Riesgos físicos I (2da edición) [2a ed.] 9789587711004, 9789587711011

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Fernando Henao Robledo

Ingeniero mecánico de la  Universidad Tecnológica  de  Pereira, 1971; ingeniero de  salud ocupacional del ISS,  Caldas 1972-2002; especialista  en salud ocupacional de la  Universidad de Antioquia,  1999; profesional en Salud  Ocupacional de la  Universidad  del Quindío, 1999.

Elaboración de las siguientes  normas técnicas:  Calderas,  Seguridad Hospitalaria, Sierras  Circulares para madera y  Planeadoras.

Autor de: Límites máximos 

salud ocupacional; Estadística  aplicada a la salud ocupacional;  Riesgos Físicos I, ruido,  vibraciones y presiones  anormales; Riesgos Físicos II,  iluminación; Riesgos Físicos III,  temperaturas extremas y  ventilación; Riesgos eléctricos y  mecánicos; Riesgos químicos;  Riesgos en la construcción

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Riesgos  Físicos I

Ruido, vibraciones y presiones anormales

Segunda edición

Fernando Henao Robledo

Catalogación en la publicación - Biblioteca Nacional de Colombia Henao Robledo, Fernando Riesgos físicos I : ruido, vibraciones y presiones anormales / Fernando Henao  Robledo. -- 2a. ed. – Bogotá : Ecoe Ediciones, 2014 266 p. – (Ingeniería. Seguridad y salud en el trabajo)  Complemento virtual SIL (Sistema de Información en Línea) www.ecoeediciones.com.  -- Incluye bibliografía ISBN 978-958-771-100-4 1. Contaminación por ruido 2. Vibración - Aspectos ambientales 3. Alta presión  (Ciencia) - Efectos fisiológicos 4. Salud ocupacional I. Título II. Serie CDD: 363.74 ed. 21 

CO-BoBN– a917079

Colección: Ingeniería y salud en el trabajo Área: Seguridad y salud en el trabajo

Ciencia y cultura para

América Latina

© Fernando Henao Robledo e-mail: [email protected] © Ecoe Ediciones Ltda. e-mail: [email protected] www.ecoeediciones.com Carrera 19 No. 63 C 32, Tel.: 2481449 Bogotá, Colombia

Segunda Edición: Bogotá, abril de 2014 Reimpresión : Bogotá, abril de 2014 Reimpresión : Bogotá, enero de 2015 ISBN: 978-958-771-100-4 e-ISBN: 978-958-771-101-1 Coordinación editorial: Andrea del Pilar Sierra Diseño y diagramación: Wilson Marulanda Carátula: Wilson Marulanda Impresión: La imprenta Calle 77 No. 27 A - 39

Prohibida la reproducción total o parcial por cualquier medio sin la autorización escrita del titular de  los derechos patrimoniales. Impreso y hecho en Colombia - Todos los derechos reservados

Dedicatoria Con todo mi cariño y admiración a mi hija, Paula Andrea, y a su preciosa Susana.

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Tabla de contenido CAPÍTULO 1............................................................................................... 1 SONIDO - RUIDO................................................................................. 1 1.1 Definiciones ..................................................................................... 3 1.2 Producción y transmisión del sonido ................................................ 4 1.3 Parámetros que definen el ruido ................................................. 5 1.3.1. Parámetros ondulatorios ......................................................... 5 1.4 Cualidades del sonido ...................................................................... 9 1.5 Transmisión del sonido................................................................... 12 1.6 Variaciones de los recorridos de las ondas ..................................... 13 1.6.1 Ondas estacionarias ............................................................... 13 1.6.2 Campo directo y campo difuso .............................................. 13 1.7.1 Leyes de la reflexión .............................................................. 15 1.8 Reverberación ................................................................................ 16 1.9 Refracción ...................................................................................... 16 1.9.1 Leyes de la refracción ............................................................ 16 1.10 Presión sonora .............................................................................. 17 1.11 Unidad de medida del sonido ...................................................... 17 1.12 Campo auditivo normal ................................................................ 19 1.12.1 Zona conversacional............................................................ 20 1.13 Combinación de niveles sonoros .................................................. 21 1.14 Bandas de frecuencia ................................................................... 24 1.15 Cómo percibe el oído el sonido.................................................... 24 1.16 Curvas de igual audibilidad .......................................................... 26 1.17 Tipos de ruido .............................................................................. 28 1.18 Nociones sobre anatomía y fisiología del oído ............................. 28 1.18.1 ¿Por qué oímos? ................................................................... 29 1.18.2 Anatomía del oído externo................................................... 30 1.18.3 Anatomía del oído medio .................................................... 32 1.18.4 Anatomía del oído interno ................................................... 33 1.18.5 Conducción ósea ................................................................. 34 1.18.6 Fisiología de la audición ...................................................... 35

FERNANDO HENAO ROBLEDO

VII

Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

1.19 Efectos del ruido ........................................................................... 36 1.19.1 Sobre el sistema auditivo ..................................................... 37 1.19.2 Sorderas de transmisión ....................................................... 37 1.19.3 Sorderas de percepción........................................................ 38 1.19.4 Grados de sordera................................................................ 38 1.19.5 Trauma acústico .................................................................. 39 1.20 Agresividad del ruido ................................................................... 40 1.20.1 Lesiones y alteraciones ........................................................ 41 1.20.2 El trauma acústico agudo ..................................................... 41 1.21 Hipoacusia inducida por ruido (HIR): estado actual...................... 42 1.21.1 Mecanismos favorecedores del daño por ruido .................... 43 1.21.2 Mecanismos protectores del daño por ruido ........................ 44 1.21.3 Potenciales evocados auditivos de tallo cerebral (PEATC) .... 45 1.21.4 Emisiones otoacústicas......................................................... 46 1.22 La sordera profesional .................................................................. 47 1.23 Efectos del ruido ambiente ........................................................... 49 1.24 Efectos del ruido en la audición.................................................... 51 1.24.1 Acumetría. Descripción y tipos ............................................ 51 1.24.2 Pérdida temporal ................................................................. 51 1.25 Pérdidas auditivas por causas diferentes ....................................... 56 1.25.1 Presbiacusia ......................................................................... 59 1.26 Efectos extra auditivos del ruido ................................................... 61 1.27 Efectos sicológicos del ruido......................................................... 63 1.28 Efectos psíquicos .......................................................................... 63 1.28.1 Estado de ánimo .................................................................. 64 1.28.2 Molestia ............................................................................... 64 1.28.3 Efectividad ........................................................................... 64 1.29 Factores nocivos del ruido ............................................................ 65 1.30 Instrumentos y técnicas para evaluar el ruido ............................... 67 1.31 Parámetros usados en la evaluación del ruido .............................. 67 1.31.1 Nivel promedio de presión sonora Lp (A) ............................. 67 1.31.2 Nivel de Presión sonora equivalente continuo (Leq)............. 68 1.31.3 Nivel de exposición al ruido (SEL)........................................ 68 1.31.4 Nivel de contaminación del ruido (LPN) .............................. 69 1.32 Técnicas para la medida del sonido.............................................. 69 1.33 Selección del equipo de medición................................................ 70 1.33.1 Tipos y características ......................................................... 71 1.33.2 Calibración de los equipos .................................................. 75 VIII

