, los operadores son mujeres en edad fértil (es decir, de 18 a 40 años). Los campos de fuga suelen ser extensos en algunas situaciones laborales, lo que da como resultado la exposición de todo el cuerpo de los operadores. Para muchos dispositivos, los niveles de exposición a campos eléctricos y magnéticos superan todas las pautas de seguridad de RF existentes.
Dado que estos dispositivos pueden dar lugar a una absorción muy alta de energía de RF, es de interés controlar los campos de fuga que emanan de ellos. Por lo tanto, el monitoreo periódico de RF se vuelve esencial para determinar si existe un problema de exposición.
Sistemas de comunicación
Los trabajadores en los campos de la comunicación y el radar están expuestos solo a intensidades de campo de bajo nivel en la mayoría de las situaciones. Sin embargo, la exposición de los trabajadores que deben escalar torres de FM/TV puede ser intensa y es necesario tomar precauciones de seguridad. La exposición también puede ser considerable cerca de los gabinetes de transmisores que tienen los enclavamientos desactivados y las puertas abiertas.
exposición médica
Una de las primeras aplicaciones de la energía de RF fue la diatermia de onda corta. Normalmente se utilizan electrodos sin blindaje para esto, lo que posiblemente genere campos de dispersión elevados.
Recientemente, los campos de RF se han utilizado junto con campos magnéticos estáticos en imagen de resonancia magnética (IRM). Dado que la energía de RF utilizada es baja y el campo está contenido casi por completo dentro del recinto del paciente, la exposición de los operadores es insignificante.
Efectos biologicos
La tasa de absorción específica (SAR, medida en vatios por kilogramo) se usa ampliamente como una cantidad dosimétrica y los límites de exposición se pueden derivar de los SAR. La SAR de un cuerpo biológico depende de parámetros de exposición como la frecuencia de la radiación, la intensidad, la polarización, la configuración de la fuente de radiación y el cuerpo, las superficies de reflexión y el tamaño, la forma y las propiedades eléctricas del cuerpo. Además, la distribución espacial del SAR dentro del cuerpo es muy poco uniforme. La deposición de energía no uniforme da como resultado un calentamiento no uniforme del cuerpo profundo y puede producir gradientes de temperatura internos. A frecuencias superiores a 10 GHz, la energía se deposita cerca de la superficie del cuerpo. El SAR máximo se produce a unos 70 MHz para el sujeto estándar y a unos 30 MHz cuando la persona está de pie en contacto con RF a tierra. En condiciones extremas de temperatura y humedad, se espera que los SAR de cuerpo entero de 1 a 4 W/kg a 70 MHz provoquen un aumento de la temperatura central de unos 2 ºC en seres humanos sanos en una hora.
El calentamiento por RF es un mecanismo de interacción que se ha estudiado ampliamente. Se han observado efectos térmicos a menos de 1 W/kg, pero generalmente no se han determinado los umbrales de temperatura para estos efectos. El perfil de tiempo-temperatura debe ser considerado al evaluar los efectos biológicos.
También se producen efectos biológicos cuando el calentamiento por radiofrecuencia no es un mecanismo adecuado ni posible. Estos efectos a menudo implican campos de RF modulados y longitudes de onda milimétricas. Se han propuesto varias hipótesis, pero aún no han arrojado información útil para derivar los límites de exposición humana. Existe la necesidad de comprender los mecanismos fundamentales de interacción, ya que no es práctico explorar cada campo de RF por sus interacciones biofísicas y biológicas características.
Los estudios en humanos y animales indican que los campos de RF pueden causar efectos biológicos dañinos debido al calentamiento excesivo de los tejidos internos. Los sensores de calor del cuerpo están ubicados en la piel y no detectan fácilmente el calor en las profundidades del cuerpo. Por lo tanto, los trabajadores pueden absorber cantidades significativas de energía de RF sin ser inmediatamente conscientes de la presencia de campos de fuga. Ha habido informes de que el personal expuesto a campos de radiofrecuencia de equipos de radar, calentadores y selladores de radiofrecuencia y torres de radio y televisión ha experimentado una sensación de calor algún tiempo después de haber estado expuesto.
Hay poca evidencia de que la radiación RF pueda iniciar el cáncer en humanos. Sin embargo, un estudio ha sugerido que puede actuar como promotor del cáncer en animales (Szmigielski et al. 1988). Los estudios epidemiológicos del personal expuesto a campos de radiofrecuencia son pocos y generalmente de alcance limitado (Silverman 1990; NCRP 1986; WHO 1981). Se han realizado varias encuestas de trabajadores ocupacionalmente expuestos en la antigua Unión Soviética y países de Europa del Este (Roberts y Michaelson 1985). Sin embargo, estos estudios no son concluyentes con respecto a los efectos sobre la salud.
La evaluación humana y los estudios epidemiológicos sobre operadores de selladores RF en Europa (Kolmodin-Hedman et al. 1988; Bini et al. 1986) informan que pueden surgir los siguientes problemas específicos:
Móviles
El uso de radioteléfonos personales está aumentando rápidamente y esto ha llevado a un aumento en el número de estaciones base. Estos a menudo se encuentran en áreas públicas. Sin embargo, la exposición al público de estas estaciones es baja. Los sistemas suelen operar en frecuencias cercanas a los 900 MHz o 1.8 GHz utilizando tecnología analógica o digital. Los microteléfonos son pequeños transmisores de radio de baja potencia que se mantienen muy cerca de la cabeza cuando están en uso. Parte de la potencia radiada por la antena es absorbida por la cabeza. Los cálculos numéricos y las mediciones en cabezas fantasma muestran que los valores de SAR pueden ser del orden de unos pocos W/kg (consulte la declaración adicional de ICNIRP, 1996). Ha aumentado la preocupación pública por el peligro para la salud de los campos electromagnéticos y se están dedicando varios programas de investigación a esta cuestión (McKinley et al., informe no publicado). Se están realizando varios estudios epidemiológicos con respecto al uso de teléfonos móviles y el cáncer cerebral. Hasta el momento sólo se ha publicado un estudio en animales (Repacholi et al. 1997) con ratones transgénicos expuestos 1 h al día durante 18 meses a una señal similar a la utilizada en la comunicación móvil digital. Al final de los experimentos, 43 de 101 animales expuestos tenían linfomas, en comparación con 22 de 100 en el grupo de exposición simulada. El aumento fue estadísticamente significativo (p > 0.001). Estos resultados no pueden interpretarse fácilmente con relevancia para la salud humana y se necesita más investigación al respecto.
Estándares y pautas
Varias organizaciones y gobiernos han emitido estándares y pautas para la protección contra la exposición excesiva a campos de RF. Grandolfo y Hansson Mild (1989) dieron una revisión de los estándares de seguridad a nivel mundial; la discusión aquí se refiere solo a las pautas emitidas por IRPA (1988) y el estándar IEEE C 95.1 1991.
La justificación completa de los límites de exposición a RF se presenta en IRPA (1988). En resumen, las pautas de IRPA han adoptado un valor SAR límite básico de 4 W/kg, por encima del cual se considera que existe una probabilidad cada vez mayor de que se produzcan consecuencias adversas para la salud como resultado de la absorción de energía de radiofrecuencia. No se han observado efectos adversos para la salud debido a exposiciones agudas por debajo de este nivel. Al incorporar un factor de seguridad de diez para tener en cuenta las posibles consecuencias de la exposición a largo plazo, se utiliza 0.4 W/kg como límite básico para derivar los límites de exposición ocupacional. Se incorpora un factor de seguridad adicional de cinco para derivar límites para el público en general.
Límites de exposición derivados para la intensidad del campo eléctrico (E), la intensidad del campo magnético (H) y la densidad de potencia especificada en V/m, A/m y W/m2 respectivamente, se muestran en la figura 1. Los cuadrados de la E y H los campos se promedian durante seis minutos, y se recomienda que la exposición instantánea no exceda los valores promediados en el tiempo en más de un factor de 100. Además, la corriente cuerpo a tierra no debe exceder los 200 mA.
Figura 1. Límites de exposición de IRPA (1988) para la intensidad de campo eléctrico E, la intensidad de campo magnético H y la densidad de potencia
El estándar C 95.1, establecido en 1991 por el IEEE, proporciona valores límite para la exposición ocupacional (ambiente controlado) de 0.4 W/kg para el SAR promedio en todo el cuerpo de una persona y 8 W/kg para el SAR máximo entregado a cualquier gramo. de tejido durante 6 minutos o más. Los valores correspondientes para la exposición del público en general (entorno no controlado) son 0.08 W/kg para SAR de cuerpo entero y 1.6 W/kg para SAR máximo. La corriente cuerpo a tierra no debe exceder los 100 mA en un entorno controlado y los 45 mA en un entorno no controlado. (Consulte IEEE 1991 para obtener más detalles). Los límites derivados se muestran en la figura 2.
Figura 2. Límites de exposición de IEEE (1991) para la intensidad de campo eléctrico E, la intensidad de campo magnético H y la densidad de potencia
Se puede encontrar más información sobre campos de radiofrecuencia y microondas, por ejemplo, en Elder et al. 1989, Greene 1992 y Polk y Postow 1986.
Los campos eléctricos y magnéticos de frecuencia extremadamente baja (ELF) y de muy baja frecuencia (VLF) abarcan el rango de frecuencia por encima de los campos estáticos (> 0 Hz) hasta 30 kHz. Para este documento, ELF se define como estar en el rango de frecuencia > 0 a 300 Hz y VLF en el rango > 300 Hz a 30 kHz. En el rango de frecuencia > 0 a 30 kHz, las longitudes de onda varían de ∞ (infinito) a 10 km, por lo que los campos eléctricos y magnéticos actúan esencialmente de forma independiente y deben tratarse por separado. La intensidad del campo eléctrico (E) se mide en voltios por metro (V/m), la intensidad del campo magnético (H) se mide en amperios por metro (A/m) y la densidad de flujo magnético (B) en teslas (T).
Los trabajadores que utilizan equipos que funcionan en este rango de frecuencia han expresado un debate considerable sobre los posibles efectos adversos para la salud. Con mucho, la frecuencia más común es 50/60 Hz, utilizada para la generación, distribución y uso de energía eléctrica. La preocupación de que la exposición a campos magnéticos de 50/60 Hz pueda estar asociada con una mayor incidencia de cáncer ha sido alimentada por los informes de los medios, la distribución de información errónea y el debate científico en curso (Repacholi 1990; NRC 1996).
El propósito de este artículo es proporcionar una descripción general de las siguientes áreas temáticas:
Se proporcionan descripciones resumidas para informar a los trabajadores sobre los tipos y las intensidades de los campos de las principales fuentes de ELF y VLF, los efectos biológicos, las posibles consecuencias para la salud y los límites de exposición actuales. También se proporciona un resumen de las precauciones de seguridad y las medidas de protección. Si bien muchos trabajadores usan unidades de visualización (PVD), en este artículo solo se brindan detalles breves, ya que se cubren con mayor detalle en otra parte del Enciclopedia.
Gran parte del material contenido aquí se puede encontrar con mayor detalle en varias revisiones recientes (OMS 1984, 1987, 1989, 1993; IRPA 1990; OIT 1993; NRPB 1992, 1993; IEEE 1991; Greene 1992; NRC 1996).
Fuentes de exposición ocupacional
Los niveles de exposición ocupacional varían considerablemente y dependen en gran medida de la aplicación particular. La Tabla 1 ofrece un resumen de las aplicaciones típicas de frecuencias en el rango > 0 a 30 kHz.
Tabla 1. Aplicaciones de equipos que operan en el rango > 0 a 30 kHz
Frecuencia |
Longitud de onda (km) |
Aplicaciones Típicas |
16.67, 50, 60 Hz |
18,000-5,000 |
Generación, transmisión y uso de energía, procesos electrolíticos, calentamiento por inducción, hornos de arco y cuchara, soldadura, transporte, etc., cualquier uso industrial, comercial, médico o de investigación de la energía eléctrica |
0.3-3 XNUMX kHz |
1,000-100 |
Modulación de transmisión, aplicaciones médicas, hornos eléctricos, calentamiento por inducción, endurecimiento, soldadura, fusión, refinación |
3-30 XNUMX kHz |
100-10 |
Comunicaciones de muy largo alcance, navegación por radio, modulación de transmisión, aplicaciones médicas, calentamiento por inducción, endurecimiento, soldadura, fusión, refinación, VDU |
Generación y distribución de energía
Las principales fuentes artificiales de campos eléctricos y magnéticos de 50/60 Hz son las que intervienen en la generación y distribución de energía, y cualquier equipo que utilice corriente eléctrica. La mayoría de estos equipos funcionan con frecuencias eléctricas de 50 Hz en la mayoría de los países y 60 Hz en América del Norte. Algunos sistemas de trenes eléctricos funcionan a 16.67 Hz.
Las líneas de transmisión de alta tensión (AT) y las subestaciones tienen asociados los campos eléctricos más intensos a los que los trabajadores pueden estar expuestos habitualmente. La altura del conductor, la configuración geométrica, la distancia lateral de la línea y el voltaje de la línea de transmisión son, con mucho, los factores más importantes al considerar la máxima intensidad de campo eléctrico a nivel del suelo. A distancias laterales de aproximadamente el doble de la altura de la línea, la intensidad del campo eléctrico disminuye con la distancia de forma aproximadamente lineal (Zaffanella y Deno 1978). Dentro de los edificios cerca de las líneas de transmisión HV, las intensidades del campo eléctrico suelen ser más bajas que el campo no perturbado por un factor de aproximadamente 100,000 XNUMX, según la configuración del edificio y los materiales estructurales.
Las intensidades de los campos magnéticos de las líneas de transmisión aéreas suelen ser relativamente bajas en comparación con las aplicaciones industriales que implican corrientes elevadas. Los empleados de servicios eléctricos que trabajan en subestaciones o en el mantenimiento de líneas de transmisión vivas forman un grupo especial expuesto a campos más grandes (de 5 mT y más en algunos casos). En ausencia de materiales ferromagnéticos, las líneas del campo magnético forman círculos concéntricos alrededor del conductor. Aparte de la geometría del conductor de potencia, la máxima densidad de flujo magnético está determinada únicamente por la magnitud de la corriente. El campo magnético debajo de las líneas de transmisión HV se dirige principalmente transversalmente al eje de la línea. La máxima densidad de flujo a nivel del suelo puede estar por debajo de la línea central o por debajo de los conductores exteriores, dependiendo de la relación de fase entre los conductores. La máxima densidad de flujo magnético a nivel del suelo para un sistema típico de líneas de transmisión aéreas de doble circuito de 500 kV es de aproximadamente 35 μT por kiloamperio de corriente transmitida (Bernhardt y Matthes 1992). Los valores típicos para la densidad de flujo magnético de hasta 0.05 mT ocurren en lugares de trabajo cerca de líneas aéreas, en subestaciones y en centrales eléctricas que operan a frecuencias de 16 2/3, 50 o 60 Hz (Krause 1986).
Procesos industriales
La exposición ocupacional a los campos magnéticos proviene principalmente del trabajo cerca de equipos industriales que utilizan corrientes elevadas. Dichos dispositivos incluyen los utilizados en soldadura, refinación de electroescoria, calentamiento (hornos, calentadores de inducción) y agitación.
