Las vibraciones mecánicas se encuentran cada vez más presentes en el ámbito laboral, sin embargo y a pesar de que sus efectos nocivos 
son conocidos hace muchos años,
las dificultades tecnológicas para
su medida han retrasado el
desarrollo de las normativas de
evaluación, que finalmente se
incorporaron a la norma española
en el año 2005.
Actualmente, hay muchos trabajadores expuestos a las vibraciones mecánicas en sus puestos de trabajo, producidas por los vehículos, procesos mecánicos, herramientas portátiles o guiadas por la mano o piezas de trabajo. También se puede estar en contacto con las vibraciones a través de los edificios por causas extra-laborales.
La exposición a vibraciones de forma regular y prolongada puede inducir diferentes molestias y trastornos de la salud en los trabajadores. De hecho, en el cuadro de enfermedades profesionales de nuestro sistema de Seguridad Social las enfermedades óseo-articulares o angioneuróticas provocadas por las vibraciones mecánicas se recogen en el apartado relativo a las enfermedades profesionales producidas por agentes físicos.
La legislación española relativa a las vibraciones se encuentra recogida en:
∙ Real Decreto 330/2009, de 13 de marzo, por el que se modifica el Real Decreto 1311/2005, de 4 de noviembre, sobre la protección de la salud y la seguridad de los trabajadores frente a los riesgos derivados o que puedan derivarse de la exposición a vibraciones mecánicas
∙ Real Decreto 1311/2005, de 4 de noviembre, sobre la protección de la salud y la seguridad de los trabajadores frente a los riesgos derivados o que puedan derivarse de la exposición a vibraciones mecánicas.
7.1. CONCEPTOS FÍSICOS BÁSICOS
∙ Vibración
La vibración es una forma de energía mecánica. Se puede definir como movimiento oscilante que hace una partícula alrededor de una posición de referencia inicial. Aplicada a cualquier cuerpo sólido diríamos que la vibración supone un movimiento del cuerpo alrededor de su punto de equilibrio sin que exista desplazamiento neto del objeto.
La forma más sencilla de entender este 
concepto es usar la analogía de un
péndulo, en la que observamos que la
energía transferida se transforma en una
oscilación que provoca el desplazamiento
de la masa del péndulo de manera cíclica
alrededor de un punto de equilibrio, al que
finalmente se retorna cuando se ha
agotado la energía de la oscilación.
Cualquier cuerpo expuesto a una energía que oscila (por ejemplo, un sonido) experimenta vibraciones.
Las vibraciones se transmiten al interior del objeto y también entre objetos. El movimiento vibratorio se define por su frecuencia y amplitud. ∙ Frecuencia y Amplitud
La frecuencia (f) es el número de vibraciones o de oscilaciones completas en la unidad de tiempo. Se mide en ciclos por segundo (Hercios [Hz])
La amplitud de la vibración describe el contenido en energía de la señal. Para describir la amplitud podemos usar tres parámetros:
∙ Desplazamiento (D): distancia máxima de la partícula a su punto de equilibrio (unidades de longitud, ej. mm).
∙ Velocidad (V) del desplazamiento (m/s)
∙ Aceleración (A) del desplazamiento (m/s2)
Las magnitudes anteriores se encuentran relacionadas de la siguiente manera:
En la práctica, como el principio físico de medida de los vibrómetros, se basa en determinar la aceleración, lo habitual es describir la amplitud de la vibración en estas unidades (ms-2)
Como el valor de la aceleración de la vibración varía continuamente en el tiempo, el parámetro más útil para describir la aceleración es la aceleración eficaz, que es el resultado de la integración de los diferentes valores de aceleración instantáneos en un determinado tiempo y es proporcional a la energía de la vibración. En términos matemáticos:
De manera similar a la medida de la presión sonora en un sonómetro, la aceleración eficaz (aceleración rms) es la medida promedio de la aceleración determinada a lo largo de un periodo corto de tiempo (constante de tiempo de vibrómetro)
A nivel industrial, es muy poco frecuente encontrarse con que el trabajador está expuesto a una vibración presente en una sola dirección y con una sola frecuencia. En la mayoría de los casos, el trabajador está expuesto simultáneamente a vibraciones aleatorias, es decir, a vibraciones en varias direcciones y con diferentes frecuencias. Para poder determinar el contenido de frecuencias (espectro frecuencial de la vibración) se requiere realizar un análisis de espectro (en bandas de octava o tercios de octava)
Otras Unidades de Medida
Niveles de Vibración
La amplitud de una vibración puede expresarse en términos de nivel de vibración en decibelios. De manera similar a los niveles de presión sonora, los niveles de vibración se establecen como una relación logarítmica en el parámetro medido y un cierto nivel de referencia.
