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VIBRACIONES

Centro Nacional de Verificación de Maquinaria- CNVMBegoña Juan y Seva Guevara

VIBRACIONESMano- brazo

Cuerpo entero


A(8)

La magnitud de la vibración(aceleración eficaz)

ahv o aw

+Tiempo de exposición

T

Evaluación del riesgo de vibraciones

Este A(8) calculado se compara con los valores fijados en el R.D. 1311

• Para evaluar el riesgo de vibraciones, necesitamos calcular el parámetro A(8), que se calcula de manera diferente según se trate de vibraciones mano- brazo (VMB) o de vibraciones cuerpo entero (VCE), pero que en ambos casos depende de dos factores :


Esta mágnitud de la vibración (expresada en función de su aceleración eficaz ponderada, ahv o aw) puede obtenerse a partir de:

»Datos del fabricante (manuales de instrucciones)

»Otras fuentes (bases de datos disponibles en la web, etc)

»Medición de la magnitud

Evaluación del riesgo


UNE-EN ISO 5349 UNE-ISO 2631

Directiva 2002/44/CE

R. D.1311/ 2005

Evaluación del riesgo: Medición de la magnitud

Mano- brazo Cuerpo entero


VIBRACIONES MANO-BRAZO


UNE-EN ISO 5349-1Vibraciones mecánicas. Medición y evaluación de la exposición

humana a las vibraciones transmitidas por la mano.Parte 1: Requisitos generales.

UNE-EN ISO 5349-2Vibraciones mecánicas. Medición y evaluación de la exposición

humana a las vibraciones transmitidas por la mano.Parte 2: Guía práctica para la medición en el lugar de trabajo

Vibraciones mano-brazo


•Se establecen los requisitos generales para la medida e información de la exposición a las vibraciones transmitidas por la mano, en los tres ejes ortogonales

•Intervalo de frecuencias relevantes desde 8Hz a 1000 Hz.

•Aplicable a vibraciones periódicas, aleatorias y no periódicas.

•Provisionalmente a los choques repetidos tipo excitación (impacto). En breve saldrá publicada la norma UNE-EN ISO/TS 15694: Medición y evaluación de choques simples transmitidos por las máquinas portátiles y las máquinas guiadas manualmente al sistema mano-brazo.

Vibraciones mano-brazo: UNE-EN ISO 5349-1



• Se asume que las vibraciones en cada una de las tres direcciones son igualmente prejudiciales.

• Las vibraciones transmitidas por la mano deben medirse y registrarse en las tres direcciones de un sistema de coordenadas ortogonales (generalmente basicentrico)

• Las vibraciones en las tres direcciones deben medirse preferiblemente ,simultáneamente



• Las aceleraciones eficaces para cada eje ahwx, ahwy, ahwz,, deben registrarse por separado.

• La evaluación de la exposición a las vibraciones se basa en una única cantidad que combina los 3 ejes. Este es el valor total de las vibraciones ahv y se define como la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de los valores de las tres componentes

hwzhwyhwxhv aaaa 222 ++=


• Si solo se llevan a cabo mediciones en uno o dos ejes, debe incluirse (cuando pueda identificarse) el eje de mayor nivel de vibraciones.Entonces, el valor total de las vibraciones debe estimarse empleando los valores medidos posibles y un factor de multiplicación.

• La magnitud de las vibraciones en el eje de mayores niveles de vibraciones requiere un factor de multiplicación que seráde 1 para herramientas que tienen un eje altamente dominante y de 1.7 cuando no exista un eje dominante.



Eje dominante:

Un eje de las vibraciones se considera dominante cuando los valores de las vibraciones en los otros ejes son inferiores al 30% del valor de las vibraciones en el eje dominante




Por último se indica las fórmulas a utilizar para calcular la exposición diaria a vibraciones, es decir, el A(8) según se quiera evaluar una sola tarea o varias:

�Una sola tarea,

�Varias tareas,

0

)8(T

TaA hv=

i

n

ihviTa

TA ∑

==

1

2

0

1)8(


1.OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓNEsta parte de la norma proporciona una guía para la medición y evaluación de las vibraciones transmitidas por la mano.