Las encuestas sobre calentadores de inducción utilizados en la industria, realizadas en Canadá (Stuchly y Lecuyer 1985), en Polonia (Aniolczyk 1981), en Australia (Repacholi, datos no publicados) y en Suecia (Lövsund, Oberg y Nilsson 1982), muestran densidades de flujo magnético en ubicaciones del operador que van desde 0.7 μT a 6 mT, dependiendo de la frecuencia utilizada y la distancia de la máquina. En su estudio de los campos magnéticos de electroacero industrial y equipos de soldadura, Lövsund, Oberg y Nilsson (1982) encontraron que las máquinas de soldadura por puntos (50 Hz, 15 a 106 kA) y los hornos de cuchara (50 Hz, 13 a 15 kA) campos producidos de hasta 10 mT a distancias de hasta 1 m. En Australia, se descubrió que una planta de calentamiento por inducción que funciona en el rango de 50 Hz a 10 kHz genera campos máximos de hasta 2.5 mT (hornos de inducción de 50 Hz) en posiciones donde los operadores pueden permanecer de pie. Además, los campos máximos alrededor de los calentadores de inducción que funcionan a otras frecuencias fueron de 130 μT a 1.8 kHz, 25 μT a 2.8 kHz y más de 130 μT a 9.8 kHz.
Dado que las dimensiones de las bobinas que producen los campos magnéticos suelen ser pequeñas, rara vez hay una exposición alta de todo el cuerpo, sino más bien una exposición local, principalmente en las manos. La densidad de flujo magnético en las manos del operador puede alcanzar los 25 mT (Lövsund y Mild 1978; Stuchly y Lecuyer 1985). En la mayoría de los casos, la densidad de flujo es inferior a 1 mT. La intensidad del campo eléctrico cerca del calentador de inducción suele ser baja.
Los trabajadores de la industria electroquímica pueden estar expuestos a campos eléctricos y magnéticos de gran intensidad debido a los hornos eléctricos u otros dispositivos que utilizan corrientes elevadas. Por ejemplo, cerca de hornos de inducción y celdas electrolíticas industriales, las densidades de flujo magnético pueden medirse hasta 50 mT.
Unidades de visualización
El uso de unidades de visualización (VDU) o terminales de visualización de video (VDT), como también se les llama, crece a un ritmo cada vez mayor. Los operadores de VDT han expresado su preocupación por los posibles efectos de las emisiones de radiaciones de bajo nivel. Se han medido campos magnéticos (frecuencia de 15 a 125 kHz) de hasta 0.69 A/m (0.9 μT) en las peores condiciones cerca de la superficie de la pantalla (Bureau of Radiological Health 1981). Este resultado ha sido confirmado por muchas encuestas (Roy et al. 1984; Repacholi 1985 IRPA 1988). Las revisiones exhaustivas de las mediciones y encuestas de los VDT realizadas por agencias nacionales y expertos individuales concluyeron que no hay emisiones de radiación de los VDT que pudieran tener consecuencias para la salud (Repacholi 1985; IRPA 1988; OIT 1993a). No es necesario realizar mediciones de radiación de rutina ya que, incluso en el peor de los casos o en condiciones de modo de falla, los niveles de emisión están muy por debajo de los límites de cualquier estándar internacional o nacional (IRPA 1988).
En el documento (OIT 1993a) se proporciona una revisión exhaustiva de las emisiones, un resumen de la literatura científica aplicable, normas y directrices.
Las aplicaciones médicas
Los pacientes que sufren fracturas óseas que no cicatrizan bien o no se unen han sido tratados con campos magnéticos pulsados (Bassett, Mitchell y Gaston 1982; Mitbreit y Manyachin 1984). También se están realizando estudios sobre el uso de campos magnéticos pulsados para mejorar la cicatrización de heridas y la regeneración de tejidos.
Varios dispositivos que generan pulsos de campo magnético se utilizan para la estimulación del crecimiento óseo. Un ejemplo típico es el dispositivo que genera una densidad de flujo magnético promedio de aproximadamente 0.3 mT, una intensidad máxima de aproximadamente 2.5 mT e induce intensidades de campo eléctrico máximas en el hueso en el rango de 0.075 a 0.175 V/m (Bassett, Pawluk y Pila 1974). Cerca de la superficie de la extremidad expuesta, el dispositivo produce una densidad de flujo magnético máxima del orden de 1.0 mT, lo que provoca densidades de corriente iónica máximas de aproximadamente 10 a 100 mA/m2 (1 a 10 μA/cm2) en tejido.
Measurement
Antes de comenzar las mediciones de campos ELF o VLF, es importante obtener la mayor cantidad de información posible sobre las características de la fuente y la situación de exposición. Esta información es necesaria para la estimación de las intensidades de campo esperadas y la selección de la instrumentación de estudio más adecuada (Tell 1983).
La información sobre la fuente debe incluir:
La información sobre la situación de exposición debe incluir:
Los resultados de las encuestas realizadas en entornos laborales se resumen en la tabla 2.
Tabla 2. Fuentes ocupacionales de exposición a campos magnéticos
Fuente |
Flujo magnético |
Distancia (m) |
VDT |
Hasta 2.8 x 10-4 |
0.3 |
líneas de alta tensión |
Hasta 0.4 |
bajo línea |
Centrales eléctricas |
Hasta 0.27 |
1 |
Arcos de soldadura (0–50 Hz) |
0.1-5.8 |
0-0.8 |
Calentadores de inducción (50–10 kHz) |
0.9-65 |
0.1-1 |
Horno cuchara 50 Hz |
0.2-8 |
0.5-1 |
Horno de arco de 50 Hz |
Hasta 1 |
2 |
Agitador de inducción de 10 Hz |
0.2-0.3 |
2 |
Soldadura por electroescoria de 50 Hz |
0.5-1.7 |
0.2-0.9 |
Equipo terapéutico |
1-16 |
1 |
Fuente: Allen 1991; Bernhardt 1988; Krause 1986; Lövsund, Oberg y Nilsson 1982; Repacholi, datos no publicados; Stuchly 1986; Stuchly y Lecuyer 1985, 1989.
Instrumentación
Un instrumento de medición de campo eléctrico o magnético consta de tres partes básicas: la sonda, los cables y el monitor. Para asegurar mediciones apropiadas, se requieren o son deseables las siguientes características de instrumentación:
Encuestas
Por lo general, se realizan encuestas para determinar si los campos existentes en el lugar de trabajo están por debajo de los límites establecidos por las normas nacionales. Por lo tanto, la persona que toma las medidas debe estar completamente familiarizada con estos estándares.
Todos los lugares ocupados y accesibles deben ser inspeccionados. El operador del equipo bajo prueba y el inspector deben estar lo más lejos posible del área de prueba. Todos los objetos normalmente presentes, que pueden reflejar o absorber energía, deben estar en posición. El topógrafo debe tomar precauciones contra quemaduras y golpes por radiofrecuencia (RF), particularmente cerca de sistemas de alta potencia y baja frecuencia.
Mecanismos de interacción y efectos biológicos
Mecanismos de interacción
Los únicos mecanismos establecidos por los cuales los campos ELF y VLF interactúan con los sistemas biológicos son:
Las dos primeras interacciones enumeradas anteriormente son ejemplos de acoplamiento directo entre personas y campos ELF o VLF. Las últimas cuatro interacciones son ejemplos de mecanismos de acoplamiento indirecto porque solo pueden ocurrir cuando el organismo expuesto está cerca de otros cuerpos. Estos cuerpos pueden incluir otros humanos o animales y objetos como automóviles, vallas o dispositivos implantados.
Si bien se han postulado otros mecanismos de interacción entre los tejidos biológicos y los campos ELF o VLF o existe alguna evidencia que respalda su existencia (WHO 1993; NRPB 1993; NRC 1996), ninguno ha demostrado ser responsable de ninguna consecuencia adversa para la salud.
Efectos en la salud
La evidencia sugiere que la mayoría de los efectos establecidos de la exposición a campos eléctricos y magnéticos en el rango de frecuencia > 0 a 30 kHz resultan de respuestas agudas a la carga superficial y la densidad de corriente inducida. Las personas pueden percibir los efectos de la carga superficial oscilante inducida en sus cuerpos por los campos eléctricos ELF (pero no por los campos magnéticos); estos efectos se vuelven molestos si son suficientemente intensos. En la tabla 3 se proporciona un resumen de los efectos de las corrientes que pasan a través del cuerpo humano (umbrales para la percepción, dejarse llevar o tétanos).
Tabla 3. Efectos de las corrientes que pasan por el cuerpo humano
Efecto |
Tema |
Umbral de corriente en mA |
||||
50 y 60 Hz |
300 Hz |
1000 Hz |
10 kHz |
30 kHz |
||
Percepción |
Hombre Mujeres Niños |
1.1 0.7 0.55 |
1.3 0.9 0.65 |
2.2 1.5 1.1 |
15 10 9 |
50 35 30 |
Choque de umbral de liberación |
Hombre Mujeres Niños |
9 6 4.5 |
11.7 7.8 5.9 |
16.2 10.8 8.1 |
55 37 27 |
126 84 63 |
Tetanización torácica; |
Hombre Mujeres Niños |
23 15 12 |
30 20 15 |
41 27 20.5 |
94 63 47 |
320 214 160 |
Fuente: Bernhardt 1988a.
Las células nerviosas y musculares humanas han sido estimuladas por las corrientes inducidas por la exposición a campos magnéticos de varios mT y de 1 a 1.5 kHz; se cree que las densidades de corriente umbral están por encima de 1 A/m2. Se pueden inducir sensaciones visuales parpadeantes en el ojo humano mediante la exposición a campos magnéticos tan bajos como de 5 a 10 mT (a 20 Hz) o corrientes eléctricas aplicadas directamente a la cabeza. La consideración de estas respuestas y de los resultados de los estudios neurofisiológicos sugiere que las funciones sutiles del sistema nervioso central, como el razonamiento o la memoria, pueden verse afectadas por densidades de corriente superiores a 10 mA/m2 (NRPB 1993). Es probable que los valores de umbral permanezcan constantes hasta alrededor de 1 kHz, pero aumenten con el aumento de la frecuencia a partir de entonces.
Varias in vitro Los estudios (WHO 1993; NRPB 1993) informaron cambios metabólicos, como alteraciones en la actividad enzimática y el metabolismo de las proteínas y disminución de la citotoxicidad de los linfocitos, en varias líneas celulares expuestas a campos eléctricos ELF y VLF y corrientes aplicadas directamente al cultivo celular. La mayoría de los efectos se han informado a densidades de corriente entre aproximadamente 10 y 1,000 mA/m2, aunque estas respuestas están menos claramente definidas (Sienkiewicz, Saunder y Kowalczuk 1991). Sin embargo, vale la pena señalar que las densidades de corriente endógenas generadas por la actividad eléctrica de los nervios y los músculos suelen ser tan altas como 1 mA/m.2 y puede alcanzar hasta 10 mA/m2 en el corazón. Estas densidades de corriente no afectarán negativamente a los nervios, músculos y otros tejidos. Dichos efectos biológicos se evitarán restringiendo la densidad de corriente inducida a menos de 10 mA/m2 a frecuencias de hasta aproximadamente 1 kHz.
Varias áreas posibles de interacción biológica que tienen muchas implicaciones para la salud y sobre las cuales nuestro conocimiento es limitado incluyen: posibles cambios en los niveles de melatonina durante la noche en la glándula pineal y alteraciones en los ritmos circadianos inducidos en animales por exposición a campos eléctricos o magnéticos de ELF, y posibles efectos de los campos magnéticos ELF en los procesos de desarrollo y carcinogénesis. Además, hay alguna evidencia de respuestas biológicas a campos eléctricos y magnéticos muy débiles: estos incluyen la movilidad alterada de los iones de calcio en el tejido cerebral, cambios en los patrones de activación neuronal y comportamiento alterado del operando. Se han informado "ventanas" tanto de amplitud como de frecuencia que desafían la suposición convencional de que la magnitud de una respuesta aumenta con el aumento de la dosis. Estos efectos no están bien establecidos y no brindan una base para establecer restricciones sobre la exposición humana, aunque se justifican más investigaciones (Sienkievicz, Saunder y Kowalczuk 1991; OMS 1993; NRC 1996).
La Tabla 4 da los rangos aproximados de densidades de corriente inducida para varios efectos biológicos en humanos.
Tabla 4. Rangos aproximados de densidad de corriente para varios efectos biológicos
Efecto |
Densidad de corriente (mA/m2) |
Estimulación directa de nervios y músculos |
1,000-10,000 |
Modulación en la actividad del sistema nervioso central |
100-1,000 |
Cambios en la función de la retina |
|
Densidad de corriente endógena |
1-10 |
Fuente: Sienkiewicz et al. 1991.
Normas de exposición ocupacional
Casi todas las normas que tienen límites en el rango > 0-30 kHz tienen, como razón de ser, la necesidad de mantener los campos eléctricos y las corrientes inducidas en niveles seguros. Por lo general, las densidades de corriente inducida están restringidas a menos de 10 mA/m2. La Tabla 5 ofrece un resumen de algunos límites de exposición ocupacional actuales.
Tabla 5. Límites ocupacionales de exposición a campos eléctricos y magnéticos en el rango de frecuencia > 0 a 30 kHz (nótese que f está en Hz)
País/Referencia |
Rango de frecuencia |
Campo eléctrico (V/m) |
Campo magnético (A/m) |
Internacional (IRPA 1990) |
50 / 60 Hz |
10,000 |
398 |
Estados Unidos (IEEE 1991) |
3-30 XNUMX kHz |
614 |
163 |
Estados Unidos (ACGIH 1993) |
1-100 XNUMX Hz 100-4,000 XNUMX Hz 4-30 XNUMX kHz |
25,000 2.5 x 10 6/f 625 |
60 /f 60 /f 60 /f |
Alemania (1996) |
50 / 60 Hz |
10,000 |
1,600 |
Reino Unido (NRPB 1993) |
1-24 XNUMX Hz 24-600 XNUMX Hz 600-1,000 XNUMX Hz 1-30 XNUMX kHz |
25,000 6 x 10 5/f 1,000 1,000 |
64,000 /f 64,000 /f 64,000 /f 64 |
Medidas de protección
Las exposiciones ocupacionales que ocurren cerca de líneas de transmisión de alto voltaje dependen de la ubicación del trabajador, ya sea en el suelo o en el conductor durante el trabajo en línea viva a alto potencial. Cuando se trabaja en condiciones de línea viva, se puede usar ropa protectora para reducir la fuerza del campo eléctrico y la densidad de corriente en el cuerpo a valores similares a los que ocurrirían para el trabajo en el suelo. La ropa protectora no debilita la influencia del campo magnético.
Las responsabilidades para la protección de los trabajadores y del público en general contra los efectos potencialmente adversos de la exposición a campos eléctricos y magnéticos ELF o VLF deberían estar claramente asignadas. Se recomienda que las autoridades competentes consideren los siguientes pasos:
Tanto nuestro entorno natural como el artificial generan fuerzas eléctricas y magnéticas de diversas magnitudes: al aire libre, en oficinas, en hogares y en lugares de trabajo industriales. Esto plantea dos preguntas importantes: (1) ¿Estas exposiciones plantean algún efecto adverso para la salud humana y (2) qué límites se pueden establecer en un intento de definir límites "seguros" de tales exposiciones?