Preliminares

1.34 Valores límite permisibles............................................................. 77 1.35 Espectrograma de frecuencias....................................................... 78 1.36 Cálculos y resultados .................................................................... 80 1.37 Procedimiento para la evaluación ambiental de ruido .................. 81 1.38 Mediciones .................................................................................. 83 1.38.1 Medición de la exposición a ruido....................................... 83 1.38.2 Mediciones del nivel de presión sonora ............................... 83 1.38.3 Mediciones de frecuencia .................................................... 84 1.39 Propósitos y metodología de la medición ..................................... 84 1.39.1 Del nivel de ruido ................................................................ 84 1.39.2 Mediciones para determinación del riesgo ........................... 84 1.39.3  Mediciones  para  determinación  de  métodos  de  control  o  comprobación de sistemas existentes.............................................. 85 1.40 Cálculos ....................................................................................... 85 1.41 Niveles de presión sonora continua equivalente ........................... 86 1.42 Corrección de nivel de presión sonora por ruido de fondo ........... 87 1.43 Procedimientos de medición  ....................................................... 88 1.44 Interpretación de resultados.......................................................... 88 1.45 Registro ........................................................................................ 89 1.46 Métodos de control  ..................................................................... 89 1.47 Control del ruido activo y pasivo .................................................. 90 1.48 Técnicas de control de ruido ........................................................ 90 1.48.1 Control en la fuente ............................................................. 91 1.48.2 Reducción del ruido en la fuente ......................................... 92 1.49 Procedimientos activos ................................................................. 92 1.49.1 Sustitución de equipos o procesos ....................................... 92 1.49.2 Modificación de los procedimientos de trabajo.................... 93 1.49.3 Reducción de las fuerzas generadoras de ruido.................... 93 1.50 Posibilidades de actuación ........................................................... 94 1.51 Análisis de la situación ................................................................. 94 1.51.1 Reducción de las fuerzas vibratorias .................................... 95 1.51.2 Reducción de la respuesta a las vibraciones......................... 96 1.52 Resonancia ................................................................................... 97 1.53 Reverberación  ............................................................................. 97 1.54 Recomendaciones sobre acondicionamiento acústico de locales .... 97 1.55 Tratamientos acústicos ................................................................. 99 1.56 Selección de materiales ................................................................ 99 1.57 Métodos para el control de ruido................................................ 100 FERNANDO HENAO ROBLEDO

IX

Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

1.57.1 Pantallas ............................................................................ 101 1.57.2 Control del campo sonoro reverberante ............................. 101 1.58 Absorción del ruido .................................................................... 101 1.58.1 Materiales para acondicionamiento acústico ..................... 102 1.59 Control en la persona expuesta o en el receptor ......................... 108 1.59.1 Medidas protectoras contra el ruido en el receptor ............ 108 1.59.2 Reducción del ruido en el receptor .................................... 110 1.60 Tipos de protectores ................................................................... 111 1.60.1 Orejera .............................................................................. 111 1.60.2 Tapón ................................................................................ 112 1.60.3 El casco antirruido ............................................................. 113 1.60.4 La orejera con sistema de comunicación ........................... 114 1.60.5 El casco antirruido con sistema de intercomunicación  ...... 114 1.61 Programa de conservación de la audición .................................. 115 1.62 Componentes de un Programa de Conservación Auditiva (PCA) . 115 1.63 Sistema de vigilancia epidemiológica ......................................... 116 1.63.1 Atención al ambiente ......................................................... 117 1.63.2 Seguimiento y control ........................................................ 117 1.64 Atención a los trabajadores ........................................................ 117 1.64.1 Fichas de exposición a ruido.............................................. 117 1.65 Evaluación auditiva: audiometría................................................ 123 1.66 Interpretación de la audiometría ................................................. 125 1.67 Promoción y educación.............................................................. 125 1.68 Información, registro e indicadores ............................................ 126 1.68.1 Indicadores ........................................................................ 126 1.69 Organización laboral.................................................................. 128 1.70 Procedimiento para seleccionar un protector auditivo ................ 129 Bibliografía ......................................................................................... 131 Consultas electrónicas ........................................................................ 133 CAPÍTULO 2........................................................................................... 135 VIBRACIONES ................................................................................... 135 Introducción ....................................................................................... 135 2.1 Definiciones básicas..................................................................... 137 2.2 Tipos de vibraciones .................................................................... 140 2.3 Vibraciones periódicas ................................................................. 143 2.3.1 Desplazamiento ................................................................... 143 2.3.2 Velocidad ............................................................................ 144 X

Preliminares

2.3.3 Aceleración ......................................................................... 144 2.4 Vibraciones aleatorias .................................................................. 145 2.5 Choques ....................................................................................... 147 2.6 Áreas a evaluar ............................................................................. 147 2.7 Efectos de las vibraciones sobre el hombre ................................... 147 2.7.1 Vibraciones en extremidades superiores .............................. 149 2.8 Vibraciones globales o de cuerpo entero ..................................... 153 2.9 Exposición.................................................................................... 156 2.10 Medición de la vibración............................................................ 158 2.11 Equipos de medida ..................................................................... 162 2.11.1 Captador de vibraciones  ................................................... 162 2.11.2 Preamplificador ................................................................. 163 2.12 Circuitos integradores ................................................................. 163 2.13 Filtro........................................................................................... 164 2.14 Presentación de resultados ......................................................... 164 2.15 Mediciones de campo ................................................................ 164 2.15.1 Límites máximos permisibles ............................................. 168 2.16 Transmisión a través de la superficie de sustentación ................. 170 2.17 Valoración en función de la frecuencia y la dirección ................ 172 2.17.1 Vibración (segmental) mano-brazo .................................... 173 2.17.2  Vibración  mano-brazo  continua,  intermitente,  de  impacto  o  impulso ........................................................................................ 174 2.18 Control de la vibración ............................................................... 179 2.18.1 Control de la vibración en la fuente ................................... 181 2.18.2 Aislamiento de la vibración en la fuente ............................ 181 2.19 Amortiguación estructural .......................................................... 187 2.20 Absorbedores de vibración ......................................................... 187 2.21 Control de la vibración en las vías de transmisión ...................... 188 2.22 Control de choques .................................................................... 188 2.23 Control de la vibración en el receptor ........................................ 192 2.24 Vibraciones globales .................................................................. 192 2.24.1 Recomendaciones básicas ................................................. 192 Bibliografía ......................................................................................... 194 Consultas electrónicas ........................................................................ 195 CAPÍTULO 3........................................................................................... 197 PRESIONES ANORMALES.................................................................. 197 Introducción ...................................................................................... 197 FERNANDO HENAO ROBLEDO