5. PREPARACION DEL PROCEDIMIENTO DE MEDICION5.1. GENERALIDADES• Es necesario en primer lugar identificar las operaciones y

herramientas motorizadas que pueden contribuir significativamente a la exposición global a las vibraciones y decidir sobre los procedimientos de medición para cada una de ellas. (Estudio higiénico previo)



5.2. SELECCIÓN DE LAS OPERAICONES A MEDIR.Hay que identificar:a) Fuentes de exposición a vibracionesb) Modos de funcionamiento de la herramienta motorizada

– las sierras de cadena pueden estar funcionando al ralentí, funcionando a plena carga mientras cortan un tronco de árbol, o funcionando a baja carga mientras corta las ramas laterales;

− un martillo picador mecánico puede utilizarse en modos de impacto o de no impacto y pueden tener un dispositivo de reglaje de su velocidad;



c) cambios en las condiciones de funcionamiento que pueden afectar a la exposición a las vibraciones, por ejemplo:

− un martillo neumático puede utilizarse inicialmente sobre una superficie de cemento dura, seguido de un uso sobre un suelo blando situado debajo del pavimento;

− la utilización inicial de una muela para eliminar los restos groseros de metal, seguido de operaciones más delicadas de limpieza y pulido;



d) herramientas insertadas que pueden afectar a la exposición a las vibraciones, por ejemplo:

− una lijadora puede utilizarse con una serie de diferentes calidades de papel abrasivo, desde grano grueso a grano fino;

− un martillo neumático puede utilizar un burilador neumático con diferentes tamaños de buriles.



5.3.ORGANIZACION DE LAS MEDICIONES

A) Mediciones a largo plazo de operaciones continuas de herramientas.

-el tiempo de funcionamiento es largo y continuo

-operador mantiene contacto con la superficie vibratoria

-la medición puede llevarse a cabo sobre largos periodos

-la operación puede incluir cambios en la magnitud de la vibración debido a que dichos cambios son parte del procedimiento normal de trabajo



B) Medidas de larga duración de operaciones intermitentes de herramientas.- tiempo largo pero incluye cortos descansos, aunque el operador mantiene contacto con la superficie vibrante.


C) Mediciones a corto plazo del funcionamiento intermitente de la herramienta- Se deberá realizar medidas a corto plazo durante cada fase dela operación de trabajo.

-Se pueden realizar mediciones sobre operaciones de trabajo simuladas (cuando las exposiciones son muy cortas)


D) Mediciones de duración fijada de impulsos de funcionamiento de la herramienta o choques simples o múltiples.



5.4 DURACION DE LAS MEDICIONES

• El periodo de medición debe iniciarse cuando las manos del trabajador tienen el primer contacto con la superficie vibrante y acabar cuando se rompe el contacto.

• Deberían realizarse mediciones a diferentes horas del día y promediarlas.

• El tiempo total de medida debe ser al menos de 1 minuto.

• Es preferible tomar un determinado número de muestras de corta duración que una sola muestra de larga duración.



• Para cada operación/ herramienta, deben tomarse al menos tres muestras.

• Las medidas de muy corta duración (menos de 8sg), deben evitarse. Cuando sea inviable es deseable tomar más de tres muestras para asegurar un tiempo de muestreo superior a 1 minuto.

• Debe obtenerse el tiempo de exposición diaria para cada operación y el tiempo de exposición total diario.




ADVERTENCIA: En general, cuando se pregunta a los operadores acerca del uso diario típico de la herramienta motorizada, generalmente, sobreestiman dicha exposición, incluyendo dentro de esa estimación, el periodo de tiempo en el que la herramienta se utiliza, incluyendo pausas en el funcionamiento de la herramienta (por ejemplo pausas en operaciones con la herramienta entre la realización de dos agujeros durante la realización de una operación de burilado, o el tiempo en preparar una nueva pieza de trabajo).