Para las vibraciones se definen tres niveles de vibración referidos respectivamente al desplazamiento, velocidad y aceleración:
Donde D0, V0 y A0 son valores de referencia. A diferencia del ruido, estos valores de referencia no están normalizados, y por tanto cuando expresamos la vibración usando alguna de estas magnitudes hay que indicar expresamente la referencia usada.
No obstante, es habitual usar los siguientes valores de referencia:
∙ Desplazamiento → 10-11 m
∙ Velocidad → 10-9m/s
∙ Aceleración → 10-6m/s2
Por ejemplo, una aceleración eficaz de 2 m/s2será equivalente (con el valor de referencia anterior de 10-6 m/s2) a:
Esta forma de descripción de las vibraciones no es habitual, excepto en algunos manuales técnicos de máquinas.
Valores K (Dieckman)
Los valores K son índices de vibración, descritos por Dieckman, que combinan los valores de aceleración y frecuencia de la vibración y los referencian a los posibles efectos sobre la salud de las vibraciones de cuerpo completo.
Son habitualmente usados en normativas de edificación y ordenanzas municipales.
Los valores K que hallamos en las tablas de edificación, se sitúan habitualmente entre 0 y 128, con el siguiente significado:
∙ K = 0 → Representa el umbral de percepción de una vibración de cuerpo completo
∙ K = 1 → Vibración tolerable en el ámbito de trabajo a lo largo de la jornada laboral
∙ K = 10 → Valor máximo tolerable en una exposición corta ∙ K = 100 → Valor máximo de tolerancia de una persona en una exposición muy corta
Aunque existen fórmulas de cálculo, lo habitual es recurrir a gráficas de referencia:
Aunque no aparecen específicamente en las normas de prevención de riesgos laborales, la licencia de apertura de cualquier actividad recoge la obligación de respetar unos valores máximos de vibración como los expresados en la legislación de la Comunidad Valenciana en su Ley 7/2002, de 3 de diciembre, de la Generalitat Valenciana, de Protección contra la Contaminación Acústica
Situación | Valores de K |
| Vibraciones continuas Vibraciones transitorias |
Día | Noche | Día | Noche |
Sanitario | 2 | 1,4 | 16 | 1,4 |
Docente | 2 | 1,4 | 16 | 1,4 |
Residencial | 2 | 1,4 | 16 | 1,4 |
Oficinas | 4 | 4 | 128 | 12 |
Almacenes y Comercios | 8 | 8 | 128 | 128 |
Industrias | 8 | 8 | 128 | 128 |
7.2. ORIGEN Y CLASIFICACIÓN DE LAS VIBRACIONES
Origen
Las vibraciones están presentes prácticamente en cualquier puesto de trabajo:
En la industria de transformación, trabajos forestales y agrícolas, minas y construcción, explotaciones de canteras, obras públicas, etc. se utilizan herramientas a motor portátiles, que exponen las manos de los trabajadores que las manejan a niveles excesivos de vibración como
por ejemplo: sierras de cadena, martillos rompedores de
pavimentos, taladros percutores, etc., como también
sucede con las piezas vibratorias y controladores
vibratorios manuales, tipo manillares de motocicletas o
volantes de vehículos, que el trabajador sujeta con las
manos. Este tipo de vibraciones se
denomina vibraciones mano-brazo (VMB)
Se estima que alrededor de un 3 % de los trabajadores
están expuestos a VMB potencialmente perjudiciales.
En otros puestos de trabajo, el trabajador está expuesto a las vibraciones mecánicas transmitidas por el asiento o por los pies en vehículos (tierra, mar o aire), en embarcaciones y en superficies vibrantes. Este tipo de vibraciones se denomina vibraciones de cuerpo completo (VCC)
Ejemplos de grupos importantes de alto riesgo son los conductores de vehículos todo terreno (por ejemplo máquinas de movimiento de tierra, forestales y agrícolas), conductores de camiones industriales y autobuses, conductores de grúas, pilotos de helicópteros, etc.
De acuerdo a estimaciones realizadas en algunos países europeos, del 4 % al 7 % de todos los trabajadores están expuestos a vibraciones de cuerpo completo potencialmente perjudiciales.