XI

Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

3.1 Condiciones normales .................................................................. 199 3.2 Efectos de la presión atmosférica reducida  .................................. 200 3.2.1 Presiones de oxígeno alveolar a diferentes alturas ............... 201 3.2.2  Efecto  del  bióxido  de  carbono  y  del  vapor  de  agua  sobre  el  oxígeno alveolar ........................................................................... 201 3.2.3 Saturación de la hemoglobina con oxígeno a distintas alturas..203 3.2.4 Efectos de respirar oxígeno puro sobre los valores alveolares de  pO 2 a diferentes alturas ................................................................. 204 3.2.5 Mal de montaña................................................................... 205 3.3 Factores climáticos ....................................................................... 205 3.3.1 Condicionantes de la altitud ................................................ 206 3.3.2 Mal agudo de montaña ........................................................ 206 3.3.3 El efecto de la enfermedad de las alturas.............................. 213 3.3.4 Algunos efectos físicos de la hipoxia.................................... 214 3.3.5 Aclimatación a baja presión................................................. 216 3.3.6 Aumento de la ventilación pulmonar  .................................. 217 3.3.7 Aumento de la hemoglobina durante la aclimatación  ......... 218 3.3.8 Mal de montaña crónico ...................................................... 220 3.3.9 Efectos de la descompresión a grandes alturas  .................... 221 3.4 Enfermedades profesionales.......................................................... 221 3.4.1 Medidas preventivas ............................................................ 222 3.5 Efectos de la presión atmosférica elevada ..................................... 223 3.6 Relación entre profundidad marina y presión  .............................. 223 3.7 Efectos de presiones gaseosas parciales elevadas en el cuerpo .......... 224 3.7.1 Narcosis a altas presiones de nitrógeno ............................... 224 3.7.2 Toxicidad del oxígeno a gran presión. Intoxicación aguda .. 225 3.7.3 Intoxicación crónica por oxígeno causa de trastorno pulmonar..227 3.7.4  Problemas  de  toxicidad  con  bióxido  de  carbono  a  grandes  profundidades .............................................................................. 227 3.8 Efectos del helio a alta presión ..................................................... 228 3.9  Descompresión  del  buzo  después  de  quedar  expuesto  a  grandes  presiones  ........................................................................................... 228 3.10 Volumen de nitrógeno disuelto en los líquidos del cuerpo a diferentes  profundidades  ................................................................................... 228 3.11 Enfermedad por descompresión.................................................. 229 3.11.1 Síntomas de la enfermedad por descompresión ................. 230 3.11.2  Promedio de  eliminación del  nitrógeno  del  cuerpo. Tabla  de  descompresión.............................................................................. 230 XII

Preliminares

3.11.3 Necesidad de la descompresión......................................... 232 3.12 Velocidad de descenso ............................................................... 232 3.12.1 Utilización de las tablas .................................................... 232 3.12.2 Términos utilizados............................................................ 233 3.13 Velocidad de ascenso ................................................................. 233 3.13.1 Variaciones en la velocidad de ascenso ............................ 234 3.13.2 Duración de las paradas  ................................................... 234 3.13.3 Estancia en las paradas ...................................................... 234 3.14 Factores que favorecen los accidentes descompresivos .............. 234 3.14.1 Vigilancia al buceador ....................................................... 234 3.14.2 Inmersiones sin descompresión.......................................... 235 3.14.3 Inmersiones Sucesivas........................................................ 235 3.14.4 Inmersiones continuadas.................................................... 235 3.14.5 Administración de oxígeno para descompresión más rápida...235 3.14.6 Descompresión en un tanque y tratamiento de la enfermedad  por descompresión  ...................................................................... 236 3.14.7  Uso  de  mezclas  de  oxígeno  y  helio  en  inmersiones  muy  profundas ..................................................................................... 236 3.15 Algunos problemas físicos del buceo .......................................... 237 3.15.1Volumen  de aire que debe mandarse  al buzo; relación con  la  eliminación de CO2 ..................................................................... 238 3.15.2  Cambios  de  densidad  en  el  aire,  efecto  sobre  la  capacidad  respiratoria máxima  ..................................................................... 238 3.15.3 Efecto del descenso rápido (squeeze) ................................. 239 3.15.4  Expansión  excesiva  de  los  pulmones  por  ascenso  rápido  –  embolia gaseosa  .......................................................................... 240 3.15.5 El aeroembolismo .............................................................. 240 3.15.6 El síndrome de descompresión........................................... 241 3.15.7 Tratamiento inmediato ....................................................... 241 3.15.8 Síntomas leves ................................................................... 241 3.15.9 Síntomas serios .................................................................. 242 3.15.10 La recompresión bajo el agua .......................................... 243 3.15.11 Primeros auxilios ............................................................. 244 Consultas electrónicas ....................................................................... 247

FERNANDO HENAO ROBLEDO

XIII

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Introducción La  AIHA  (American  Industrial  Hygienist  Association)  define  la  higiene  industrial  como:  “La  ciencia  y  el  arte  dedicada  al  reconocimiento,  evaluación y control; de aquellos factores ambientales originados en o por  el lugar de trabajo, que pueden ocasionar enfermedades, menoscabo de la  salud y bienestar o importante malestar e ineficiencia entre los trabajadores  o entre los ciudadanos de una comunidad”. Además  en  el  Artículo  9  del  Decreto  614  de  1984  se  define  como:  “Comprende  el  conjunto  de  actividades  destinadas  a  la  identificación,  evaluación y al control de  los agentes y factores del ambiente de  trabajo  que pueden afectar la salud de los trabajadores”. Uno de los capítulos  de esta  ciencia es  la de los factores de riesgo  que  en  la  Guía  técnica  para  el  análisis  de  exposición  a  factores  de  riesgo  ocupacionales  para el proceso de evaluación en la calificación de origen  de  enfermedad, elaborado  por  el  Ministerio  de la  Protección  Social, se  planeta  que  los  factores  de  riesgo  se  clasifican  desde  el  punto  de  vista  del origen y no desde el efecto; definiendo el factor de riesgo físico como  “los factores ambientales de naturaleza física (considerando esta como la  energía que se desplaza en el medio) que cuando entren en contacto con  las personas pueden tener efectos nocivos sobre la salud, dependiendo de  su intensidad, exposición y concentración de los mismos”. FERNANDO HENAO ROBLEDO