Esta discusión se centra en los campos magnéticos y eléctricos estáticos. Se describen estudios en trabajadores de varias industrias, y también en animales, que no logran demostrar ningún efecto biológico adverso claro en los niveles de exposición a campos eléctricos y magnéticos que se encuentran normalmente. Sin embargo, se intenta discutir los esfuerzos de varias organizaciones internacionales para establecer pautas para proteger a los trabajadores y otras personas de cualquier posible nivel peligroso de exposición.
Definición de términos
Cuando se aplica voltaje o corriente eléctrica a un objeto, como un conductor eléctrico, el conductor se carga y las fuerzas comienzan a actuar sobre otras cargas cercanas. Se pueden distinguir dos tipos de fuerzas: las derivadas de cargas eléctricas estacionarias, conocidas como fuerza electro-estática, y los que aparecen solo cuando las cargas están en movimiento (como en una corriente eléctrica en un conductor), conocido como el fuerza magnética. Para describir la existencia y distribución espacial de estas fuerzas, físicos y matemáticos han creado el concepto de campo. Se habla así de un campo de fuerza, o simplemente, de campos eléctricos y magnéticos.
El término estático describe una situación en la que todas las cargas están fijas en el espacio o se mueven como un flujo constante. Como resultado, tanto las cargas como las densidades de corriente son constantes en el tiempo. En el caso de cargas fijas, tenemos un campo eléctrico cuya fuerza en cualquier punto del espacio depende del valor y la geometría de todas las cargas. En el caso de corriente constante en un circuito, tenemos tanto un campo eléctrico como uno magnético constantes en el tiempo (campos estáticos), ya que la densidad de carga en cualquier punto del circuito no varía.
La electricidad y el magnetismo son fenómenos distintos siempre que las cargas y la corriente sean estáticas; cualquier interconexión entre campos eléctricos y magnéticos desaparece en esta situación estática y, por lo tanto, pueden tratarse por separado (a diferencia de la situación en los campos variables en el tiempo). Los campos eléctricos y magnéticos estáticos se caracterizan claramente por fuerzas constantes e independientes del tiempo y corresponden al límite de frecuencia cero de la banda de frecuencia extremadamente baja (ELF).
Campos Eléctricos Estáticos
Exposición natural y ocupacional
Los campos eléctricos estáticos son producidos por cuerpos cargados eléctricamente donde se induce una carga eléctrica en la superficie de un objeto dentro de un campo eléctrico estático. Como consecuencia, el campo eléctrico en la superficie de un objeto, particularmente donde el radio es pequeño, como en un punto, puede ser mayor que el campo eléctrico no perturbado (es decir, el campo sin el objeto presente). El campo dentro del objeto puede ser muy pequeño o cero. Los objetos cargados eléctricamente experimentan los campos eléctricos como una fuerza; por ejemplo, se ejercerá una fuerza sobre el vello corporal, que puede ser percibido por el individuo.
En promedio, la carga superficial de la tierra es negativa, mientras que la atmósfera superior tiene una carga positiva. El campo eléctrico estático resultante cerca de la superficie terrestre tiene una fuerza de alrededor de 130 V/m. Este campo disminuye con la altura y su valor es de aproximadamente 100 V/ma 100 m de elevación, 45 V/ma 1 km y menos de 1 V/ma 20 km. Los valores reales varían ampliamente, según el perfil local de temperatura y humedad y la presencia de contaminantes ionizados. Debajo de las nubes de tormenta, por ejemplo, e incluso cuando se acercan, se producen grandes variaciones de campo a nivel del suelo, porque normalmente la parte inferior de una nube está cargada negativamente mientras que la parte superior contiene una carga positiva. Además, existe una carga espacial entre la nube y el suelo. A medida que se acerca la nube, el campo a nivel del suelo primero puede aumentar y luego invertirse, y el suelo se carga positivamente. Durante este proceso, pueden observarse campos de 100 V/ma 3 kV/m incluso en ausencia de rayos locales; las inversiones de campo pueden ocurrir muy rápidamente, dentro de 1 minuto, y las altas intensidades de campo pueden persistir durante la tormenta. Las nubes ordinarias, así como las nubes de tormenta, contienen cargas eléctricas y, por lo tanto, afectan profundamente el campo eléctrico a nivel del suelo. También se esperan grandes desviaciones del campo de buen tiempo, hasta el 200%, en presencia de niebla, lluvia e iones pequeños y grandes que se producen de forma natural. Los cambios del campo eléctrico durante el ciclo diario pueden esperarse incluso con un clima completamente despejado: cambios bastante regulares en la ionización local, la temperatura o la humedad y los cambios resultantes en la conductividad eléctrica atmosférica cerca del suelo, así como la transferencia de carga mecánica por los movimientos locales del aire, son probablemente los responsables de estas variaciones diurnas.
Los niveles típicos de campos electrostáticos creados por el hombre están en el rango de 1 a 20 kV/m en oficinas y hogares; estos campos se generan con frecuencia alrededor de equipos de alto voltaje, como televisores y unidades de visualización de video (VDU), o por fricción. Las líneas de transmisión de corriente continua (CC) generan campos eléctricos y magnéticos estáticos y son un medio económico de distribución de energía cuando se trata de largas distancias.
Los campos eléctricos estáticos se utilizan ampliamente en industrias como la química, textil, aviación, papel y caucho, y en el transporte.
Efectos biológicos
Los estudios experimentales proporcionan poca evidencia biológica que sugiera algún efecto adverso de los campos eléctricos estáticos en la salud humana. Los pocos estudios en animales que se han llevado a cabo tampoco parecen haber arrojado datos que respalden los efectos adversos en la genética, el crecimiento tumoral o en los sistemas endocrino o cardiovascular. (La Tabla 1 resume estos estudios en animales).
Tabla 1. Estudios en animales expuestos a campos eléctricos estáticos
Puntos finales biológicos |
Efectos informados |
Condiciones de exposicion |
Hematología e inmunología |
Cambios en las fracciones de albúmina y globulina de proteínas séricas en ratas. No hay diferencias significativas en los recuentos de células sanguíneas, proteínas sanguíneas o sangre |
Exposición continua a campos entre 2.8 y 19.7 kV/m Exposición a 340 kV/m durante 22 h/día por un total de 5,000 h |
Sistema nervioso |
Inducción de cambios significativos observados en los EEG de ratas. Sin embargo, no hay indicios claros de una respuesta consistente No hay cambios significativos en las concentraciones y tasas de utilización de |
Exposición a campos eléctricos de hasta 10 kV/m Exposición a un campo de 3 kV/m hasta 66 h |
Comportamiento |
Estudios recientes bien realizados que sugieren que no hay efecto sobre los roedores Producción de comportamiento de evitación dependiente de la dosis en ratas macho, sin influencia de iones de aire |
Exposición a intensidades de campo de hasta 12 kV/m Exposición a campos eléctricos HVD de 55 a 80 kV/m |
Reproducción y desarrollo |
No hay diferencias significativas en el número total de crías ni en el |
Exposición a 340 kV/m durante 22 h/día antes, durante y después |
No in vitro Se han realizado estudios para evaluar el efecto de exponer las células a campos eléctricos estáticos.
Los cálculos teóricos sugieren que un campo eléctrico estático inducirá una carga en la superficie de las personas expuestas, que puede percibirse si se descarga en un objeto conectado a tierra. A un voltaje suficientemente alto, el aire se ionizará y será capaz de conducir una corriente eléctrica entre, por ejemplo, un objeto cargado y una persona conectada a tierra. Él cortocircuito depende de una serie de factores, incluida la forma del objeto cargado y las condiciones atmosféricas. Los valores típicos de las intensidades de campo eléctrico correspondientes oscilan entre 500 y 1,200 kV/m.
Los informes de algunos países indican que varios operadores de pantallas de visualización han experimentado trastornos de la piel, pero no está clara la relación exacta entre estos y el trabajo con pantallas de visualización. Los campos eléctricos estáticos en los lugares de trabajo con pantallas de visualización se han sugerido como una posible causa de estos trastornos de la piel, y es posible que la carga electrostática del operador sea un factor relevante. Sin embargo, cualquier relación entre los campos electrostáticos y los trastornos de la piel aún debe considerarse hipotética según la evidencia de investigación disponible.
Medidas, prevención, normas de exposición
Las mediciones de intensidad de campo eléctrico estático pueden reducirse a mediciones de voltajes o cargas eléctricas. Hay varios voltímetros electrostáticos disponibles comercialmente que permiten mediciones precisas de fuentes electrostáticas u otras fuentes de alta impedancia sin contacto físico. Algunos utilizan un interruptor electrostático para baja deriva y retroalimentación negativa para precisión e insensibilidad al espacio entre la sonda y la superficie. En algunos casos, el electrodo electrostático “mira” la superficie que se está midiendo a través de un pequeño orificio en la base del conjunto de la sonda. La señal de CA recortada inducida en este electrodo es proporcional al voltaje diferencial entre la superficie bajo medición y el conjunto de la sonda. Los adaptadores de gradiente también se utilizan como accesorios para voltímetros electrostáticos y permiten su uso como medidores de intensidad de campo electrostático; Es posible una lectura directa en voltios por metro de separación entre la superficie bajo prueba y la placa puesta a tierra del adaptador.
No hay buenos datos que puedan servir como pautas para establecer límites básicos de exposición humana a campos eléctricos estáticos. En principio, podría derivarse un límite de exposición a partir de la tensión de ruptura mínima para el aire; sin embargo, la intensidad del campo experimentada por una persona dentro de un campo eléctrico estático variará según la orientación y la forma del cuerpo, y esto debe tenerse en cuenta al intentar llegar a un límite adecuado.
Los valores límite de umbral (TLV) han sido recomendados por la Conferencia Americana de Higienistas Industriales Gubernamentales (ACGIH 1995). Estos TLV se refieren a la intensidad máxima del campo eléctrico estático en el lugar de trabajo sin protección, lo que representa condiciones bajo las cuales casi todos los trabajadores pueden estar expuestos repetidamente sin efectos adversos para la salud. Según ACGIH, las exposiciones ocupacionales no deben exceder una fuerza de campo eléctrico estático de 25 kV/m. Este valor debe utilizarse como guía en el control de la exposición y, debido a la susceptibilidad individual, no debe considerarse como una línea clara entre niveles seguros y peligrosos. (Este límite se refiere a la intensidad de campo presente en el aire, lejos de las superficies de los conductores, donde las descargas de chispas y las corrientes de contacto pueden presentar peligros significativos, y está diseñado para exposiciones de cuerpo completo y parcial). Se debe tener cuidado de elimine los objetos sin conexión a tierra, ponga a tierra dichos objetos o use guantes aislantes cuando deba manipular objetos sin conexión a tierra. La prudencia dicta el uso de dispositivos de protección (p. ej., trajes, guantes y aislamiento) en todos los campos que excedan los 15 kV/m.
Según ACGIH, la información actual sobre las respuestas humanas y los posibles efectos en la salud de los campos eléctricos estáticos es insuficiente para establecer un TLV confiable para las exposiciones promedio ponderadas en el tiempo. Se recomienda que, a falta de información específica del fabricante sobre la interferencia electromagnética, la exposición de los usuarios de marcapasos y otros dispositivos electrónicos médicos se mantenga en 1 kV/m o menos.
En Alemania, según la norma DIN, las exposiciones ocupacionales no deben exceder una intensidad de campo eléctrico estático de 40 kV/m. Para exposiciones cortas (hasta dos horas por día) se permite un límite superior de 60 kV/m.
En 1993, la Junta Nacional de Protección Radiológica (NRPB 1993) brindó asesoramiento sobre las restricciones apropiadas en la exposición de las personas a los campos electromagnéticos y la radiación. Esto incluye campos eléctricos y magnéticos estáticos. En el documento NRPB, los niveles de investigación se proporcionan con el fin de comparar los valores de las cantidades de campo medidas para determinar si se ha logrado o no el cumplimiento de las restricciones básicas. Si el campo al que está expuesta una persona supera el nivel de investigación pertinente, se debe comprobar el cumplimiento de las restricciones básicas. Los factores que podrían considerarse en tal evaluación incluyen, por ejemplo, la eficiencia del acoplamiento de la persona al campo, la distribución espacial del campo a través del volumen ocupado por la persona y la duración de la exposición.
De acuerdo con NRPB, no es posible recomendar restricciones básicas para evitar los efectos directos de la exposición humana a campos eléctricos estáticos; se da una guía para evitar efectos molestos de percepción directa de la carga eléctrica superficial y efectos indirectos como descargas eléctricas. Para la mayoría de las personas, la molesta percepción de la carga eléctrica superficial, que actúa directamente sobre el cuerpo, no se producirá durante la exposición a campos eléctricos estáticos con intensidades inferiores a unos 25 kV/m, es decir, la misma intensidad de campo recomendada por la ACGIH. Para evitar descargas de chispas (efectos indirectos) que causen estrés, NRPB recomienda que las corrientes de contacto de CC se restrinjan a menos de 2 mA. Las descargas eléctricas de fuentes de baja impedancia se pueden evitar siguiendo los procedimientos de seguridad eléctrica establecidos pertinentes para dicho equipo.
Campos magnéticos estáticos
Exposición natural y ocupacional
El cuerpo es relativamente transparente a los campos magnéticos estáticos; tales campos interactuarán directamente con materiales magnéticamente anisotrópicos (exhibiendo propiedades con diferentes valores cuando se miden a lo largo de ejes en diferentes direcciones) y cargas en movimiento.
El campo magnético natural es la suma de un campo interno debido a que la tierra actúa como un imán permanente y un campo externo generado en el medio ambiente por factores tales como la actividad solar o atmosférica. El campo magnético interno de la tierra se origina a partir de la corriente eléctrica que fluye en la capa superior del núcleo terrestre. Existen diferencias locales significativas en la fuerza de este campo, cuya magnitud promedio varía desde alrededor de 28 A/m en el ecuador (que corresponde a una densidad de flujo magnético de alrededor de 35 mT en un material no magnético como el aire) hasta alrededor de 56 A. /m sobre los polos geomagnéticos (correspondientes a unos 70 mT en el aire).
Los campos artificiales son más fuertes que los de origen natural en muchos órdenes de magnitud. Las fuentes artificiales de campos magnéticos estáticos incluyen todos los dispositivos que contienen cables que transportan corriente continua, incluidos muchos aparatos y equipos en la industria.
En las líneas de transmisión de energía de corriente continua, los campos magnéticos estáticos son producidos por cargas en movimiento (una corriente eléctrica) en una línea de dos hilos. Para una línea aérea, la densidad de flujo magnético a nivel del suelo es de aproximadamente 20 mT para una línea de 500 kV. Para una línea de transmisión subterránea enterrada a 1.4 m y con una corriente máxima de alrededor de 1 kA, la densidad de flujo magnético máxima es inferior a 10 mT a nivel del suelo.
Las principales tecnologías que involucran el uso de grandes campos magnéticos estáticos se enumeran en la tabla 2 junto con sus niveles de exposición correspondientes.