Clasificación
∙ Patrón de presentación
o Deterministas (tienen un patrón predefinido de aparición) o Aleatorias (no son predecibles en cuanto a dirección, amplitud o frecuencia)
∙ Parte del cuerpo que afecta
o Cuerpo completo (VCC)
o Vibraciones Mano-Brazo (VMB)
∙ Frecuencia
o Muy baja frecuencia < 1Hz
o Baja frecuencia 1 – 100 Hz
o Alta frecuencia 100 – 1000 Hz
La mayor parte de las vibraciones en el ámbito laboral tienen un carácter aleatorio. Las vibraciones de cuerpo completo presentan un patrón de baja o muy baja frecuencia, siendo especialmente importantes las frecuencias en el rango de 0,5 a 80 Hz. Las vibraciones mano-brazo tienen componentes de alta frecuencia y habitualmente se extienden desde 8 a 1000 Hz.
7.3. INSTRUMENTACIÓN DE MEDIDA
El Vibrómetro
El instrumento de medida de las vibraciones se denomina vibrómetro. Sin embargo, debido a que el elemento principal del vibrómetro es el sensor de aceleración, es habitual denominar a este instrumento con el nombre de acelerómetro.
El tipo de vibrómetro más frecuente es el basado en acelerómetros piezoeléctricos. Un acelerómetro piezoeléctrico es un sensor que usa las propiedades piezoeléctricas de algunos materiales que son capaces de producir pequeñas señales eléctricas cuando son sometidos a compresión.
Un acelerómetro piezoeléctrico de compresión consta básicamente de una masa suspendida por un elemento elástico que al ser sometida a vibraciones comprime un disco piezoeléctrico situado en su base. Esta señal es amplificada por circuitos electrónicos y enviada al procesador del vibrómetro que filtra y analiza la señal.
El vibrómetro es similar a un sonómetro con la diferencia de que el elemento sensor es en este caso un acelerómetro en vez de un micrófono. Por otra parte, los vibrómetros disponen de filtros de ponderación adaptados al tipo de medida a efectuar. En el ámbito de la higiene industrial, existen dos filtros de ponderación definidos: uno de baja frecuencia para vibraciones de cuerpo completo (VCC) y otro para vibraciones mano-brazo (VMB)
Para la medida de vibraciones tanto VCC como VMB hay que analizar los tres posibles ejes de vibración (X,Y,Z) por lo que existen en el mercado acelerómetros trixiales y vibrómetros que permiten la medida simultánea de aceleración en los tres ejes.
Vibrómetros Laser
Recientemente se han incorporado al mercado vibrómetros cuyo principio de funcionamiento se basa en tecnología láser, y que permiten la medición de vibraciones a distancia, sin necesidad de contacto físico con el objeto.
Sus aplicaciones más importantes se desarrollan en el ámbito industrial, para medida de vibraciones de máquinas como motores o automóviles, en ingeniería civil para medir vibraciones en materiales, en telecomunicaciones para medida de vibraciones en antenas y diversas aplicaciones en el diseño de productos.
7.4. EFECTOS NOCIVOS DE LAS VIBRACIONES
Los efectos de las vibraciones dependen del espectro de frecuencias, aceleración, dirección de la vibración y del tiempo de exposición. Hay otros factores contribuyentes como la postura del cuerpo y del brazo, el método de trabajo empleado y la susceptibilidad individual, sobre los cuales se están realizando estudios con objeto de establecer su contribución relativa a los efectos nocivos detectados.
Desde el punto de vista médico médico-legal conviene distinguir entre los efectos nocivos de las vibraciones en el sistema mano-brazo y las que afectan al cuerpo completo:
∙ Vibraciones de Cuerpo Completo
o Efectos Agudos
o Efectos a Largo Plazo
▪ Esqueléticos
▪ Otros
∙ Vibraciones Mano-Brazo
o Efectos Agudos
o Efectos a Largo Plazo
▪ No vasculares
▪ Vasculares
▪ Otros
En la enciclopedia de la OIT existe una recopilación muy detallada de los efectos de las vibraciones. En el siguiente apartado destacamos las alteraciones más significativas a largo plazo que aparecen en las exposiciones prolongadas.
Vibraciones de Cuerpo Completo
Desde el punto de vista laboral cabe destacar la existencia de patologías crónicas relacionadas con alteraciones musculo-esqueléticas de la parte inferior de la espalda.
Una exposición prolongada a VCC está fuertemente asociada con problemas en la parte lumbar de la espalda. Se manifiesta en forma de dolor, hernias discales y degeneración precoz de la columna vertebral.