XV

Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

También se puede definir como cualquier forma de energía presente en el  medio ambiente de trabajo y que puede lesionar al trabajador expuesto. Con este documento se pretende presentar las bases teóricas para que las  personas se motiven en el estudio de estos temas y posteriormente realizar  estudios  más  profundos  con  el  fin  de  diseñar  sistemas  de  control  tanto  en la fuente como en el medio y como última instancia en el receptor. El  objetivo no es escribir un manual que recopile todo lo escrito y estudiado  sobre tan complejos temas. En cada uno de los asuntos tratados, se plantean las definiciones básicas,  su clasificación, las fuentes generadoras, los problemas de salud generados  por  exposición  al  riesgo,  los  instrumentos  de  medición,  los  límites  máximos permisibles establecidos  en Colombia y los métodos de  control  comúnmente utilizados para atenuarlos en los ambientes de trabajo.

XVI

CAPÍTULO 1

SONIDO - RUIDO

El sonido es un elemento tan útil de la vida diaria que raramente se valoran  todas sus facetas. Proporciona  agradables experiencias en la audición de  la música o escuchando el canto de los pájaros, posibilita la comunicación  con todos los que nos rodean, alerta o previene en muchas circunstancias:  el  timbre  del  teléfono,  la  llamada  a  la  puerta,  el  sonido  de  la  sirena,  permitiendo además valorar el funcionamiento de una máquina o el soplo  del corazón. La época presente es la del motor, de la máquina, de los aviones a reacción.  Sería  difícil encontrar  hoy una  población  que no  esté  expuesta a  ruidos  artificiales.  El  ruido  lo  invade  todo  y  se  convierte  en  una  molestia,  en  un reto, en una agresión, capaz de provocar en el ser humano trastornos  físicos y síquicos de menor o mayor importancia. Cualquier ruido  puede causar un traumatismo más o  menos grave en el  hombre y puede ir seguido de efectos nocivos de muy diversa índole. El problema del ruido constituye “un riesgo para la salud del trabajador y  un escándalo público” como ha dicho el Dr. Alexander Graham Bell. Aunque se realizan campañas permanentes en contra del ruido y ya no es  raro leer en avisos publicitarios frases como “el silencio es paz, el ruido es  FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

violencia” o este otro “el ruido no hace bien, el bien no hace ruido” no se  ha tomado una verdadera actitud para su control. El doctor Robert Koch, descubridor del bacilo de la tuberculosis, expresó,  poco antes de su muerte  en 1910, sus temores sobre el ruido “Un día la  humanidad luchará contra el ruido con el mismo pavor e intensidad que  lucha contra el cólera y la peste”.  En la  actualidad, y  en un gran número de empresas, las campañas para  evitar los efectos nocivos del ruido se han basado casi exclusivamente en  el uso de protección personal, sin hacer una selección técnica adecuada  de  la  misma;  así  como  también  se  hacen  exámenes  audiométricos  de  inspección pero sin aplicar las medidas de control en la fuente. Lo anterior  se da,  la gran mayoría de las veces, por desconocimiento  técnico o  por  que  se  piensa  en  forma  errónea  que  pequeñas  exposiciones  no  causan  problema alguno o lo que es más grave se toma como si la persona fuese  inmune a dichos efectos. Existen un sinnúmero de normas técnicas internacionales que, aunque no  son de obligatorio cumplimiento, sirven como ayuda para afrontar en la  vida diaria el problema del ruido, entre ellas se tienen: •  R.D.1316/1989  sobre  protección  de  los  trabajadores  frente  a  los  riesgos derivados de la exposición a ruido durante el trabajo • Directiva 86/188/CEE (R.D.1316/1989) •  R.D.1435/1992 relativa a la aproximación  de las legislaciones de los  estados miembros sobre máquinas • Directiva 89/392/CEE (R.D.1435/1992) • R.D.773/1997  sobre  disposiciones  mínimas  de  seguridad  y  salud  relativas a la utilización por los trabajadores de E.P.I. • Directiva 89/656/CEE (R.D.773/1997) • R.D.1407/1992  por  la  que  se  regulan  las  condiciones  para  la  comercialización y libre circulación intracomunitaria de los E.P.I. • Información complementaria al R.D.1407/1992 • Decreto  74/1996.  Reglamento  de  la  calidad  del  aire  (publicado en  BOJA) • Directiva 89/686/CEE (R.D.1407/1992) •  Propuesta de la Directiva del Parlamento Europeo y del Consejo sobre  evaluación y gestión del ruido ambiental 2

Capítulo 1 • Sonido - Ruido

•  Norma  Básica  de  la  Edificación  (NBE-CA-88)  sobre  condiciones  acústicas en los edificios •  Protocolo de vigilancia sanitaria específica para los/as trabajadores/as  expuestos/as a ruido • Evaluación de riesgos laborales (manual editado por el INSHT) • Guía orientativa para la selección y utilización de protectores auditivos  (guía editada por el INSHT) • Investigación sobre ruido ambiental en la ciudad de Valencia

1.1  Definiciones Las definiciones básicas de la física del sonido y sus fundamentos técnicos  fueron tomados de la Enciclopedia de física de la Editorial Salvat y de la  norma sobre ruido Reglamento técnico para ruido en ambientes de trabajo,  elaborada por el Ministerio de la Protección Social de Colombia. El  sonido  se  define  físicamente  como  las  variaciones  de  presión  que  se  propagan  a  través  de  un  medio  físico.  También,  se  puede  definir  el  sonido como aquel efecto auditivo producido por una vibración del aire,  caracterizada por una sucesión periódica en el tiempo y en el espacio de  expansiones y compresiones. Para la salud ocupacional, el medio más importante de propagación es el aire,  el cual posee unas propiedades específicas de densidad y elasticidad. Es posible también definir el sonido como una fluctuación rápida de la presión  atmosférica  a  causa  de  un  movimiento  vibratorio,  el  cual  puede  variar  en  intensidad, frecuencia y dirección. Se  usa  además la  palabra sonido  para  indicar la  sensación  auditiva que se  experimenta cuando las fluctuaciones de la presión atmosférica llegan al oído.  El sonido es una perturbación mecánica de tipo ondulatorio  que se propaga  en medio elástico (aire, agua o cualquier otro medio) produciendo variaciones  de la presión o vibración de partículas que pueden ser detectadas por el oído  humano o a través de instrumentos.  Aunque  todo  el  mundo  sabe  lo  que  es  “el  ruido”  no  es  tan  fácil  dar  una  definición, como testifican las numerosas tentativas realizadas en este sentido.

FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

La Resolución del Consejo de las Comunidades Europeas de 17 de mayo  de 1977, relativa a la prosecución y la ejecución de una política y de un  programa de acción de las Comunidades Europeas  en materia  de medio  ambiente,  define  el ruido como un  “conjunto  de  sonidos que adquieren  para  el  hombre  un  carácter  afectivo  desagradable  y  más  o  menos  inadmisible a causa, sobre todo, de las molestias, la fatiga, la perturbación  y, en su caso, el dolor que produce”. Desde  el punto de vista puramente físico,  un ruido es una mezcla de ondas  sonoras situadas en el campo de frecuencias audibles y de intensidades variables. También, se puede definir como una mezcla compleja y desordenada de  tonos o como cualquier sonido que es molesto y desagradable. Se considera ruido a todo sonido indeseable que produce molestia o que  puede afectar la salud y el bienestar de las personas.  En  higiene  industrial  se  puede  definir  ruido  como  cualquier  nivel  del  sonido superior a un límite máximo permisible.

1.2 Producción y transmisión del sonido Un  cuerpo  productor  de  sonido  siempre  es  un  cuerpo  vibratorio  en  contacto con un medio capaz de transmitir esta energía vibratoria al oído. El sonido se origina  en los cuerpos materiales, sólidos,  líquidos o gases;  animados de movimiento vibratorio y una vez producido,  va del cuerpo  en vibración (llamado fuente sonora) a otros cuerpos. El sonido precisa de un medio material interpuesto entre la fuente y el oído  para su transmisión y recepción. Fuente → Medio → Receptor En la mayoría de los casos el sonido llega a través del aire. Los sólidos y  líquidos también lo transmiten. En cambio, el sonido no se transfiere en el  vacío (ausencia de medio).

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Capítulo 1 • Sonido - Ruido

1.3 Parámetros que definen el ruido Los parámetros que definen el ruido son, entre otros, los siguientes: ondulatorios,  cualidades del sonido, presión sonora (RMS), intensidad del sonido, potencia  sonora, nivel de presión sonora (dB) y nivel de ruido continuo equivalente.  Tomados  del  Reglamento  técnico colombiano para ruido  en  ambientes de  trabajo, elaborado por el Ministerio de la Protección Social.

1.3.1. Parámetros ondulatorios

ELONGACIÓN

Período (T): es el tiempo que tarda en producirse un ciclo completo de la  onda sonora. Su unidad es el segundo. 

Amplitud

Ciclo

TIEMPO

Periodo

Figura 1. Tomado de ARP Protección Laboral Seguro. VESO Conservación Auditiva Santander.

Frecuencia  (f): es el número de ciclos que  se realizan por segundo.  Por  tanto, es la inversa del periodo. Se mide en Hz. Se  define  como el número  de  variaciones de  presión  que ocurren  en  la  unidad  de  tiempo,  generalmente  un  segundo,  también  se  puede  definir  como  el  número  de oscilaciones  de  la  onda  por  unidad  de  tiempo.  Se  expresa en ciclos por segundo (cps) o en Hertzios (Hz). La frecuencia es el  factor que califica la agudeza del sonido; los tonos graves corresponden a  frecuencias bajas y los tonos agudos (altos), a frecuencias altas.

FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

El oído normal, de personas jóvenes adultas, puede  percibir sonidos que  se  encuentran en  el rango  de frecuencias  de 20 a  20000 Hz,  esta es  la  llamada gama de frecuencias audibles o rango de audición. El oído humano es especialmente sensible a las frecuencias comprendidas  entre los 1000 y 5000 Hz. Las  frecuencias correspondientes  a la voz  hablada están entre  los 300  y  3000 Hz. llamado rango de conversación. Velocidad  del  sonido  (C): es  la  velocidad  a  la  que  se  propaga  la  onda  acústica en un medio elástico, y solo dependerá de las características de  este. Se representa por c y se mide en m/s. Es  el desplazamiento  de la onda  sonora en  la unidad  de tiempo,  en un  determinado medio Esta velocidad es constante siempre que no varíen las  condiciones del medio. La velocidad del sonido depende de la temperatura  absoluta del aire y está dada por:

A 20º C la velocidad del sonido es de aproximadamente 344 m/s Donde:  C = velocidad del sonido m/s t =  temperatura del aire o C También se puede aplicar esta expresión: C = 20.05 V (ºK) = 20.05 V(ºC + 273) m/seg La  velocidad  de  transmisión  del  sonido  depende  de  la  densidad  y  elasticidad del medio en que se transmite. C = V (G P/p)

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Capítulo 1 • Sonido - Ruido

Donde: C = velocidad del sonido G = constante  que  depende  del  calor  específico.  A  presión  y  volumen  constante para el aire es de 1.4 P =  presión del ambiente p =  densidad del ambiente C = V (1.4 presión / densidad) El sonido se desplaza más rápidamente en los líquidos y en los sólidos que  en los gases. A  continuación  se  muestran  dos  tablas  con  algunos  ejemplos  de  velocidades  de  propagación  de  la  onda  acústica,  en  diferentes  medios  y  a  unas condiciones  determinadas  tomadas  del  documento  Aplicación  informática  orientada  a  la  formación  y  evaluación  de  riesgos  derivados  de la exposición a ruido en ambientes industriales, elaborado por Antonio  Carlos  Pérez  de  Siles  Marín  de  la  Escuela  Politécnica  Superior  de  la  Universidad de Córdoba.  Tabla 1. Sólidos y líquidos en condiciones normales de presión y temperatura 

Sustancia

Densidad (kg/m 3)

Velocidad “C” (m/s)

Aluminio

2700

5140

Cobre

8900

3560

Hierro

7800

5000

Plomo

11400

1227

2700

3810

998

1473

1020

1460

Alcohol etílico

790

1220

Gasolina 

700

1166

Mármol Agua Agua de mar

FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

Tabla 2. Gas en condiciones normales de presión y temperatura

Sustancia

Densidad (kg/m 3)

Hidrógeno

Velocidad “C” (m/s)

90

1262

808

401

Aire

1293

344

Oxígeno

1430

317.2

Anhídrido carbónico

1970

258

Cloro

3220

206

Vapor de agua

En el aire la velocidad del sonido aumenta aproximadamente 60 cm/seg,  por cada grado centígrado de elevación de la temperatura. Longitud de onda (λ): es la distancia entre dos puntos máximos o puntos  mínimos sucesivos. Se puede decir que equivalen a un periodo. Se expresa  en metros o en pies. λ

Figura 2. Tomado de QUINCHÍA, Rigoberto et al. Evaluación y control de ruido industrial. 1991.