Tabla 2. Principales tecnologías que implican el uso de grandes campos magnéticos estáticos y niveles de exposición correspondientes
Procedimientos |
Niveles de exposición |
Tecnologías energéticas |
|
Reactores de fusión termonuclear |
Campos marginales de hasta 50 mT en áreas accesibles al personal. |
Sistemas magnetohidrodinámicos |
Aproximadamente 10 mT a unos 50 m; 100 mT solo a distancias superiores a 250 m |
Sistemas de almacenamiento de energía con imanes superconductores |
Campos marginales de hasta 50 mT en ubicaciones accesibles para el operador |
Generadores superconductores y líneas de transmisión. |
Campos marginales proyectados a menos de 100 mT |
Facilidades de ivestigación |
|
cámaras de burbujas |
Durante los cambios de casetes de película, el campo es de aproximadamente 0.4 a 0.5 T al nivel de los pies y de aproximadamente 50 mT al nivel de la cabeza. |
Espectrómetros superconductores |
Alrededor de 1 T en ubicaciones accesibles para el operador |
Aceleradores de partículas |
El personal rara vez está expuesto debido a la exclusión de la zona de alta radiación. Las excepciones surgen solo durante el mantenimiento. |
Unidades de separación de isótopos |
Exposiciones breves a campos de hasta 50 mT |
Industria |
|
Producción de aluminio |
Niveles de hasta 100 mT en ubicaciones accesibles para el operador |
Procesos electrolíticos |
Niveles de campo medios y máximos de alrededor de 10 y 50 mT, respectivamente |
Producción de imanes |
2–5 mT en manos del trabajador; en el rango de 300 a 500 mT al nivel del pecho y la cabeza |
Medicina |
|
Resonancia magnética nuclear y espectroscopia |
Un imán de 1 T sin blindaje produce alrededor de 0.5 mT a 10 m, y un imán de 2 T sin blindaje produce la misma exposición a unos 13 m |
Efectos biológicos
La evidencia de experimentos con animales de laboratorio indica que no hay efectos significativos en los muchos factores de desarrollo, comportamiento y fisiológicos evaluados en densidades de flujo magnético estático de hasta 2 T. Los estudios en ratones tampoco han demostrado ningún daño al feto por la exposición a campos magnéticos. hasta 1 t
Teóricamente, los efectos magnéticos podrían retardar el flujo sanguíneo en un campo magnético intenso y producir un aumento de la presión arterial. Se podría esperar una reducción del flujo de un pequeño porcentaje como máximo a 5 T, pero no se observó ninguna en sujetos humanos a 1.5 T, cuando se investigó.
Algunos estudios en trabajadores involucrados en la fabricación de imanes permanentes han informado varios síntomas subjetivos y alteraciones funcionales: irritabilidad, fatiga, dolor de cabeza, pérdida de apetito, bradicardia (latido cardíaco lento), taquicardia (latido cardíaco rápido), disminución de la presión arterial, EEG alterado , picazón, ardor y entumecimiento. Sin embargo, la falta de un análisis estadístico o una evaluación del impacto de los peligros físicos o químicos en el entorno laboral reduce significativamente la validez de estos informes y dificulta su evaluación. Aunque los estudios no son concluyentes, sugieren que, si de hecho ocurren efectos a largo plazo, son muy sutiles; no se han informado efectos brutos acumulativos.
Se ha informado que las personas expuestas a una densidad de flujo magnético de 4T experimentan efectos sensoriales asociados con el movimiento en el campo, como vértigo (mareo), sensación de náuseas, sabor metálico y sensaciones magnéticas al mover los ojos o la cabeza. Sin embargo, dos encuestas epidemiológicas de datos generales de salud en trabajadores expuestos crónicamente a campos magnéticos estáticos no revelaron ningún efecto significativo en la salud. Se obtuvieron datos de salud de 320 trabajadores en plantas que utilizan celdas electrolíticas grandes para procesos de separación química donde el nivel de campo estático promedio en el ambiente de trabajo fue de 7.6 mT y el campo máximo fue de 14.6 mT. Se detectaron ligeros cambios en el recuento de glóbulos blancos, pero aún dentro del rango normal, en el grupo expuesto en comparación con los 186 controles. Ninguno de los cambios transitorios observados en la presión arterial u otras mediciones sanguíneas se consideró indicativo de un efecto adverso significativo asociado con la exposición al campo magnético. En otro estudio, se evaluó la prevalencia de la enfermedad entre 792 trabajadores expuestos ocupacionalmente a campos magnéticos estáticos. El grupo de control consistió en 792 trabajadores no expuestos emparejados por edad, raza y nivel socioeconómico. El rango de exposiciones a campos magnéticos varió desde 0.5 mT durante períodos prolongados hasta 2 T durante períodos de varias horas. No se observó ningún cambio estadísticamente significativo en la prevalencia de 19 categorías de enfermedades en el grupo expuesto en comparación con los controles. No se encontraron diferencias en la prevalencia de la enfermedad entre un subgrupo de 198 que habían experimentado exposiciones de 0.3 T o más durante períodos de una hora o más en comparación con el resto de la población expuesta o los controles emparejados.
Un informe sobre los trabajadores de la industria del aluminio indicó una elevada tasa de mortalidad por leucemia. Aunque este estudio epidemiológico informó un mayor riesgo de cáncer para las personas directamente involucradas en la producción de aluminio donde los trabajadores están expuestos a grandes campos magnéticos estáticos, actualmente no hay evidencia clara que indique exactamente qué factores cancerígenos dentro del entorno laboral son los responsables. El proceso utilizado para la reducción de aluminio crea alquitrán de hulla, volátiles de brea, vapores de fluoruro, óxidos de azufre y dióxido de carbono, y algunos de estos podrían ser candidatos más probables para causar efectos cancerígenos que la exposición al campo magnético.
En un estudio sobre trabajadores franceses del aluminio, se encontró que la mortalidad por cáncer y la mortalidad por todas las causas no diferían significativamente de la observada en la población masculina general de Francia (Mur et al. 1987).
Otro hallazgo negativo que vincula la exposición a campos magnéticos con posibles resultados de cáncer proviene de un estudio de un grupo de trabajadores en una planta de cloro-álcali donde las corrientes de CC de 100 kA utilizadas para la producción electrolítica de cloro dieron lugar a densidades de flujo magnético estático, en las ubicaciones de los trabajadores, que oscilan entre de 4 a 29 mT. La incidencia de cáncer observada frente a la esperada entre estos trabajadores durante un período de 25 años no mostró diferencias significativas.
Normas de medidas, prevención y exposición
Durante los últimos treinta años, la medición de campos magnéticos ha experimentado un desarrollo considerable. El progreso de las técnicas ha hecho posible desarrollar nuevos métodos de medición, así como mejorar los antiguos.
Los dos tipos más populares de sondas de campo magnético son una bobina blindada y una sonda Hall. La mayoría de los medidores de campo magnético disponibles en el mercado utilizan uno de ellos. Recientemente, se han propuesto como sensores de campo magnético otros dispositivos semiconductores, a saber, transistores bipolares y transistores FET. Ofrecen algunas ventajas sobre las sondas Hall, como una mayor sensibilidad, una mayor resolución espacial y una respuesta de frecuencia más amplia.
El principio de la técnica de medición de resonancia magnética nuclear (NMR) es determinar la frecuencia de resonancia de la muestra de prueba en el campo magnético a medir. Es una medida absoluta que se puede hacer con una precisión muy grande. El rango de medición de este método es de aproximadamente 10 mT a 10 T, sin límites definidos. En mediciones de campo utilizando el método de resonancia magnética de protones, una precisión de 10-4 se obtiene fácilmente con un aparato simple y una precisión de 10-6 se puede llegar con amplias precauciones y equipo refinado. El inconveniente inherente del método de RMN es su limitación a un campo con un gradiente bajo y la falta de información sobre la dirección del campo.
Recientemente, también se han desarrollado varios dosímetros personales adecuados para monitorear las exposiciones a campos magnéticos estáticos.
Las medidas de protección para el uso industrial y científico de los campos magnéticos se pueden categorizar como medidas de diseño de ingeniería, el uso de la distancia de separación y los controles administrativos. No existe otra categoría general de medidas de control de peligros, que incluye equipo de protección personal (p. ej., prendas especiales y mascarillas), para campos magnéticos. Sin embargo, las medidas de protección contra los peligros potenciales de la interferencia magnética con equipos electrónicos médicos o de emergencia y para implantes quirúrgicos y dentales son un área especial de preocupación. Las fuerzas mecánicas impartidas a los implantes ferromagnéticos (hierro) y los objetos sueltos en las instalaciones de alto campo requieren que se tomen precauciones para protegerse contra los riesgos para la salud y la seguridad.
Las técnicas para minimizar la exposición indebida a campos magnéticos de alta intensidad alrededor de grandes instalaciones industriales y de investigación generalmente se dividen en cuatro tipos:
El uso de señales de advertencia y áreas de acceso especial para limitar la exposición del personal cerca de las instalaciones de imanes grandes ha sido de gran utilidad para controlar la exposición. Los controles administrativos como estos son generalmente preferibles al blindaje magnético, que puede ser extremadamente costoso. Los objetos sueltos ferromagnéticos y paramagnéticos (cualquier sustancia magnetizante) pueden convertirse en peligrosos misiles cuando se someten a intensos gradientes de campo magnético. Solo se puede evitar este peligro quitando los objetos metálicos sueltos del área y del personal. Artículos tales como tijeras, limas de uñas, destornilladores y escalpelos deben estar prohibidos en las inmediaciones.
Las primeras pautas de campo magnético estático se desarrollaron como una recomendación no oficial en la antigua Unión Soviética. Las investigaciones clínicas formaron la base de esta norma, que sugería que la intensidad del campo magnético estático en el lugar de trabajo no debería exceder los 8 kA/m (10 mT).
La Conferencia Estadounidense de Higienistas Industriales Gubernamentales emitió TLV de densidades de flujo magnético estático a las que la mayoría de los trabajadores podrían estar expuestos repetidamente, día tras día, sin efectos adversos para la salud. En cuanto a los campos eléctricos, estos valores deben usarse como guías en el control de la exposición a campos magnéticos estáticos, pero no deben considerarse como una línea clara entre niveles seguros y peligrosos. De acuerdo con la ACGIH, las exposiciones ocupacionales de rutina no deben exceder los 60 mT promediados en todo el cuerpo o los 600 mT en las extremidades en forma diaria ponderada en el tiempo. Se recomienda una densidad de flujo de 2 T como valor máximo. Pueden existir riesgos de seguridad debido a las fuerzas mecánicas ejercidas por el campo magnético sobre las herramientas ferromagnéticas y los implantes médicos.
En 1994, la Comisión Internacional sobre Protección contra la Radiación No Ionizante (ICNIRP 1994) finalizó y publicó directrices sobre los límites de exposición a campos magnéticos estáticos. En estas directrices, se hace una distinción entre los límites de exposición para los trabajadores y el público en general. Los límites recomendados por ICNIRP para la exposición ocupacional y del público en general a campos magnéticos estáticos se resumen en la tabla 3. Cuando las densidades de flujo magnético superan los 3 mT, se deben tomar precauciones para evitar los peligros de los objetos metálicos que vuelan. Los relojes analógicos, las tarjetas de crédito, las cintas magnéticas y los discos de computadora pueden verse afectados negativamente por la exposición a 1 mT, pero esto no se considera un problema de seguridad para las personas.
Tabla 3. Límites de exposición a campos magnéticos estáticos recomendados por la International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP)
Características de exposición |
Densidad de flujo magnético |
Ocupacional |
|
Jornada laboral completa (media ponderada en el tiempo) |
200 mT |
valor techo |
2 T |
Extremidades |
5 T |
Público en general |
|
Exposición continua |
40 mT |
Se puede permitir el acceso ocasional del público a instalaciones especiales donde las densidades de flujo magnético excedan los 40 mT en condiciones debidamente controladas, siempre que no se exceda el límite de exposición ocupacional apropiado.
Los límites de exposición ICNIRP se han establecido para un campo homogéneo. Para campos no homogéneos (variaciones dentro del campo), la densidad de flujo magnético promedio debe medirse en un área de 100 cm2.
Según un documento reciente de la NRPB, la restricción de la exposición aguda a menos de 2 T evitará respuestas agudas como vértigo o náuseas y efectos adversos para la salud derivados de la arritmia cardíaca (latidos cardíacos irregulares) o deterioro de la función mental. A pesar de la relativa falta de evidencia de los estudios de poblaciones expuestas con respecto a los posibles efectos a largo plazo de los campos altos, la Junta considera aconsejable restringir la exposición a largo plazo ponderada en el tiempo durante 24 horas a menos de 200 mT (una décima parte de la destinada a prevenir respuestas agudas). Estos niveles son bastante similares a los recomendados por ICNIRP; Los TLV de ACGIH son ligeramente más bajos.
Las personas con marcapasos cardíacos y otros dispositivos implantados activados eléctricamente, o con implantes ferromagnéticos, pueden no estar adecuadamente protegidas por los límites que se indican aquí. Es poco probable que la mayoría de los marcapasos cardíacos se vean afectados por la exposición a campos por debajo de 0.5 mT. Las personas con algunos implantes ferromagnéticos o dispositivos activados eléctricamente (que no sean marcapasos cardíacos) pueden verse afectadas por campos superiores a unas pocas mT.
Existen otros conjuntos de pautas que recomiendan límites de exposición ocupacional: tres de estos se aplican en laboratorios de física de alta energía (Stanford Linear Accelerator Center y Lawrence Livermore National Laboratory en California, CERN Accelerator Laboratory en Ginebra), y una guía provisional en el Departamento de Estado de EE. UU. de Energía (DOE).
En Alemania, de acuerdo con la norma DIN, las exposiciones ocupacionales no deben exceder una fuerza de campo magnético estático de 60 kA/m (alrededor de 75 mT). Cuando sólo se exponen las extremidades, este límite se establece en 600 kA/m; Se permiten límites de intensidad de campo de hasta 150 kA/m para exposiciones breves de todo el cuerpo (hasta 5 min por hora).
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, La, se expresa por La = 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 rx (rollo), ry (tono) y rz (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).
Exposición ocupacional
Las exposiciones ocupacionales a las vibraciones de todo el cuerpo se producen principalmente en el transporte, pero también en relación con algunos procesos industriales. El transporte terrestre, marítimo y aéreo puede producir vibraciones que pueden causar incomodidad, interferir con las actividades o causar lesiones. La Tabla 1 enumera algunos entornos que tienen más probabilidades de estar asociados con un riesgo para la salud.
Tabla 1. Actividades para las que puede ser apropiado advertir sobre los efectos adversos de la vibración de todo el cuerpo
conducción de tractores
Vehículos blindados de combate (p. ej., tanques) y vehículos similares
Otros vehículos todoterreno:
Maquinaria de movimiento de tierras: cargadoras, excavadoras, topadoras, motoniveladoras,
Algo de conducción de camiones (articulados y no articulados)
Un poco de conducción de autobuses y tranvías.
Algunos helicópteros y aeronaves de ala fija que vuelan
Algunos trabajadores con maquinaria de producción de hormigón.