6. MEDICION DE LA MAGNITUD DE LAS VIBRACIONES

• La selección de los acelerómetros dependerá de la magnitud de las vibraciones esperadas, del intervalo de frecuencia requerido, del ambiente en el que se va a utilizar, etc.

• Hay máquinas que producen altas magnitudes de vibraciones, pero que gran parte de esa energía se produce a frecuencias fuera del rango de interés.

• El acelerómetro debería colocarse en el centro de la zona de agarre, pero estas solo son posibles cuando se utilizan adaptadores especiales de montaje bajo la mano o entre los dedos.



• Sino se dispone de estos adaptadores los acelerómetros se podrán situar a ambos lados de la mano, o justo debajo de la empuñadura y hacia la mitad de la mano.

• Los acelerómetros deben estar fijados rígidamente a las superficies vibrantes.

• El sistema de montaje no debe atenuar ni amplificar ni tener ninguna resonancia dentro del intervalo de interés.



• El montaje debe realizarse de forma que el operador pueda trabajar tan normal como sea posible

• Cuando la empuñadura de una herramienta motorizada tiene un revestimiento, las propiedades de la transmisión de las vibraciones dependerá de la fuerza con la que se fije el sistema de montaje.



• Si se considera que el revestimiento no reduce la exposición a vibraciones se podrá,

– O bien retirar el revestimiento de la superficie situada bajo los transductores

– O bien fijar los transductores con una fuerza que compriman totalmente el revestimiento.

• Si se considera que si puede intervenir en la reducción de las vibraciones, el transductor deberá entonces fijarse a un adaptador que se mantenga contra la superficie vibrante por la fuerza de agarre normal del operador.



FIN VIBRACIONES MANO- BRAZO


UNE-EN ISO 5349 UNE-ISO 2631

Directiva 2002/44/CER. D.1311/ 2005

Evaluación del riesgo: Medición de la magnitud

Mano- brazo Cuerpo entero


VIBRACIONES CUERPO ENTERO


Anexo del RD 1311/2005

• B. Vibración transmitida al cuerpo entero

Evaluación de la exposición.- La evaluación del nivel de

exposición a las vibraciones se basa en el cálculo de la

exposición diaria A(8) expresada como la aceleración continua

equivalente para un periodo de 8 horas, calculada como el

mayor de los valores eficaces de las aceleraciones

ponderadas en frecuencia determinada según los tres ejes

ortogonales (1.4awx, 1.4 awy, 1awz, para un trabajador sentado o

de pie), de conformidad con los capítulos 5,6 y 7, el anexo A y

el B de la norma ISO 2631-1 (1997)


UNE-ISO 2631-1Vibraciones y choques mecánicos. Evaluación de la exposición

humana a las vibraciones de cuerpo entero

INTRODUCCION

El propósito principal de esta parte de la norma ISO 2631 es definir métodos de cuantificación de vibraciones de cuerpo entero en relación con:

-La salud humana y el bienestar;

-La probabilidad de percepción de las vibraciones;

-La incidencia del mal del movimiento (mareos)


1 OBJETO Y CAMPO DE APLIACION•Se definen los métodos para la medición de vibraciones de cuerpo entero periódicas, aleatorias y transitorias.

•El rango de frecuencias considerado en nuestro caso (para la salud) es de 0.5 Hz a 80 Hz

•Se aplica a movimientos transmitidos al cuerpo humano en su conjunto.

•No se aplica en la evaluación de choques de magnitud extrema tal como ocurre en los accidentes de vehículos. En breve saldrá la UNE ISO 2631-5: Método para evaluar las vibraciones que contienen múltiples choques.

UNE-ISO 2631-1


UNE-ISO 2631-1

Ponderación en frecuencia

Salud

Wk Eje z, superficie de asiento

Wd Eje x, superficie de asientoEje y, superficie de asiento

Se requiere diferentes ponderaciones en frecuencia para los diferentes ejes de vibración.