La  longitud  de  onda  está  relacionada  con  la  velocidad  del  sonido,  frecuencia y periodo, por la expresión: λ = C/F = CT Donde  C = velocidad de propagación 8

Capítulo 1 • Sonido - Ruido

Para  sonidos  propagándose  en  aire,  dentro  del  rango  de  frecuencias  audibles, los límites de la longitud de onda son de 17 m para 20 Hz y 17  mm para 20000 Hz. LONGITUD DE ONDA (m) 20m 

10Hz 

20Hz 

10m 

5m 

2m 

50Hz  100Hz  200Hz 

1m 

50 cm 

500Hz 100Hz 

20cm 

10cm 

5cm

5000Hz  10000Hz

FRECUENCIA (Hz) Figura 3. Longitud de onda. Tomado de Noise Control de Brüel and  Kjaer, 1986.

Amplitud: es la característica de las ondas sonoras que se perciben como  volumen.  La  amplitud  es  la  máxima  distancia  que  un  punto  se  desplaza  de  la posición  de equilibrio  del  medio  en  que se  propaga  la  onda; esta  distancia corresponde al grado de movimiento de las moléculas de aire en  una onda sonora. Al aumentar su movimiento, golpean el tímpano con una  fuerza mayor, por lo que el oído percibe un sonido más fuerte. Un tono con  amplitudes baja, media y alta demuestra el cambio del sonido resultante. 

1.4 Cualidades del sonido Intensidad: está  relacionada  con  la  amplitud  de  onda.  La intensidad  es  proporcional al cuadrado de dicha amplitud y se pueden clasificar así los  sonidos en fuertes y débiles. Tono: está  relacionado  con  la  frecuencia.  Es  una  cualidad mediante  la  cual  se  diferencian  los sonidos  graves de  los  agudos,  de  forma  que:  la  sensación sonora aguda procede de sonidos producidos por focos sonoros  que vibran a frecuencias elevadas y la sensación sonora grave procede de  sonidos producidos por focos sonoros que vibran a frecuencias bajas. Timbre: está  relacionado con los armónicos incluidos en  la onda sonora.  Cualidad  mediante  la  cual  se  pueden  distinguir  dos  sonidos  de  igual  intensidad  e  idéntico  tono  que  han  sido  emitidos  por  focos  sonoros  diferentes. FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

Físicamente,  el  timbre  de  un  sonido se  relaciona  con  el  hecho  de  que  casi  nunca  un  sonido  es  puro,  es  decir, jamás  un  sonido  corresponde  a  una onda sonora pura sino que, y dependiendo del tono, suele haber una  frecuencia fundamental a la  que pertenece la mayor parte  de la energía  de  ese  sonido,  y  otras  frecuencias,  que  también  llevan  asociadas  unas  cantidades  de energía  y  responden  a  una  ecuación  similar.  Estas ondas  se  llaman  armónicas  y  se  superponen  a  la  onda  correspondiente  a  la  frecuencia fundamental. Ondas: para  una  perturbación  o  impulso  simple  que  viaja  a  través  de  un medio,  cada partícula permanece  en reposo hasta  que el  impulso la  alcance,  luego  oscila  durante  un  corto  tiempo  y  regresa  a  su  posición  de  equilibrio.  Una  serie  de  impulsos  regulares  producen  una  onda  de  movimiento oscilatorio periódico. Si una onda es de movimiento armónico  simple se representa así:

Desplazamiento

Y

Tiempo

PERIODO Ejemplo  de una onda Sinosoidal Armónica

Figura  4. Onda  sinosoidal  armónica.  Tomado  de  Cartilla  VESO  para  la  conservación  auditiva  ARP  Protección Laboral Seguro, Santander, 1994

Y= A Sen (2π f t + d) Donde: Y  = desplazamiento de cada partícula A  = amplitud (desplazamiento máximo) f  = frecuencia t  = tiempo

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Capítulo 1 • Sonido - Ruido

El valor de d se determina por las condiciones iniciales del movimiento de  la onda Si t = 0, el desplazamiento es máximo (Y=A), entonces Y = A Sen (2IπI ft + d) A + A Sen (0 + d) Sen d = 1 d = π/2 o 900 esta condición se representa así:  A

T

Figura  5. Tomado  de  cartilla  VESO  para  la  conservación  auditiva  ARP  Protección  Laboral  Seguro,  Santander, 1994.

Existen varios tipos de onda entre las cuales se tienen las siguientes: • Onda  longitudinal: es  aquella  en  que  las  moléculas  del  medio  se  mueven y  vibran  en una  dirección  paralela a  la  dirección  de  la  propagación de la energía, como es el caso de las ondas sonoras • Onda plana: perturbación que se propaga en una sola dirección, como  planos paralelos • Onda cilíndrica: perturbación que se propaga en forma de cilindros  paralelos • Onda esférica: perturbación de una fuente puntual que se propaga en  tres dimensiones. A  distancias muy grandes de la fuente puntual las  ondas esféricas se vuelven planas • Ondas  transversales: cuando  las  moléculas  del  medio  se  mueven,  vibran en una dirección perpendicular a la dirección de la propagación  de la energía FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

t1 t2

Propagación Partículas

t3

Onda longitudinal en un resorte

Fuente puntual

Frente  de onda Rayo Esquema de una onda plana propagándose Fuente lineal de potencia W/longitud

3r

r

W

Propagación de frentes de  onda esféricos generados  por una fuente puntual Propagación

2r r

Partículas

Área Área 2A Área 3A Propagación de frentes de ondas cilindricas generadas por  una fuente lineal de sonido

Onda transversal propagándose en una placa

Figura  6. Tipos de  ondas.  Tomado  de  QUINCHÍA, Rigoberto  et  al.  Evaluación  y  control  de  ruido  industrial. 1991.