Algunos conductores de ferrocarril
Cierto uso de embarcaciones marinas de alta velocidad
Algunos paseos en bicicleta de motor
Algo de conducción de coches y furgonetas.
Algunas actividades deportivas
Algunos otros equipos industriales
Fuente: Adaptado de Griffin 1990.
La exposición más común a vibraciones y golpes severos puede ocurrir en vehículos todoterreno, incluida la maquinaria de movimiento de tierras, camiones industriales y tractores agrícolas.
Biodinámica
Como todas las estructuras mecánicas, el cuerpo humano tiene frecuencias de resonancia donde el cuerpo exhibe una respuesta mecánica máxima. Las respuestas humanas a la vibración no pueden explicarse únicamente en términos de una sola frecuencia de resonancia. Hay muchas resonancias en el cuerpo, y las frecuencias de resonancia varían entre personas y con la postura. A menudo se utilizan dos respuestas mecánicas del cuerpo para describir la forma en que la vibración hace que el cuerpo se mueva: transmisibilidad y impedancia.
La transmisibilidad muestra la fracción de la vibración que se transmite, por ejemplo, desde el asiento hasta la cabeza. La transmisibilidad del cuerpo depende en gran medida de la frecuencia de vibración, el eje de vibración y la postura del cuerpo. La vibración vertical en un asiento provoca vibraciones en varios ejes de la cabeza; para el movimiento vertical de la cabeza, la transmisibilidad tiende a ser mayor en el rango aproximado de 3 a 10 Hz.
La impedancia mecánica del cuerpo muestra la fuerza que se requiere para hacer que el cuerpo se mueva en cada frecuencia. Aunque la impedancia depende de la masa corporal, la impedancia vertical del cuerpo humano suele mostrar una resonancia de unos 5 Hz. La impedancia mecánica del cuerpo, incluida esta resonancia, tiene un gran efecto en la forma en que se transmite la vibración a través de los asientos.
Efectos agudos
Malestar
La incomodidad causada por la aceleración de la vibración depende de la frecuencia de la vibración, la dirección de la vibración, el punto de contacto con el cuerpo y la duración de la exposición a la vibración. Para la vibración vertical de personas sentadas, la incomodidad de la vibración causada por cualquier frecuencia aumenta en proporción a la magnitud de la vibración: una reducción a la mitad de la vibración tenderá a reducir a la mitad la incomodidad de la vibración.
La incomodidad producida por la vibración puede predecirse mediante el uso de ponderaciones de frecuencia apropiadas (ver más abajo) y describirse mediante una escala semántica de incomodidad. No existen límites útiles para la incomodidad de la vibración: la incomodidad aceptable varía de un entorno a otro.
Las magnitudes aceptables de vibración en los edificios están cerca de los umbrales de percepción de vibración. Se supone que los efectos de las vibraciones en los edificios sobre los seres humanos dependen del uso del edificio además de la frecuencia, la dirección y la duración de las vibraciones. En varias normas, como la Norma británica 6472 (1992), se proporciona orientación sobre la evaluación de las vibraciones de los edificios, que define un procedimiento para la evaluación de las vibraciones y los impactos en los edificios.
Interferencia de actividad
La vibración puede afectar la adquisición de información (p. ej., por los ojos), la salida de información (p. ej., por movimientos de manos o pies) o los complejos procesos centrales que relacionan la entrada con la salida (p. ej., aprendizaje, memoria, toma de decisiones). Los mayores efectos de la vibración de todo el cuerpo están en los procesos de entrada (principalmente la visión) y los procesos de salida (principalmente el control manual continuo).
Los efectos de la vibración sobre la visión y el control manual son causados principalmente por el movimiento de la parte afectada del cuerpo (es decir, el ojo o la mano). Los efectos pueden disminuirse reduciendo la transmisión de vibraciones al ojo oa la mano, o haciendo que la tarea sea menos susceptible a perturbaciones (p. ej., aumentando el tamaño de una pantalla o reduciendo la sensibilidad de un control). A menudo, los efectos de la vibración en la visión y el control manual pueden reducirse mucho mediante el rediseño de la tarea.
Las tareas cognitivas simples (p. ej., el tiempo de reacción simple) parecen no verse afectadas por la vibración, excepto por cambios en la excitación o la motivación o por efectos directos en los procesos de entrada y salida. Esto también puede ser cierto para algunas tareas cognitivas complejas. Sin embargo, la escasez y diversidad de estudios experimentales no excluye la posibilidad de efectos cognitivos reales y significativos de la vibración. La vibración puede influir en la fatiga, pero hay poca evidencia científica relevante y ninguna que respalde la forma compleja del "límite de competencia disminuida por fatiga" que se ofrece en la Norma Internacional 2631 (ISO 1974, 1985).
Cambios en las funciones fisiológicas
Los cambios en las funciones fisiológicas ocurren cuando los sujetos están expuestos a un nuevo entorno de vibración de todo el cuerpo en condiciones de laboratorio. Los cambios típicos de una “respuesta de sobresalto” (p. ej., aumento de la frecuencia cardíaca) se normalizan rápidamente con la exposición continua, mientras que otras reacciones proceden o se desarrollan gradualmente. Este último puede depender de todas las características de la vibración, incluido el eje, la magnitud de la aceleración y el tipo de vibración (sinusoidal o aleatoria), así como de otras variables como el ritmo circadiano y las características de los sujetos (ver Hasan 1970; Seidel 1975; Dupuis y Zerlett 1986). Los cambios de las funciones fisiológicas en condiciones de campo a menudo no se pueden relacionar directamente con la vibración, ya que la vibración a menudo actúa junto con otros factores importantes, como una gran tensión mental, ruido y sustancias tóxicas. Los cambios fisiológicos suelen ser menos sensibles que las reacciones psicológicas (p. ej., malestar). Si se resumen todos los datos disponibles sobre cambios fisiológicos persistentes con respecto a su primera aparición significativa en función de la magnitud y frecuencia de la vibración de todo el cuerpo, hay un límite con un borde inferior alrededor de 0.7 m/s2 rms entre 1 y 10 Hz, y aumentando hasta 30 m/s2 valor eficaz a 100 Hz. Se han realizado muchos estudios en animales, pero su relevancia para los humanos es dudosa.
cambios neuromusculares
Durante el movimiento natural activo, los mecanismos de control motor actúan como un control de avance que se ajusta constantemente mediante retroalimentación adicional de sensores en músculos, tendones y articulaciones. La vibración de todo el cuerpo provoca un movimiento artificial pasivo del cuerpo humano, una condición que es fundamentalmente diferente de la vibración autoinducida causada por la locomoción. La falta de control de alimentación hacia adelante durante la vibración de todo el cuerpo es el cambio más distintivo de la función fisiológica normal del sistema neuromuscular. El rango de frecuencia más amplio asociado con la vibración de todo el cuerpo (entre 0.5 y 100 Hz) en comparación con el del movimiento natural (entre 2 y 8 Hz para los movimientos voluntarios y por debajo de 4 Hz para la locomoción) es otra diferencia que ayuda a explicar las reacciones de los mecanismos de control neuromuscular a muy bajas y altas frecuencias.
La vibración de todo el cuerpo y la aceleración transitoria provocan una actividad alterna relacionada con la aceleración en el electromiograma (EMG) de los músculos superficiales de la espalda de personas sentadas que requiere una contracción tónica para mantenerse. Se supone que esta actividad es de naturaleza refleja. Por lo general, desaparece por completo si los sujetos vibrados se sientan relajados en una posición inclinada. El momento de la actividad muscular depende de la frecuencia y la magnitud de la aceleración. Los datos electromiográficos sugieren que puede ocurrir un aumento de la carga espinal debido a la reducción de la estabilización muscular de la columna a frecuencias de 6.5 a 8 Hz y durante la fase inicial de un desplazamiento ascendente repentino. A pesar de la débil actividad EMG causada por la vibración de todo el cuerpo, la fatiga de los músculos de la espalda durante la exposición a la vibración puede exceder la observada en posturas sentadas normales sin vibración de todo el cuerpo.
Los reflejos tendinosos pueden disminuir o desaparecer temporalmente durante la exposición a vibraciones sinusoidales de todo el cuerpo a frecuencias superiores a 10 Hz. Los cambios menores del control postural después de la exposición a la vibración de todo el cuerpo son bastante variables, y sus mecanismos y significado práctico no son seguros.
Cambios cardiovasculares, respiratorios, endocrinos y metabólicos
Los cambios observados que persisten durante la exposición a la vibración se han comparado con los del trabajo físico moderado (es decir, aumentos de la frecuencia cardíaca, la presión arterial y el consumo de oxígeno), incluso con una magnitud de vibración cercana al límite de tolerancia voluntaria. El aumento de la ventilación se debe en parte a las oscilaciones del aire en el sistema respiratorio. Los cambios respiratorios y metabólicos pueden no corresponder, lo que posiblemente sugiera una alteración de los mecanismos de control de la respiración. Se han informado hallazgos diversos y parcialmente contradictorios para los cambios de las hormonas adrenocorticotrópicas (ACTH) y las catecolaminas.
Cambios sensoriales y del sistema nervioso central
Los cambios de la función vestibular debidos a la vibración de todo el cuerpo se han alegado sobre la base de una regulación alterada de la postura, aunque la postura está controlada por un sistema muy complejo en el que una función vestibular alterada puede compensarse en gran medida mediante otros mecanismos. Los cambios de la función vestibular parecen ganar importancia para exposiciones con frecuencias muy bajas o aquellas cercanas a la resonancia de todo el cuerpo. Se supone que un desajuste sensorial entre la información vestibular, visual y propioceptiva (estímulos recibidos dentro de los tejidos) es un mecanismo importante que subyace a las respuestas fisiológicas a algunos entornos de movimiento artificial.
Los experimentos con exposiciones combinadas a corto plazo y prolongadas al ruido y la vibración de todo el cuerpo parecen sugerir que la vibración tiene un efecto sinérgico menor en la audición. Como tendencia, las altas intensidades de vibración de todo el cuerpo a 4 o 5 Hz se asociaron con cambios de umbral temporales (TTS) adicionales más altos. No hubo una relación obvia entre el TTS adicional y el tiempo de exposición. El TTS adicional pareció aumentar con dosis más altas de vibración de todo el cuerpo.
Las vibraciones verticales y horizontales impulsivas evocan potenciales cerebrales. También se han detectado cambios en la función del sistema nervioso central humano utilizando potenciales cerebrales evocados auditivos (Seidel et al. 1992). Los efectos estaban influenciados por otros factores ambientales (p. ej., ruido), la dificultad de la tarea y el estado interno del sujeto (p. ej., excitación, grado de atención hacia el estímulo).
Efectos a largo plazo
Riesgo para la salud de la columna
Los estudios epidemiológicos han indicado con frecuencia un riesgo elevado para la salud de la columna vertebral en trabajadores expuestos durante muchos años a vibraciones intensas de todo el cuerpo (p. ej., trabajo en tractores o máquinas de movimiento de tierras). Seidel y Heide (1986), Dupuis y Zerlett (1986) y Bongers y Boshuizen (1990) prepararon estudios críticos de la literatura. Estas revisiones concluyeron que la vibración intensa de todo el cuerpo a largo plazo puede afectar negativamente a la columna vertebral y puede aumentar el riesgo de dolor lumbar. Este último puede ser una consecuencia secundaria de un cambio degenerativo primario de las vértebras y los discos. La parte lumbar de la columna vertebral resultó ser la región afectada con mayor frecuencia, seguida de la región torácica. Una alta tasa de alteraciones de la parte cervical, reportada por varios autores, parece estar causada por una postura desfavorable fija más que por la vibración, aunque no hay evidencia concluyente para esta hipótesis. Solo unos pocos estudios han considerado la función de los músculos de la espalda y han encontrado una insuficiencia muscular. Algunos informes han indicado un riesgo significativamente mayor de dislocación de los discos lumbares. En varios estudios transversales, Bongers y Boshuizen (1990) encontraron más dolor lumbar en conductores y pilotos de helicópteros que en trabajadores de referencia comparables. Llegaron a la conclusión de que la conducción profesional de vehículos y el vuelo en helicóptero son factores de riesgo importantes para el dolor lumbar y el trastorno de la espalda. Se observó un aumento de las pensiones por invalidez y las bajas por enfermedad de larga duración debido a trastornos del disco intervertebral entre los operadores de grúas y los conductores de tractores.
Debido a datos incompletos o faltantes sobre las condiciones de exposición en los estudios epidemiológicos, no se han obtenido las relaciones exposición-efecto exactas. Los datos existentes no permiten fundamentar un nivel sin efectos adversos (es decir, un límite seguro) para prevenir de forma fiable las enfermedades de la columna. Muchos años de exposición por debajo o cerca del límite de exposición de la actual Norma Internacional 2631 (ISO 1985) no están exentos de riesgo. Algunos hallazgos han indicado un aumento del riesgo para la salud con una mayor duración de la exposición, aunque los procesos de selección han dificultado la detección de una relación en la mayoría de los estudios. Por lo tanto, actualmente no se puede establecer una relación dosis-efecto mediante investigaciones epidemiológicas. Las consideraciones teóricas sugieren marcados efectos perjudiciales de las altas cargas máximas que actúan sobre la columna vertebral durante exposiciones con altos transitorios. El uso de un método de “equivalente de energía” para calcular una dosis de vibración (como en la Norma Internacional 2631 (ISO 1985)) es, por lo tanto, cuestionable para exposiciones a vibraciones de cuerpo completo que contienen altas aceleraciones máximas. Los diferentes efectos a largo plazo de la vibración de todo el cuerpo según la frecuencia de vibración no se han derivado de estudios epidemiológicos. La vibración de todo el cuerpo a 40 a 50 Hz aplicada a trabajadores de pie a través de los pies fue seguida por cambios degenerativos de los huesos de los pies.
En general, las diferencias entre sujetos se han descuidado en gran medida, aunque los fenómenos de selección sugieren que pueden ser de gran importancia. No hay datos claros que muestren si los efectos de la vibración de todo el cuerpo en la columna dependen del género.
Se debate la aceptación general de los trastornos degenerativos de la columna vertebral como una enfermedad profesional. Se desconocen las características diagnósticas específicas que permitirían un diagnóstico fiable del trastorno como resultado de la exposición a vibraciones de todo el cuerpo. Una alta prevalencia de trastornos degenerativos de la columna vertebral en poblaciones no expuestas dificulta la suposición de una etiología predominantemente ocupacional en individuos expuestos a vibraciones de cuerpo completo. Se desconocen los factores de riesgo constitucionales individuales que podrían modificar la tensión inducida por vibraciones. El uso de una intensidad mínima y/o una duración mínima de la vibración de todo el cuerpo como requisito previo para el reconocimiento de una enfermedad profesional no tendría en cuenta la considerable variabilidad esperada en la susceptibilidad individual.