Las diferentes curvas de ponderación reflejan la importancia asumida de las diferentes frecuencias que pueden causar daños a la salud.


“Por lo tanto, a diferencia del sistema mano- brazo, para evaluar las vibraciones que afectan al sistema cuerpo entero, hay que tener en cuenta diferentes curvas de ponderación

EjeAceleración eficaz (r.m.s)

PonderaciónAceleración eficaz ponderada en frec.

Eje x a (rms) wd awx

Eje y a (rms) wd awy

Eje z a (rms) wk awz


UNE-ISO 2631-1

5 MEDICIÓN DE VIBRACIONES

Las vibraciones deben medirse en relación a un sistema de coordenadas que parta desde un punto desde el que se considera que las vibraciones entran en el cuerpo humano.

La vibración que se transmite al cuerpo debe medirse sobre la superficie entre el cuerpo y dicha superficie.


Las principales áreas de contacto para personas sentadas son: la superficie de apoyo del asiento, el respaldo del asiento y los pies.

Para posiciones tumbadas se consideran como superficie de apoyo la que se encuentra bajo la pelvis, la espalda y la cabeza.

UNE-ISO 2631-1

Cuando no sea factible obtener una alineación precisa de los transductores de vibraciones con los ejes basicéntricos preferidos,los ejes sensitivos de los transductores pueden desviarse de losejes preferidos hasta 15º.


• Además de las ponderaciones, wd y wk antes mencionadas, también debe aplicarse unos factores de multiplicación Ksegún se indican a continuación:

eje x: Wd, K = 1.4eje y: Wd, K= 1.4eje z: Wk, K=1

UNE-ISO 2631-1


Calculo del A(8)

EjeAcelerac.

EficazPonderac

Factor de multiplic.

Tiempo de expos.

A(8)

Eje x a (rms) wd 1.4 t A(8)x

Eje y a (rms) wd 1.4 t A(8)y

Eje z a (rms) wk 1 t A(8)z

Resumen de parámetros a tener en cuenta para el cálculo del A(8) en cada eje.


Cálculo de A(8)

La ecuación que relaciona estos 4 parámetros es:

0

2

0

1)8(

T

TakTa

TkA i

wlili

iwlill== ∑

( )0

exp4.18

T

TaAwxx

= ( )0

exp4.18

T

TaAwyy

= ( )0

exp8

T

TaAwzz

=

Y dependiendo del eje del que estemos calculando, tendremos


UNE-ISO 2631-1

Una vez que ya tenemos los A(8) por ejes, la evaluación de la vibración debe realizarse con respecto a la aceleración ponderada en frecuencia más alta obtenida en cada uno de los ejes del asiento.

[ ])8(),8(),8(.max)8(zyxAAAA =


UNE-ISO 2631-1

6 EVALUACIÓN DE LA VIBRACIÓNEn la norma se establece como método de evaluación principal el método de evaluación básico, que incluye mediciones de la aceleración eficaz ponderada (r.m.s.).

Se introduce el concepto factor- cresta, como el módulo de la relación entre el máximo valor de pico instantáneo de la señal de la aceleración ponderada en frecuencia y su valor r.m.s.

eficazacelerac

picoaceleraccrestafactor

.

.=−

Para vibraciones con factores de cresta inferiores o iguales a 9el método de evaluación básico es normalmente suficiente.


6 EVALUACIÓN DE LA VIBRACIÓN

Sin embargo se indica que puede haber situaciones en las que el método de evaluación básico pueda subestimar los efectos de las vibraciones (factor cresta elevado, choques esporádicos, vibraciones transitorias), y que en estos casos debería determinarse también otros métodos adicionales:

- el valor eficaz móvil de la aceleración ponderada: MTVV

-el valor dosis de vibración a la cuarta potencia: es más sensible a los picos que el método básico: VDV

UNE-ISO 2631-1


UNE-ISO 2631-1

6.3.1. Método del valor eficaz móvil de la aceleración ponderada:

Tiene en cuenta choques esporádicos y vibraciones transitorias.