1.5 Transmisión del sonido En el momento de tratar un problema de ruido, una de las características a  considerar es la determinación del aislamiento a través de las separaciones  físicas entre recintos.  Así,  cuando  una  onda  sonora  alcanza  una  pared  (onda  incidente)  su  energía se reparte (tal como se indica en el figura 7), es absorbida, reflejada  y transmitida. Pudiéndose extraer las siguientes consecuencias del estudio  de la transmisión de un sonido: • Las  ondas  aéreas,  cuando  inciden  en  un  obstáculo  sólido, reparten  toda su energía en tres formas: Absorbida (a) Reflejada (c)

Transmitida (b)

Incidente (I) Figura 7. Transmisión del sonido. Tomado de Noise Control, op. cit.

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Capítulo 1 • Sonido - Ruido

•  Estas relaciones se miden usando los coeficientes de transmisión y de  absorción •  Tanto el coeficiente de transmisión como el coeficiente de absorción  dependen de: • Material de la pared y tipo de construcción • Frecuencia de la onda • Ángulo de incidencia

1.6 Variaciones de los recorridos de las ondas Las ondas en sus recorridos pueden sufrir variaciones ocasionadas por las  superficies con las cuales interactúan.

1.6.1 Ondas estacionarias Las  ondas reflejadas por  una barrera  suave tendrán la misma  frecuencia  y virtualmente la misma amplitud de la onda incidente, lo cual da como  resultado  dos  ondas de la  misma frecuencia, amplitud  y  velocidad; que  viajan en direcciones opuestas en el mismo medio: A 

A 

N 

A 

N 

N 

A

N

Figura 8. Ondas estacionarias. Tomado de Evaluación y control de ru.ido industrial, op. cit.

1.6.2 Campo directo y campo difuso En los procesos de emisión, propagación y recepción del sonido, el tipo de  campo acústico en el que ocurren tiene una gran influencia. En  acústica,  se  definen  dos tipos  de  campos;  estos  son:  campo  acústico  libre y campo acústico difuso.  Al analizar la ecuación 

FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

Si el sonido radiado por la fuente omnidireccional no es obstaculizado  por ningún objeto, la intensidad acústica varía de acuerdo con el inverso  del  cuadrado  de  la  distancia.  En  este  caso,  se  habla  de  propagación  en  campo  libre,  como  ocurre  en  un  gran  espacio  abierto,  libre  de  superficies reflectantes. En  los  laboratorios  de  acústica,  estas  condiciones  de  campo  libre  se  consiguen en el interior de una cámara anecoica, en la que sus paredes  están  recubiertas  de  un  tratamiento  altamente  absorbente  a  la  energía  acústica.  Son generalmente  cuñas  de  lana  mineral  o  de  fibra  de  vidrio,  con objeto de evitar cualquier reflexión. Por el contrario, si la onda acústica encuentra obstáculos en su propagación,  aparecen fenómenos de difracción y reflexión. Los fenómenos de difracción  se presentan cuando se interpone en la trayectoria de la onda acústica un  obstáculo de dimensiones reducidas en relación con su longitud de onda  o cuando el mismo presenta discontinuidades. En estos casos la onda se  comporta como se indica en la figura 9. 

Onda incidente

Región de sombra Onda incidente

Barrera

Onda incidente Obstáculo

λ

λ Fenómenos de difracción

Figura 9. Transmisión del sonido. Tomado de Noise Control. op. cit. 

En caso contrario se produce el fenómeno de reflexión. 14

Capítulo 1 • Sonido - Ruido

1.7 Reflexión Es la alteración de una onda que avanza en forma frontal a través del aire,  debido a la presencia de una barrera o superficie que se interpone en su  camino. La  forma de la onda frontal no es  alterada por la reflexión sobre  barreras planas.

1.7.1  Leyes de la reflexión El rayo incidente, el refractado y el normal a la barrera caen en el mismo plano. El ángulo entre el rayo incidente y el normal a la barrera es llamado “ángulo  de incidencia teta i” y es igual al ángulo entre el rayo reflejado y el normal a la  barrera, llamado “ángulo de reflexión teta r”.

Figura 10. Reflexión de ondas. Tomado de Noise Control. op. cit.

La  contribución  de  las  reflexiones  con  objetos  grandes,  en  comparación  con la longitud de onda, se manifiesta por incrementos o atenuaciones de la  intensidad sonora por encima o por debajo del nivel que existiría en el punto  de que se trate, si la propagación fuese idealmente esférica. Este es el caso de  emisión en un recinto cerrado o en una cavidad. Un campo difuso es el campo acústico en el que un gran número de ondas  reflejadas,  provenientes de  todas  direcciones,  se combinan de  forma  que  la  densidad media de energía es uniforme en cualquier punto de dicho campo.  Una  aproximación de  este tipo  de  campo  se obtiene en  gran escala,  en  las  llamadas cámaras reverberantes.

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

1.8 Reverberación La  reverberación  es  consecuencia  de  la  reflexión  de  las  ondas  sonoras  en  los  límites  de  un  local  y  se  manifiesta  en  forma  de  una propagación  audible del ruido en un intervalo de tiempo en que no se está emitiendo  realmente ningún ruido por la fuente. Su efecto se mide normalmente mediante el tiempo de reverberación, que  es el número de segundos requeridos para que el nivel de presión sonora  disminuya 60 dB después de que la fuente ha cesado de emitir. Es este un  parámetro de gran importancia para el estudio de acústica de locales.

1.9 Refracción Cuando  una  onda  avanza  en  un  medio  y  choca  contra  la superficie  de  un  segundo medio, parte de la onda se refleja  y el resto se  refracta en el  segundo medio, cambiando la dirección. Este cambio de dirección ocurre  cuando la velocidad de la onda difiere en los dos medios, como resultado  de la diferencia de densidad.

1.9.1  Leyes de la refracción •  El  rayo  incidente,  el  reflejado  y  el  normal  sobre  la  superficie  del  segundo medio caen en el mismo plano • El  ángulo  de  incidencia  θi  y  el  ángulo  de  refracción  θr  están  relacionados por: Sen θi / V1 = θr / V2 Donde: V1 = velocidad de la onda en el medio 1 V2 = velocidad de la onda en el medio 2

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Capítulo 1 • Sonido - Ruido

Ra

yo

  in

cid

Línea normal

en

te Superficie

Ra yo   re fra ct ad o Figura 11. Refracción de ondas. Tomado de Evaluación y control de ruido industrial, op. cit.