Otros riesgos para la salud
Los estudios epidemiológicos sugieren que la vibración de todo el cuerpo es un factor dentro de un conjunto causal de factores que contribuyen a otros riesgos para la salud. El ruido, la alta tensión mental y el trabajo por turnos son ejemplos de importantes factores concomitantes que se sabe que están asociados con trastornos de la salud. Los resultados de las investigaciones sobre trastornos de otros sistemas corporales a menudo han sido divergentes o han indicado una dependencia paradójica de la prevalencia de la patología en la magnitud de la vibración de todo el cuerpo (es decir, una mayor prevalencia de efectos adversos con menor intensidad). Se ha observado un complejo característico de síntomas y cambios patológicos del sistema nervioso central, el sistema musculoesquelético y el sistema circulatorio en trabajadores que se encuentran en máquinas utilizadas para la vibrocompresión del hormigón y expuestos a vibraciones de todo el cuerpo más allá del límite de exposición. de ISO 2631 con frecuencias superiores a 40 Hz (Rumjancev 1966). Este complejo fue designado como “enfermedad vibratoria”. Aunque rechazado por muchos especialistas, el mismo término se ha utilizado a veces para describir un cuadro clínico vago causado por una exposición prolongada a vibraciones de cuerpo entero de baja frecuencia que, supuestamente, se manifiesta inicialmente como trastornos vasculares cerebrales y periféricos con un carácter funcional no específico. Sobre la base de los datos disponibles, se puede concluir que los diferentes sistemas fisiológicos reaccionan de forma independiente entre sí y que no hay síntomas que puedan servir como indicador de patología inducida por la vibración de todo el cuerpo.
Sistema nervioso, órgano vestibular y oído. La vibración intensa de todo el cuerpo a frecuencias superiores a 40 Hz puede causar daños y alteraciones del sistema nervioso central. Se han informado datos contradictorios sobre los efectos de la vibración de todo el cuerpo a frecuencias inferiores a 20 Hz. Solo en algunos estudios, se ha encontrado un aumento de quejas no específicas como dolor de cabeza y aumento de la irritabilidad. Las alteraciones del electroencefalograma (EEG) después de una exposición prolongada a vibraciones de todo el cuerpo han sido reclamadas por un autor y negadas por otros. Algunos resultados publicados son consistentes con una disminución de la excitabilidad vestibular y una mayor incidencia de otras alteraciones vestibulares, incluidos los mareos. Sin embargo, sigue siendo dudoso si existen vínculos causales entre la vibración de todo el cuerpo y los cambios en el sistema nervioso central o el sistema vestibular porque se detectaron relaciones paradójicas de intensidad-efecto.
En algunos estudios, se ha observado un aumento adicional de los cambios de umbral permanentes (PTS, por sus siglas en inglés) de la audición después de una exposición prolongada combinada a vibraciones y ruidos de todo el cuerpo. Schmidt (1987) estudió a conductores y técnicos en agricultura y comparó los cambios de umbral permanentes después de 3 y 25 años en el trabajo. Llegó a la conclusión de que la vibración de todo el cuerpo puede inducir un cambio de umbral significativo adicional a 3, 4, 6 y 8 kHz, si la aceleración ponderada según la Norma Internacional 2631 (ISO 1985) supera los 1.2 m/s2 rms con una exposición simultánea al ruido a un nivel equivalente de más de 80 decibelios (dBA).
Sistemas circulatorio y digestivo. Se han detectado cuatro grupos principales de alteraciones circulatorias con mayor incidencia entre los trabajadores expuestos a vibraciones de cuerpo completo:
La morbilidad de estos trastornos circulatorios no siempre se correlacionó con la magnitud o la duración de la exposición a las vibraciones. Aunque a menudo se ha observado una alta prevalencia de varios trastornos del sistema digestivo, casi todos los autores están de acuerdo en que la vibración de todo el cuerpo es solo una de las causas y posiblemente no la más importante.
Órganos reproductores femeninos, embarazo y sistema urogenital masculino. Se ha asumido que los mayores riesgos de abortos, trastornos menstruales y anomalías de posición (p. ej., descenso uterino) están asociados con la exposición a largo plazo a vibraciones de todo el cuerpo (ver Seidel y Heide 1986). No se puede derivar de la literatura un límite de exposición seguro para evitar un mayor riesgo de estos riesgos para la salud. La susceptibilidad individual y sus cambios temporales probablemente codeterminan estos efectos biológicos. En la literatura disponible, no se ha informado un efecto dañino directo de la vibración de todo el cuerpo en el feto humano, aunque algunos estudios en animales sugieren que la vibración de todo el cuerpo puede afectar al feto. El valor de umbral desconocido para los efectos adversos sobre el embarazo sugiere una limitación de la exposición ocupacional en la medida razonable más baja.
Se han publicado resultados divergentes para la aparición de enfermedades del sistema urogenital masculino. En algunos estudios se observó una mayor incidencia de prostatitis. Otros estudios no pudieron confirmar estos hallazgos.
Estándares
No se puede ofrecer un límite preciso para prevenir los trastornos causados por la vibración de todo el cuerpo, pero las normas definen métodos útiles para cuantificar la gravedad de la vibración. La Norma Internacional 2631 (ISO 1974, 1985) definió los límites de exposición (ver figura 1) que se “establecieron en aproximadamente la mitad del nivel considerado como el umbral del dolor (o límite de tolerancia voluntaria) para sujetos humanos sanos”. También se muestra en la figura 1 un nivel de acción de valor de dosis de vibración para vibración vertical derivado del Estándar Británico 6841 (BSI 1987b); esta norma es, en parte, similar a un borrador de revisión de la Norma Internacional.
Figura 1. Dependencias de frecuencia para la respuesta humana a la vibración de todo el cuerpo
Se puede considerar que el valor de la dosis de vibración es la magnitud de una vibración de un segundo de duración que será igualmente severa que la vibración medida. El valor de la dosis de vibración utiliza una dependencia del tiempo de cuarta potencia para acumular la gravedad de la vibración durante el período de exposición desde el impacto más breve posible hasta un día completo de vibración (p. ej., BSI 6841):
Valor de dosis de vibración =
El procedimiento de valor de dosis de vibración se puede utilizar para evaluar la gravedad tanto de la vibración como de los impactos repetitivos. Esta dependencia del tiempo de cuarta potencia es más sencilla de usar que la dependencia del tiempo en ISO 2631 (ver figura 2).
Figura 2. Dependencias del tiempo para la respuesta humana a una vibración de cuerpo completo
British Standard 6841 ofrece la siguiente guía.
Los valores altos de dosis de vibración causarán molestias, dolor y lesiones graves. Los valores de dosis de vibración también indican, de manera general, la severidad de las exposiciones a vibraciones que las causaron. Sin embargo, actualmente no existe un consenso de opinión sobre la relación precisa entre los valores de dosis de vibración y el riesgo de lesiones. Se sabe que las magnitudes y duraciones de vibración que producen valores de dosis de vibración en la región de 15 m/s1.75 generalmente causará molestias severas. Es razonable suponer que una mayor exposición a la vibración irá acompañada de un mayor riesgo de lesiones (BSI 1987b).
A valores de dosis de vibración altos, puede ser necesario considerar previamente la aptitud de las personas expuestas y el diseño de precauciones de seguridad adecuadas. También se puede considerar la necesidad de controles periódicos de la salud de las personas expuestas habitualmente.
El valor de la dosis de vibración proporciona una medida mediante la cual se pueden comparar exposiciones altamente variables y complejas. Las organizaciones pueden especificar límites o niveles de acción utilizando el valor de dosis de vibración. Por ejemplo, en algunos países, un valor de dosis de vibración de 15 m/s1.75 se ha utilizado como un nivel de acción tentativo, pero puede ser apropiado limitar la exposición a vibraciones o impactos repetidos a valores más altos o más bajos dependiendo de la situación. Con el conocimiento actual, un nivel de acción simplemente sirve para indicar los valores aproximados que pueden ser excesivos. La Figura 2 ilustra las aceleraciones cuadráticas medias correspondientes a un valor de dosis de vibración de 15 m/s1.75 para exposiciones entre un segundo y 24 horas. Cualquier exposición a vibraciones continuas, vibraciones intermitentes o golpes repetidos puede compararse con el nivel de acción calculando el valor de la dosis de vibración. Sería imprudente exceder un nivel de acción apropiado (o el límite de exposición en ISO 2631) sin considerar los posibles efectos en la salud de una exposición a vibraciones o golpes.
El Directiva de Seguridad de Maquinaria de la Comunidad Económica Europea establece que la maquinaria debe diseñarse y construirse de modo que los riesgos resultantes de la vibración producida por la maquinaria se reduzcan al nivel más bajo posible, teniendo en cuenta el progreso técnico y la disponibilidad de medios para reducir la vibración. Él Directiva de Seguridad de Maquinaria (Consejo de las Comunidades Europeas 1989) fomenta la reducción de la vibración por medios adicionales a la reducción en la fuente (por ejemplo, un buen asiento).
Medición y Evaluación de la Exposición
La vibración de todo el cuerpo debe medirse en las interfaces entre el cuerpo y la fuente de vibración. Para personas sentadas, esto implica la colocación de acelerómetros en la superficie del asiento debajo de las tuberosidades isquiáticas de los sujetos. La vibración también se mide a veces en el respaldo del asiento (entre el respaldo y el respaldo) y también en los pies y las manos (consulte la figura 3).
Figura 3. Ejes para medir la exposición a vibraciones de personas sentadas
Los datos epidemiológicos por sí solos no son suficientes para definir cómo evaluar las vibraciones de todo el cuerpo para predecir los riesgos relativos para la salud de los diferentes tipos de exposición a las vibraciones. Se utiliza una consideración de los datos epidemiológicos en combinación con una comprensión de las respuestas biodinámicas y las respuestas subjetivas para proporcionar orientación actual. Actualmente se supone que la forma en que los efectos de los movimientos oscilatorios sobre la salud dependen de la frecuencia, la dirección y la duración del movimiento es igual o similar a la de la incomodidad por vibración. Sin embargo, se supone que la exposición total, en lugar de la exposición promedio, es importante, por lo que es apropiada una medida de dosis.
Además de evaluar la vibración medida según los estándares vigentes, es recomendable reportar los espectros de frecuencia, magnitudes en diferentes ejes y otras características de la exposición, incluyendo las duraciones de exposición diaria y de por vida. También se debe considerar la presencia de otros factores ambientales adversos, especialmente la postura sentada.
Prevención
Siempre que sea posible, se preferirá la reducción de la vibración en la fuente. Esto puede implicar la reducción de las ondulaciones del terreno o la reducción de la velocidad de desplazamiento de los vehículos. Otros métodos para reducir la transmisión de vibraciones a los operadores requieren una comprensión de las características del entorno de vibraciones y la ruta para la transmisión de vibraciones al cuerpo. Por ejemplo, la magnitud de la vibración a menudo varía según la ubicación: en algunas áreas se experimentarán magnitudes más bajas. La Tabla 2 enumera algunas medidas preventivas que se pueden considerar.
Tabla 2. Resumen de medidas preventivas a considerar cuando las personas están expuestas a vibraciones de cuerpo completo
Grupo procesos |
la columna Acción |
Administración |
Busque asesoramiento técnico |
|
Busca ayuda médica |
|
Advertir a las personas expuestas |
|
Capacitar a las personas expuestas |
|
Revisa los tiempos de exposición |
|
Tener una política sobre la eliminación de la exposición |
Fabricantes de máquinas |
Medir vibración |
|
Diseño para minimizar la vibración de todo el cuerpo |
|
Optimizar el diseño de la suspensión |
|
Optimizar la dinámica de los asientos |
|
Utilice un diseño ergonómico para proporcionar una buena postura, etc. |
|
Proporcionar orientación sobre el mantenimiento de la máquina. |
|
Proporcionar orientación sobre el mantenimiento de los asientos. |
|
Proporcionar advertencia de vibración peligrosa |
Técnico en el lugar de trabajo |
Mida la exposición a vibraciones |
|
Proporcionar máquinas apropiadas. |
|
Seleccione asientos con buena atenuación |
|
Mantener máquinas |
|
Informar a la gerencia |
Atención Médica |
Evaluación previa al empleo |
|
Controles médicos de rutina |
|
Registre todos los signos y síntomas informados |
|
Advertir a los trabajadores con aparente predisposición |
|
Asesorar sobre las consecuencias de la exposición. |
|
Informar a la gerencia |
Personas expuestas |
Usar la máquina correctamente |
|
Evite la exposición innecesaria a vibraciones |
|
Compruebe que el asiento esté correctamente ajustado |
|
Adoptar una buena postura al sentarse |
|
Comprobar el estado de la máquina |
|
Informar al supervisor de los problemas de vibración. |
|
Busque atención médica si aparecen síntomas. |
|
Informar al empleador de los trastornos relevantes. |
Fuente: Adaptado de Griffin 1990.
Los asientos pueden diseñarse para atenuar las vibraciones. ¡La mayoría de los asientos exhiben una resonancia a bajas frecuencias, lo que resulta en mayores magnitudes de vibración vertical que ocurren en el asiento que en el piso! A altas frecuencias suele haber atenuación de la vibración. En uso, las frecuencias de resonancia de los asientos comunes están en la región de 4 Hz. La amplificación en resonancia está parcialmente determinada por la amortiguación en el asiento. Un aumento en la amortiguación del acolchado del asiento tiende a reducir la amplificación en resonancia pero aumenta la transmisibilidad a altas frecuencias. Hay grandes variaciones en la transmisibilidad entre los asientos, y esto da como resultado diferencias significativas en la vibración experimentada por las personas.
La transmisibilidad de amplitud efectiva del asiento (SEAT) proporciona una indicación numérica simple de la eficiencia de aislamiento de un asiento para una aplicación específica (ver Griffin 1990). Un valor SEAT superior al 100 % indica que, en general, la vibración en el asiento es peor que la vibración en el suelo. Los valores por debajo del 100% indican que el asiento ha proporcionado alguna atenuación útil. Los asientos deben diseñarse para tener el valor SEAT más bajo compatible con otras restricciones.
Se proporciona un mecanismo de suspensión separado debajo del asiento en los asientos con suspensión. Estos asientos, que se utilizan en algunos vehículos todoterreno, camiones y autocares, tienen frecuencias de resonancia bajas (alrededor de 2 Hz) y, por lo tanto, pueden atenuar la vibración a frecuencias superiores a unos 3 Hz. Las transmisibilidades de estos asientos generalmente las determina el fabricante del asiento, pero sus eficiencias de aislamiento varían según las condiciones de operación.