Los estudios epidemiológicos indican un mayor riesgo de estas patologías en los casos como conductores de vehículos, que combinan la exposición a VCC con una postura inadecuada en el asiento dentro de un espacio limitado y especialmente cuando existe levantamiento y manipulación frecuente de materiales y condiciones climáticas desfavorables.
Los problemas de espalda en trabajadores expuestos a VCC, bajo ciertas condiciones de intensidad de la vibración y de tiempo de exposición, pueden considerarse enfermedad profesional.
Vibraciones Mano-Brazo
El término síndrome de la vibración mano-brazo se utiliza, normalmente, para hacer referencia al conjunto de trastornos vasculares periféricos, neurológicos, musculoesqueléticos y otros trastornos asociados con la exposición a las VMB.
Trastornos vasculares
Los trastornos vasculares son los más frecuentes y los más ampliamente estudiados. En general, los trabajadores expuestos a VMB pueden presentar episodios de dedos pálidos o blancos. Este trastorno vascular es debido a una interrupción temporal de la circulación sanguínea de los dedos.
Se utilizan varios sinónimos para denominar los trastornos vasculares inducidos por las VMB: dedos muertos o blancos, fenómeno de Raynaud (primer médico que describió este fenómeno en 1862) de origen profesional, y, más recientemente dedo blanco inducido por vibraciones (DBV).
Al principio, los ataques de palidez afectan a las puntas de uno o más dedos, pero, con una exposición continuada a la vibración, la palidez puede extenderse a la base de los dedos. Durante la crisis, los trabajadores afectados pueden experimentar una pérdida completa del sentido el tacto y de la destreza manual, interfiriendo con la actividad profesional e incrementando el riesgo de lesiones graves debido a accidentes.
Los ataques de palidez son más comunes en invierno que en verano. La duración del ataque varía desde unos pocos minutos a más de una hora, según la intensidad de la presencia del estímulo y la crisis cesa, generalmente, cuando se calienta el cuerpo por calor o masaje local. En la fase de recuperación puede aparecer un enrojecimiento, eventualmente asociado con dolor, en los dedos afectados, como resultado de un incremento reactivo de la circulación sanguínea en los vasos cutáneos. En casos avanzados, los ataques de palidez repetidos y severos de los dedos pueden dar lugar a ulceración o gangrena de la piel de las puntas de los dedos.
| Fase |
| Síntomas |
|
|
| 0 |
| Sin ataques |
|
|
| 1 - Leve |
| Ataques esporádicos que sólo afectan a las puntas de uno o más dedos |
|
|
| 2 - Moderada |
| Ataques esporádicos que afectan a las falanges distal y media (rara vez también a la proximal) de uno o más dedos |
|
|
| 3 - Grave |
| Ataques frecuentes que afectan a todas las falanges de la mayoría de los dedos |
|
|
| 4 - Muy Grave |
| Como en la fase 3, con alteraciones tróficas de la piel en las puntas de los dedos |
|
Fases del Síndrome de Raynaud (Escala de Estocolmo)
Trastornos neurológicos
Los trabajadores expuestos a VMB pueden sufrir hormigueo y adormecimiento en sus dedos y manos. Si la exposición a la vibración continua, estos síntomas tienden a empeorar y pueden interferir con la capacidad de trabajo y actividades de la vida normal. Puede existir una reducción en la sensación normal el tacto y de la temperatura, así como una reducción de la destreza manual en un examen clínico.
La exposición a VMB puede venir asociada con posturas inadecuadas de mano y muñeca, movimientos repetitivos y forzados, etc. como en el caso de perforadores, chapistas y trabajadores forestales dando lugar a que se manifiesten neuropatías por compresión, tales como el síndrome del Túnel Carpiano.
Fases del Síndrome Neuro-Sensorial por Vibraciones
Trastornos musculoesqueléticos
Los trabajadores manifiestan dolor local, hinchazón y rigidez en varias zonas de los miembros superiores que pueden estar asociados con degeneración de huesos y articulaciones.
Se ha observado una elevada prevalencia de artrosis de la muñeca y del codo en mineros, trabajadores de obras públicas y del metal expuestos a choques y vibraciones de baja frecuencia y gran amplitud debidas a herramientas neumáticas de percusión.
Respecto a los trastornos musculares, los trabajadores pueden manifestar debilidad muscular y dolores en brazos y manos. También se ha asociado la exposición a vibraciones con una reducción de la fuerza de agarre, como en el caso de usuarios de sierras de cadena.