( )[ ]0

max taMTVVw

=

( ) ( )[ ]2

1

0

0

2

0

1

= ∫

−

t

t

wwdttata

TΤ

aw(t) es la aceleración ponderada en frecuenciaT es el tiempo de integración para el promedio móvilt es el tiempo (variable de integración)t0 es el tiempo de observación (tiempo instantáneo)

La magnitud se define como un valor máximo de vibración transitoria

(MTVV)


UNE-ISO 2631-1

6.3.2.Método del valor de dosis de vibración a la cuarta potencia.

Es más sensible a los picos que el método de evaluación básico ya que usa como base para el promedio la cuarta potencia en lugar de la segunda potencia del histórico del tiempo de la aceleración.

( )[ ] 4

1

0

4

= ∫T

wdttaVDV

aw (t) es la aceleración instantánea ponderada en frecuencia

T es la duración de la medición


APÉNDICE 2- 3.3.CALCULO DE A(8)

Una vez se dispone del valor de la aceleración y del tiempo de exposición, se está en condiciones de determinar el valor de exposición diaria a las vibraciones normalizado para un período de 8 horas A(8). Sin embargo este cálculo debe enfocarse de distinta manera según se esté expuesto a una sola fuente de vibración o a más de una.

Guía de vibraciones mecánicas del INSHT


DURACION Y NUMERO DE MEDIDAS DE LAS VIBRACIONES

A) Operaciones largas ininterrumpidas� Diferentes mediciones � De al menos 3 minutos cada una de ellas� En diferentes momentos de la jornada� Número de mediciones suficientes� Promediadas de tal manera que se tengan en cuenta

las variaciones de las vibraciones a lo largo del día.� Cálculo para cada eje por separado

Guía de vibraciones mecánicas del INSHT (UNE-EN 14253:2004+A1)


B) Operaciones de corta duración que se repiten cíclicamente

� Diferentes mediciones sobre ciclos de trabajo completos (mayor de 3 minutos)

� Promedio de los ciclos de trabajo� Número de mediciones suficientes

C) Operaciones que no se repiten� Se miden las vibraciones de cada una de las operaciones

D) No se repite el ciclo de corta duración y las operaciones son inferiores a 3 minutos.� O se repiten las operaciones o se simulan, pero mínimo

muestras de 3 minutos de duración.

Guía de vibraciones mecánicas del INSHT(UNE-EN 14253:2004+A1)


FUENTES DE ERROR EN LA MEDIDA DE LAS VIBRACIONES

� Problemas del cable conector� Interferencias electromagnéticas� Efecto triboeléctrico � Vibraciones de alta frecuencia � Pérdida de contacto entre el sujeto y el acelerómetro



� Efecto triboeléctrico

Los cables, principalmente los de los acelerómetros piezoeléctricos, no deben someterse a altas tensiones mecánicas que generarían perturbaciones eléctricas capaces de distorsionar la señal.Por esta razón, los cables de señal deberían asegurarse a las superficies vibrantes, cerca de los acelerómetros.



� Vibraciones a alta frecuencia

La exposición a muy altas aceleraciones en altas frecuencias, por ejemplo en herramientas percutoras desprovistas de un sistema antivibratorio, puede sobrecargar mecánicamente el sistema piezoeléctrico y, como consecuencia, distorsionar la señal de vibraciones dando valores excesivamente altos de aceleración abajas frecuencias.

En algunas máquinas, tales como las carretillas paletizadoras, las componentes de las vibraciones de alta frecuencia pueden producir una saturación del equipo de medida aunque el rango dinámico de interés no se haya excedido. En estos casos puede ser una solución el colocar un filtro de paso bajo con una frecuencia extrema adaptada.(por ejemplo 160 Hz)


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