Exposición ocupacional
La vibración mecánica que surge de procesos o herramientas motorizados y que ingresa al cuerpo por los dedos o la palma de la mano se denomina vibración transmitida a mano. Sinónimos frecuentes de vibración transmitida por la mano son vibración mano-brazo y vibración local o segmentaria. Los procesos y herramientas motorizados que exponen las manos de los operadores a vibraciones están muy extendidos en varias actividades industriales. La exposición ocupacional a las vibraciones transmitidas a mano surge de las herramientas eléctricas manuales utilizadas en la fabricación (p. ej., herramientas para trabajar metales de percusión, amoladoras y otras herramientas rotativas, llaves de impacto), explotación de canteras, minería y construcción (p. ej., perforadoras de roca, perforadoras de piedra). martillos, martillos picadores, vibrocompactadores), agricultura y silvicultura (p. ej., motosierras, desbrozadoras, descortezadoras) y servicios públicos (p. ej., trituradoras de carreteras y hormigón, martillos perforadores, trituradoras manuales). La exposición a vibraciones transmitidas a mano también puede ocurrir por piezas de trabajo que vibran en las manos del operador, como en el pulido de pedestal, y por controles vibratorios manuales, como en el funcionamiento de cortadoras de césped o en el control de compactadores de caminos que vibran. Se ha informado que el número de personas expuestas a vibraciones transmitidas por la mano en el trabajo supera las 150,000 en los Países Bajos, 0.5 millones en Gran Bretaña y 1.45 millones en los Estados Unidos. La exposición excesiva a vibraciones transmitidas por la mano puede causar trastornos en los vasos sanguíneos, nervios, músculos y huesos y articulaciones de las extremidades superiores. Se ha estimado que entre el 1.7 y el 3.6 % de los trabajadores de los países europeos y de los Estados Unidos están expuestos a vibraciones transmitidas por las manos potencialmente dañinas (ISSA International Section for Research 1989). El término síndrome de vibración mano-brazo (HAV, por sus siglas en inglés) se usa comúnmente para referirse a signos y síntomas asociados con la exposición a vibraciones transmitidas por la mano, que incluyen:
Las actividades de ocio, como andar en motocicleta o usar herramientas vibratorias domésticas, pueden exponer ocasionalmente las manos a vibraciones de gran amplitud, pero solo las exposiciones diarias prolongadas pueden provocar problemas de salud (Griffin 1990).
La relación entre la exposición ocupacional a las vibraciones transmitidas por la mano y los efectos adversos para la salud está lejos de ser simple. La Tabla 1 enumera algunos de los factores más importantes que concurren para causar lesiones en las extremidades superiores de los trabajadores expuestos a vibraciones.
Tabla 1. Algunos factores potencialmente relacionados con los efectos nocivos durante la exposición a vibraciones transmitidas por la mano
Características de vibración
herramientas o procesos
Condiciones de exposicion
Condiciones ambientales
Características individuales
Biodinámica
Se puede suponer que los factores que influyen en la transmisión de la vibración al sistema dedo-mano-brazo juegan un papel relevante en la génesis de la lesión por vibración. La transmisión de la vibración depende tanto de las características físicas de la vibración (magnitud, frecuencia, dirección) como de la respuesta dinámica de la mano (Griffin 1990).
Transmisibilidad e impedancia
Los resultados experimentales indican que el comportamiento mecánico del miembro superior humano es complejo, ya que la impedancia del sistema mano-brazo, es decir, su resistencia a vibrar, muestra variaciones pronunciadas con el cambio en la amplitud, frecuencia y dirección de la vibración, fuerzas aplicadas, y orientación de la mano y el brazo con respecto al eje del estímulo. La impedancia también está influida por la constitución corporal y las diferencias estructurales de las diversas partes del miembro superior (p. ej., la impedancia mecánica de los dedos es mucho menor que la de la palma de la mano). En general, los niveles de vibración más altos, así como los agarres más apretados, dan como resultado una mayor impedancia. Sin embargo, se ha encontrado que el cambio en la impedancia depende en gran medida de la frecuencia y la dirección del estímulo vibratorio y de varias fuentes de variabilidad intra e interindividual. En varios estudios se ha informado una región de resonancia para el sistema dedo-mano-brazo en el rango de frecuencia entre 80 y 300 Hz.
Las mediciones de la transmisión de vibraciones a través del brazo humano han demostrado que las vibraciones de baja frecuencia (>50 Hz) se transmiten con poca atenuación a lo largo de la mano y el antebrazo. La atenuación en el codo depende de la postura del brazo, ya que la transmisión de vibraciones tiende a disminuir con el aumento del ángulo de flexión en la articulación del codo. Para frecuencias más altas (>50 Hz), la transmisión de vibración disminuye progresivamente al aumentar la frecuencia, y por encima de 150 a 200 Hz, la mayor parte de la energía vibratoria se disipa en los tejidos de la mano y los dedos. De las mediciones de transmisibilidad se ha inferido que en la región de alta frecuencia la vibración puede ser responsable del daño a las estructuras blandas de los dedos y las manos, mientras que la vibración de baja frecuencia de gran amplitud (p. ej., de herramientas de percusión) podría estar asociada con lesiones. a la muñeca, codo y hombro.
Factores que influyen en la dinámica de los dedos y las manos
Se puede suponer que los efectos adversos de la exposición a vibraciones están relacionados con la energía disipada en las extremidades superiores. La absorción de energía depende en gran medida de los factores que afectan el acoplamiento del sistema dedo-mano a la fuente de vibración. Las variaciones en la presión de agarre, la fuerza estática y la postura modifican la respuesta dinámica del dedo, la mano y el brazo y, en consecuencia, la cantidad de energía transmitida y absorbida. Por ejemplo, la presión de agarre tiene una influencia considerable en la absorción de energía y, en general, cuanto mayor sea el agarre de la mano, mayor será la fuerza transmitida al sistema mano-brazo. Los datos de respuesta dinámica pueden proporcionar información relevante para evaluar el potencial de lesión de la vibración de la herramienta y ayudar en el desarrollo de dispositivos antivibración como empuñaduras y guantes.
Efectos agudos
Malestar subjetivo
La vibración es detectada por varios mecanorreceptores de la piel, que se encuentran en los tejidos (epi)dérmicos y subcutáneos de la piel lisa y desnuda (glabra) de los dedos y las manos. Se clasifican en dos categorías, de adaptación lenta y rápida, según su adaptación y sus propiedades de campo receptivo. Los discos de Merkel y las terminaciones de Ruffini se encuentran en las unidades mecanorreceptoras de adaptación lenta, que responden a la presión estática y a los cambios lentos de presión y se excitan a baja frecuencia (<16 Hz). Las unidades de adaptación rápida tienen corpúsculos de Meissner y corpúsculos de Pacini, que responden a cambios rápidos en el estímulo y son responsables de la sensación vibratoria en el rango de frecuencia entre 8 y 400 Hz. La respuesta subjetiva a la vibración transmitida por la mano se ha utilizado en varios estudios para obtener valores de umbral, contornos de sensación equivalente y límites desagradables o de tolerancia para estímulos vibratorios a diferentes frecuencias (Griffin 1990). Los resultados experimentales indican que la sensibilidad humana a la vibración disminuye con el aumento de la frecuencia tanto para los niveles de vibración de comodidad como para los de molestia. La vibración vertical parece causar más incomodidad que la vibración en otras direcciones. También se ha encontrado que la incomodidad subjetiva es una función de la composición espectral de la vibración y la fuerza de agarre ejercida sobre el mango vibratorio.
Interferencia de actividad
La exposición aguda a vibraciones transmitidas por la mano puede provocar un aumento temporal de los umbrales vibrotáctiles debido a una depresión de la excitabilidad de los mecanorreceptores de la piel. La magnitud del cambio de umbral temporal, así como el tiempo de recuperación, está influenciada por varias variables, como las características del estímulo (frecuencia, amplitud, duración), la temperatura, así como la edad del trabajador y la exposición previa a la vibración. La exposición al frío agrava la depresión táctil inducida por la vibración, porque la baja temperatura tiene un efecto vasoconstrictor en la circulación digital y reduce la temperatura de la piel de los dedos. En los trabajadores expuestos a vibraciones que a menudo trabajan en un ambiente frío, los episodios repetidos de deterioro agudo de la sensibilidad táctil pueden provocar una reducción permanente de la percepción sensorial y la pérdida de la destreza de manipulación, lo que, a su vez, puede interferir con la actividad laboral, aumentando el riesgo de Lesiones agudas por accidentes.
Efectos no vasculares
Esquelético
Las lesiones óseas y articulares inducidas por vibraciones son un tema controvertido. Diversos autores consideran que los trastornos óseos y articulares en trabajadores que utilizan herramientas manuales vibratorias no son de carácter específico y similares a los debidos al proceso de envejecimiento y al trabajo manual pesado. Por otro lado, algunos investigadores han informado que los cambios esqueléticos característicos en las manos, las muñecas y los codos pueden resultar de la exposición prolongada a vibraciones transmitidas por las manos. Las primeras investigaciones con rayos X habían revelado una alta prevalencia de vacuolas y quistes óseos en las manos y muñecas de los trabajadores expuestos a vibraciones, pero estudios más recientes no han mostrado un aumento significativo con respecto a los grupos de control formados por trabajadores manuales. Se ha notificado una prevalencia excesiva de osteoartrosis de muñeca y artrosis de codo y osteofitosis en mineros del carbón, trabajadores de la construcción de carreteras y trabajadores de la metalurgia expuestos a golpes y vibraciones de baja frecuencia y gran amplitud de herramientas neumáticas de percusión. Por el contrario, hay poca evidencia de una mayor prevalencia de trastornos óseos y articulares degenerativos en las extremidades superiores de los trabajadores expuestos a vibraciones de frecuencia media o alta provenientes de motosierras o rectificadoras. El gran esfuerzo físico, el agarre contundente y otros factores biomecánicos pueden explicar la mayor incidencia de lesiones esqueléticas que se encuentran en los trabajadores que utilizan herramientas de percusión. El dolor local, la hinchazón y la rigidez y deformidades de las articulaciones pueden estar asociados con hallazgos radiológicos de degeneración ósea y articular. En unos pocos países (incluidos Francia, Alemania e Italia), los trastornos óseos y articulares que se producen en los trabajadores que utilizan herramientas manuales vibratorias se consideran una enfermedad profesional y se indemniza a los trabajadores afectados.
Neurológico
Los trabajadores que manipulan herramientas vibratorias pueden experimentar hormigueo y entumecimiento en los dedos y las manos. Si continúa la exposición a vibraciones, estos síntomas tienden a empeorar y pueden interferir con la capacidad laboral y las actividades de la vida. Los trabajadores expuestos a vibraciones pueden presentar umbrales vibratorios, térmicos y táctiles aumentados en los exámenes clínicos. Se ha sugerido que la exposición continua a vibraciones no solo puede deprimir la excitabilidad de los receptores de la piel, sino que también puede inducir cambios patológicos en los nervios digitales, como edema perineural, seguido de fibrosis y pérdida de fibras nerviosas. Las encuestas epidemiológicas de trabajadores expuestos a vibraciones muestran que la prevalencia de trastornos neurológicos periféricos varía desde un pequeño porcentaje hasta más del 80 por ciento, y que la pérdida sensorial afecta a los usuarios de una amplia gama de tipos de herramientas. Parece que la neuropatía por vibraciones se desarrolla independientemente de otros trastornos inducidos por vibraciones. En el Taller de Estocolmo 86 (1987) se propuso una escala del componente neurológico del síndrome HAV, que consta de tres etapas según los síntomas y los resultados del examen clínico y las pruebas objetivas (tabla 2).
Tabla 2. Etapas neurosensoriales de la escala del Taller de Estocolmo para el síndrome de vibración mano-brazo
Etapa |
Signos y síntomas |
0SN |
Expuesto a vibraciones pero sin síntomas |
1SN |
Entumecimiento intermitente, con o sin hormigueo |
2SN |
Entumecimiento intermitente o persistente, percepción sensorial reducida |
3SN |
Entumecimiento intermitente o persistente, discriminación táctil reducida y/o |
Fuente: Taller de Estocolmo 86 1987.
Se requiere un diagnóstico diferencial cuidadoso para distinguir la neuropatía por vibración de las neuropatías por atrapamiento, como el síndrome del túnel carpiano (STC), un trastorno debido a la compresión del nervio mediano cuando pasa a través de un túnel anatómico en la muñeca. El CTS parece ser un trastorno común en algunos grupos ocupacionales que utilizan herramientas vibratorias, como perforadores de rocas, plateros y trabajadores forestales. Se cree que los estresores ergonómicos que actúan sobre la mano y la muñeca (movimientos repetitivos, agarre forzado, posturas incómodas), además de la vibración, pueden causar STC en los trabajadores que manipulan herramientas vibratorias. La electroneuromiografía que mide las velocidades de los nervios sensoriales y motores ha demostrado ser útil para diferenciar el STC de otros trastornos neurológicos.
Muscular
Los trabajadores expuestos a vibraciones pueden quejarse de debilidad muscular y dolor en manos y brazos. En algunas personas, la fatiga muscular puede causar discapacidad. Se ha informado una disminución en la fuerza de agarre de la mano en estudios de seguimiento de leñadores. Se han sugerido lesiones mecánicas directas o daños en los nervios periféricos como posibles factores etiológicos de los síntomas musculares. Se han informado otros trastornos relacionados con el trabajo en trabajadores expuestos a vibraciones, como tendinitis y tenosinovitis en las extremidades superiores, y la contractura de Dupuytren, una enfermedad del tejido fascial de la palma de la mano. Estos trastornos parecen estar relacionados con factores de estrés ergonómico derivados del trabajo manual pesado, y la asociación con la vibración transmitida por la mano no es concluyente.
Trastornos vasculares
El fenómeno de Raynaud
Giovanni Loriga, un médico italiano, informó por primera vez en 1911 que los cortadores de piedra que usaban martillos neumáticos en mármol y bloques de piedra en algunos patios de Roma sufrían ataques de palidez en los dedos, parecidos a la respuesta vasoespástica digital al frío o al estrés emocional descrita por Maurice Raynaud en 1862. Alice Hamilton (1918) hizo observaciones similares entre los cortadores de piedra en los Estados Unidos, y más tarde varios otros investigadores. En la literatura se han utilizado varios sinónimos para describir los trastornos vasculares inducidos por vibraciones: dedo muerto o blanco, fenómeno de Raynaud de origen laboral, enfermedad vasoespástica traumática y, más recientemente, dedo blanco inducido por vibraciones (FVW). Clínicamente, el VWF se caracteriza por episodios de dedos blancos o pálidos causados por el cierre espástico de las arterias digitales. Los ataques generalmente se desencadenan por el frío y duran de 5 a 30 a 40 minutos. Se puede experimentar una pérdida completa de la sensibilidad táctil durante un ataque. En la fase de recuperación, comúnmente acelerada por calor o masaje local, puede aparecer enrojecimiento en los dedos afectados como resultado de un aumento reactivo del flujo sanguíneo en los vasos cutáneos. En los raros casos avanzados, los ataques vasoespásticos digitales severos y repetidos pueden conducir a cambios tróficos (ulceración o gangrena) en la piel de las yemas de los dedos. Para explicar el fenómeno de Raynaud inducido por el frío en trabajadores expuestos a vibraciones, algunos investigadores invocan un reflejo vasoconstrictor simpático central exagerado causado por una exposición prolongada a vibraciones dañinas, mientras que otros tienden a enfatizar el papel de los cambios locales inducidos por vibraciones en los vasos digitales (p. engrosamiento de la pared muscular, daño endotelial, cambios en los receptores funcionales). En el Taller de Estocolmo 86 (1987) (tabla 3) se propuso una escala de grados para la clasificación del VWF. También está disponible un sistema numérico para los síntomas del VWF desarrollado por Griffin y basado en puntajes para el blanqueamiento de diferentes falanges (Griffin 1990). Se utilizan varias pruebas de laboratorio para diagnosticar el VWF de manera objetiva. La mayoría de estas pruebas se basan en la provocación con frío y la medición de la temperatura de la piel de los dedos o el flujo sanguíneo digital y la presión antes y después de enfriar los dedos y las manos.
Tabla 3. Escala del Taller de Estocolmo para la estadificación del fenómeno de Raynaud inducido por frío en el síndrome de vibración mano-brazo
Etapa |
Grado |
Síntomas |
0 |
- |
Sin ataques |
1 |
Templado |
Ataques ocasionales que afectan solo las puntas de uno o más dedos |
2 |
Moderado |
Ataques ocasionales que afectan distal y media (rara vez también |
3 |
Grave |
Ataques frecuentes que afectan todas las falanges de la mayoría de los dedos. |
4 |
Muy severo |
Como en la etapa 3, con cambios cutáneos tróficos en las puntas de los dedos |
Fuente: Taller de Estocolmo 86 1987.
Los estudios epidemiológicos han señalado que la prevalencia del VWF es muy amplia, desde menos del 1 al 100 por ciento. Se ha encontrado que el VWF está asociado con el uso de herramientas de percusión para trabajar metales, amoladoras y otras herramientas rotativas, martillos y taladros de percusión utilizados en excavaciones, maquinaria vibratoria utilizada en el bosque y otras herramientas y procesos motorizados. El VWF está reconocido como una enfermedad profesional en muchos países. Desde 1975 a 80 se ha informado una disminución en la incidencia de nuevos casos de VWF entre los trabajadores forestales en Europa y Japón después de la introducción de motosierras antivibración y medidas administrativas que redujeron el tiempo de uso de la sierra. Resultados similares aún no están disponibles para herramientas de otros tipos.
Otros trastornos
Algunos estudios indican que en los trabajadores afectados por VWF la pérdida auditiva es mayor a la esperada en base al envejecimiento y la exposición al ruido por el uso de herramientas vibratorias. Se ha sugerido que los sujetos con VWF pueden tener un riesgo adicional de deficiencia auditiva debido a la vasoconstricción simpática refleja inducida por la vibración de los vasos sanguíneos que irrigan el oído interno. Además de los trastornos periféricos, algunas escuelas de medicina ocupacional rusas y japonesas informaron otros efectos adversos para la salud que involucran el sistema nervioso central y endocrino de los trabajadores expuestos a vibraciones (Griffin 1990). El cuadro clínico, denominado “enfermedad vibratoria”, incluye signos y síntomas relacionados con la disfunción de los centros autónomos del cerebro (p. ej., fatiga persistente, dolor de cabeza, irritabilidad, trastornos del sueño, impotencia, anomalías electroencefalográficas). Estos hallazgos deben interpretarse con cautela y se necesita más trabajo de investigación clínica y epidemiológica cuidadosamente diseñado para confirmar la hipótesis de una asociación entre los trastornos del sistema nervioso central y la exposición a vibraciones transmitidas por la mano.
Estándares
Varios países han adoptado normas o directrices para la exposición a vibraciones transmitidas a mano. La mayoría de ellos se basan en la Norma Internacional 5349 (ISO 1986). Para medir la vibración transmitida por la mano, ISO 5349 recomienda el uso de una curva de ponderación de frecuencia que se aproxima a la sensibilidad dependiente de la frecuencia de la mano a los estímulos de vibración. La aceleración ponderada en frecuencia de la vibración (ah, w) se obtiene con un filtro de ponderación adecuado o mediante la suma de valores ponderados de aceleración medidos en bandas de octava o de tercio de octava a lo largo de un sistema de coordenadas ortogonales (xh, yh, zh), (Figura 1). En la norma ISO 5349, la exposición diaria a la vibración se expresa en términos de aceleración ponderada por frecuencia de energía equivalente durante un período de cuatro horas ((ah, w)eq (4) en m/s2 rms), de acuerdo con la siguiente ecuación:
(ah, w)eq (4)=(T/ 4)½(ah, w)eq(T)
donde T es el tiempo de exposición diario expresado en horas y (ah, w)eq(T) es la aceleración ponderada en frecuencia de energía equivalente para el tiempo de exposición diario T. La norma proporciona orientación para calcular (ah, w)eq(T) si un día de trabajo típico se caracteriza por varias exposiciones de diferentes magnitudes y duraciones. El anexo A de la norma ISO 5349 (que no forma parte de la norma) propone una relación dosis-efecto entre (ah, w)eq (4) y VWF, que se puede aproximar mediante la ecuación:
C=[(ah, w)eq (4) TF/ 95]2 x 100
donde C es el percentil de trabajadores expuestos que se espera que muestren VWF (en el rango de 10 a 50%), y TF es el tiempo de exposición antes del blanqueamiento de los dedos entre los trabajadores afectados (en el rango de 1 a 25 años). El componente dominante de un solo eje de la vibración dirigida a la mano se usa para calcular (ah, w)eq (4), que no debe superar los 50 m/s2. De acuerdo con la relación dosis-efecto de ISO, se puede esperar que el VWF ocurra en aproximadamente el 10 % de los trabajadores expuestos a vibraciones diarias a 3 m/s2 por diez años.
Figura 1. Sistema de coordenadas basicéntrico para la medición de vibraciones transmitidas a mano
Para minimizar el riesgo de efectos adversos para la salud inducidos por vibraciones, otros comités u organizaciones han propuesto niveles de acción y valores límite de umbral (TLV) para la exposición a vibraciones. La Conferencia Estadounidense de Higienistas Industriales Gubernamentales (ACGIH) ha publicado los TLV para vibraciones transmitidas a mano medidas de acuerdo con el procedimiento de ponderación de frecuencia ISO (Conferencia Estadounidense de Higienistas Industriales Gubernamentales 1992), (tabla 4). Según ACGIH, los TLV propuestos se refieren a la exposición a vibraciones a las que “casi todos los trabajadores pueden estar expuestos repetidamente sin pasar de la Etapa 1 del Sistema de clasificación de VWF en talleres de Estocolmo”. Más recientemente, los niveles de exposición a las vibraciones transmitidas a mano han sido presentados por la Comisión de las Comunidades Europeas dentro de una propuesta de Directiva para la protección de los trabajadores frente a los riesgos derivados de los agentes físicos (Consejo de la Unión Europea 1994), (tabla 5 ). En la Directiva propuesta, la cantidad utilizada para la evaluación del riesgo de vibración se expresa en términos de una aceleración ponderada en frecuencia de energía equivalente de ocho horas, A(8)=(T/ 8)½ (ah, w)eq(T), utilizando la suma vectorial de aceleraciones ponderadas determinadas en coordenadas ortogonales asuma=(ax, alto, ancho2+ay, h, w2+az,h,w2)½ en el mango de la herramienta que vibra o en la pieza de trabajo. Los métodos de medición y evaluación de la exposición a vibraciones informados en la Directiva se derivan básicamente del Estándar Británico (BS) 6842 (BSI 1987a). El estándar BS, sin embargo, no recomienda límites de exposición, pero proporciona un apéndice informativo sobre el estado del conocimiento de la relación dosis-efecto para la vibración transmitida a mano. Las magnitudes de aceleración ponderadas en frecuencia estimadas susceptibles de causar VWF en el 10% de los trabajadores expuestos a vibraciones según la norma BS se reportan en la tabla 6.
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Tabla 4. Valores límite de umbral para vibraciones transmitidas a mano
Exposición diaria total (horas) |
Aceleración rms ponderada en frecuencia en la dirección dominante que no debe excederse |
|
|
g* |
|
4 - 8 |
4 |
0.40 |
2 - 4 |
6 |
0.61 |
1 - 2 |
8 |
0.81 |
1 |
12 |
1.22 |
* 1 gramo = 9.81 .
Fuente: Según la Conferencia Estadounidense de Higienistas Industriales Gubernamentales 1992.
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Tabla 5. Propuesta del Consejo de la Unión Europea para una Directiva del Consejo sobre agentes físicos: Anexo II A. Vibraciones transmitidas a mano (1994)
Niveles () |
UN(8)* |
Definiciones |
Límite |
1 |
El valor de exposición por debajo del cual continua y/o repetitiva la exposición no tiene efectos adversos sobre la salud y la seguridad de los trabajadores |
la columna Acción |
2.5 |
El valor por encima del cual una o más de las medidas** especificado en los anexos correspondientes debe llevarse a cabo |
Valor límite de exposición |
5 |
El valor de exposición por encima del cual una persona sin protección está expuesto a riesgos inaceptables. Superar este nivel es prohibidos y deben ser prevenidos a través de la implementación de las disposiciones de la Directiva*** |
* A(8) = 8 h de aceleración ponderada en frecuencia de energía equivalente.
** Información, formación, medidas técnicas, vigilancia sanitaria.
*** Medidas apropiadas para la protección de la salud y la seguridad.
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Tabla 6. Magnitudes de aceleración de vibraciones ponderadas en frecuencia ( rms) que puede esperarse que produzca palidez en los dedos en el 10 % de las personas expuestas*
Exposición diaria (horas) |
Exposición de por vida (años) |
|||||
|
0.5 |
1 |
2 |
4 |
8 |
16 |
0.25 |
256.0 |
128.0 |
64.0 |
32.0 |
16.0 |
8.0 |
0.5 |
179.2 |
89.6 |
44.8 |
22.4 |
11.2 |
5.6 |
1 |
128.0 |
64.0 |
32.0 |
16.0 |
8.0 |
4.0 |
2 |
89.6 |
44.8 |
22.4 |
11.2 |
5.6 |
2.8 |
4 |
64.0 |
32.0 |
16.0 |
8.0 |
4.0 |
2.0 |
8 |
44.8 |
22.4 |
11.2 |
5.6 |
2.8 |
1.4 |
* Con una exposición de corta duración, las magnitudes son altas y los trastornos vasculares pueden no ser el primer síntoma adverso que se desarrolle.
Fuente: Según British Standard 6842. 1987, BSI 1987a.
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Medición y Evaluación de la Exposición
Las mediciones de vibración se realizan para brindar asistencia en el desarrollo de nuevas herramientas, verificar la vibración de las herramientas en el momento de la compra, verificar las condiciones de mantenimiento y evaluar la exposición humana a la vibración en el lugar de trabajo. El equipo de medición de vibraciones generalmente consta de un transductor (generalmente un acelerómetro), un dispositivo amplificador, un filtro (filtro de paso de banda y/o red de ponderación de frecuencia) y un indicador o registrador de amplitud o nivel. Las mediciones de vibración deben realizarse en el mango de la herramienta o en la pieza de trabajo cerca de la superficie de la(s) mano(s) donde la vibración ingresa al cuerpo. Se requiere una selección cuidadosa de los acelerómetros (por ejemplo, tipo, masa, sensibilidad) y métodos apropiados para montar el acelerómetro en la superficie vibratoria para obtener resultados precisos. La vibración transmitida a la mano debe medirse e informarse en las direcciones apropiadas de un sistema de coordenadas ortogonales (figura 1). La medición debe realizarse en un rango de frecuencia de al menos 5 a 1,500 Hz, y el contenido de frecuencia de aceleración de la vibración en uno o más ejes puede presentarse en bandas de octava con frecuencias centrales de 8 a 1,000 Hz o en bandas de tercio de octava con frecuencias centrales de 6.3 a 1,250 Hz. La aceleración también puede expresarse como aceleración ponderada en frecuencia utilizando una red de ponderación que cumpla con las características especificadas en ISO 5349 o BS 6842. Las mediciones en el lugar de trabajo muestran que pueden ocurrir diferentes magnitudes de vibración y espectros de frecuencia en herramientas del mismo tipo o cuando la misma herramienta se opera de manera diferente. La figura 2 informa el valor medio y el rango de distribución de las aceleraciones ponderadas medidas en el eje dominante de las herramientas motorizadas utilizadas en la silvicultura y la industria (ISSA International Section for Research 1989). En varias normas, la exposición a vibraciones transmitidas a mano se evalúa en términos de aceleración ponderada de frecuencia equivalente a energía de cuatro u ocho horas calculada mediante las ecuaciones anteriores. El método para obtener la aceleración de energía equivalente supone que el tiempo de exposición diario necesario para producir efectos adversos para la salud es inversamente proporcional al cuadrado de la aceleración ponderada en frecuencia (por ejemplo, si la magnitud de la vibración se reduce a la mitad, el tiempo de exposición puede aumentar en un factor de cuatro). Esta dependencia del tiempo se considera razonable para fines de estandarización y es conveniente para la instrumentación, pero debe señalarse que no está totalmente corroborada por datos epidemiológicos (Griffin 1990).
Figura 2. Valores medios y rango de distribución de la aceleración rms ponderada en frecuencia en el eje dominante medida en el(los) mango(s) de algunas herramientas eléctricas utilizadas en la silvicultura y la industria
Prevención
La prevención de lesiones o trastornos causados por vibraciones transmitidas por la mano requiere la implementación de procedimientos administrativos, técnicos y médicos (ISO 1986; BSI 1987a). También se debe dar el asesoramiento adecuado a los fabricantes y usuarios de herramientas vibratorias. Las medidas administrativas deben incluir información y capacitación adecuadas para instruir a los operadores de maquinaria vibratoria para que adopten prácticas de trabajo seguras y correctas. Dado que se cree que la exposición continua a la vibración aumenta el riesgo de vibración, los horarios de trabajo deben organizarse para incluir períodos de descanso. Las medidas técnicas deben incluir la elección de herramientas con la vibración más baja y con un diseño ergonómico apropiado. De acuerdo con la Directiva de la CE para la seguridad de la maquinaria (Consejo de las Comunidades Europeas 1989), el fabricante debe hacer público si la aceleración ponderada en frecuencia de la vibración transmitida a mano supera los 2.5 m/s2, según lo determinen los códigos de prueba adecuados, como se indica en la norma internacional ISO 8662/1 y sus documentos complementarios para herramientas específicas (ISO 1988). Las condiciones de mantenimiento de la herramienta deben verificarse cuidadosamente mediante mediciones periódicas de vibración. Se deben realizar exámenes médicos previos al empleo y exámenes clínicos posteriores a intervalos regulares en los trabajadores expuestos a vibraciones. Los objetivos de la vigilancia médica son informar al trabajador sobre el riesgo potencial asociado con la exposición a vibraciones, evaluar el estado de salud y diagnosticar trastornos inducidos por vibraciones en una etapa temprana. En el primer examen de detección, se debe prestar especial atención a cualquier condición que pueda verse agravada por la exposición a vibraciones (p. ej., tendencia constitucional a los dedos blancos, algunas formas de fenómeno de Raynaud secundario, lesiones anteriores en las extremidades superiores, trastornos neurológicos). Se debe decidir evitar o reducir la exposición a vibraciones del trabajador afectado después de considerar tanto la gravedad de los síntomas como las características de todo el proceso de trabajo. Se debe aconsejar al trabajador que use ropa adecuada para mantener todo el cuerpo caliente y que evite o minimice el consumo de tabaco y algunas drogas que pueden afectar la circulación periférica. Los guantes pueden ser útiles para proteger los dedos y las manos de traumatismos y mantenerlos calientes. Los llamados guantes antivibración pueden proporcionar cierto aislamiento de los componentes de vibración de alta frecuencia que surgen de algunas herramientas.
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