1.10 Presión sonora Es la característica que permite oír un sonido a mayor o menor distancia.  Indica la cantidad de energía que transporta el sonido para su propagación  y determina la amplitud de la onda. La sensación auditiva del sonido débil  es dada por sonidos de poca presión sonora y la de sonido fuerte, por los  de alta presión sonora. El  desplazamiento  complejo  de  moléculas  de  aire  se  traduce  en  una  sucesión de variaciones muy pequeñas de la presión; estas alteraciones de  presión pueden percibirse por el oído y el fenómeno se denomina presión  sonora. Los factores de sensación sonora dependen de dos componentes  físicos: el nivel de presión sonora y la frecuencia. Debido  a  que  las  fluctuaciones  de  presión  causadas  por  el  sonido  son  extremadamente  pequeñas,  la  unidad  utilizada  para  medir  la  presión  sonora  es  el  microbar  (μbar).  La  presión  sonora  mínima  que  el  oído  humano  puede  detectar  depende  de  la  frecuencia.  El  oído  normal  de  jóvenes adultos es capaz de percibir a 1000 Hz presiones sonoras que van  desde 0.0002 μbar (sonido mínimo audible) hasta 200 μbar (nivel superior  de sensibilidad acústica). Los sonidos con presiones sonoras por  encima  de este valor son dolorosos para el oído.

1.11 Unidad de medida del sonido El  decibel (dB) es la  unidad adoptada  para medir el  sonido. En realidad  el  decibel  no  es  una  unidad,  si  no  una  relación  logarítmica  entre  una  cantidad medida y una cantidad de referencia. FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

El  decibel  es  usado  para  describir  los  niveles  de  presión,  potencia  o  intensidad sonora.  La mayoría de los instrumentos para medir el sonido  están calibrados para dar lecturas del nivel de presión sonora. La presión sonora que se ha escogido de referencia es 0.0002 μbar, debido  a que se aproxima al límite normal de la audición en 1000 Hz. Decibel (dB) = 10 Log10 (Cantidad/Cantidad de referencia) Nivel de presión sonora (SPL) = 20 Log (P/P0) (dB) Donde: SPL = Nivel de Presión Sonora P  = Presión sonora efectiva media P0 = Presión sonora de referencia La  relación  de  la  escala  decibel  como  medida  del  sonido  se  debe  principalmente a las siguientes razones: 1.  En  la  práctica,  el  rango  de  presiones  sonoras  a  las  cuales  pueden  estar expuestas las personas varía desde 0.0002 µbar, hasta presiones  sonoras superiores a 200 μbar; siendo este último valor un millón de  veces superior a la presión mínima que el oído normal puede detectar.  2.  La  escala  decibel  sigue  más  de  cerca  la  respuesta  del  oído.  Experimentos han demostrado que el oído no responde al sonido de  una manera lineal. El decibel es la mínima intensidad capaz de impresionar el oído humano  a la frecuencia de 1000 Hz. Para que las variaciones de la presión acústica sean audibles, deben estar  comprendidas  en  el rango entre 20•10-6  y 200 Pa,  aunque esto  solo  es  rigurosamente cierto para la frecuencia de 1000 Hz. Mediante la utilización de la escala en dB se ha convertido una escala de  200.000.000 de unidades en otra de 140 unidades. 

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Capítulo 1 • Sonido - Ruido

Presión acústica (μPa)

Nivel de presión (dB)

200.000.000

140

20.000.000

120

2.000.000

100

200.000

80

20.000

60

2.000

40

200

20

20

0

Tabla 3. Tomada de cartilla VESO para la conservación auditiva ARP Protección Laboral Seguro, op. cit.

Cero decibeles es la mínima cantidad de  sonido que un oído  sano joven  percibe en la frecuencia de 1000 Hz. Límite umbral = 20 μPa

Límite de dolor = 200 mPa

1.12 Campo auditivo normal La curva de audibilidad mínima, que es casi parabólica, tiene zona óptima  entre 1000 y 2000 Hz. La curva de audibilidad máxima, igualmente casi  parabólica, tiene un máximo también entre estas frecuencias. Si la frecuencia  es demasiado baja, inferior a 16 Hz, se  dice que se trata  de un infrasonido, si la frecuencia es más alta, por encima de 16000 Hz,  se trata de ultrasonido.

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

Figura 12. Campo auditivo normal. Tomada de RUIZ, Luis F. El ruido, efectos auditivos y extrauditivos,  documentos IV, Congreso colombiano de toxicología.

1.12.1 Zona conversacional Es  la  banda  de  frecuencia  emitida  en  el  momento  de  la  palabra.  Se  extiende  desde la frecuencia de  250 Hz hasta 2000 Hz, con un máximo  de utilización de las frecuencias medianas de 1000 Hz y 2000 Hz. En lo que concierne a la intensidad de la palabra, esta es emitida habitualmente  entre 30 y 70 dB (35 voz baja, 55 dB en voz alta). De esta manera, la pérdida  en decibeles tendrá más importancia social entre 30 y 70 dB. Así, numerosos  trabajadores portadores de una hipoacusia de 25 dB no consultan sino hasta  el día que un episodio  rinofaríngeo la agrava bruscamente en  5 a  10 dB,  convirtiendo la situación en una afección molesta. 

Figura 13. Zona conversacional. Tomada de El ruido, efectos auditivos y extrauditivos. op. cit.

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Capítulo 1 • Sonido - Ruido

En la siguiente tabla  se presentan niveles típicos de ruidos causados  por  varias fuentes: Tabla 4. Niveles típicos de presión sonora

Fuente sonora

Nivel de presión sonora  (dB)

Voz cuchicheada

20

Tic tac de un reloj a un metro

30

Oficina corriente

40-60

Conversación normal a un  metro

60

Oficina ruidosa

70

Ruido de la calle

40-70

Automóviles a siete metros

80-95

Tornos

95-105

Perforación subterránea

100-130

Sierras circulares para madera

100-110

Trituradoras de mandíbula

100

Ribeteado de planchas de acero

130

Motor a reacción

140

Fuente: tomado de CASTRO Y., Francisco. Técnica básica de la seguridad e higiene en el trabajo.

1.13 Combinación de niveles sonoros Siendo el decibel una unidad logarítmica, los niveles sonoros correspondientes  a varias fuentes no pueden sumarse o restarse aritméticamente. Se dispone de  tablas o gráficos que facilitan la combinación del nivel total a partir de niveles  sonoros individuales.

FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

Tabla 5.

Diferencia en decibeles

n.º de decibeles para añadir  al nivel más alto

0

3.0

1

2.6

2

2.1

3

1.8

4

1.5

5

1.2

6

1.0

7

0.8

8

0.6

10

0.4

12

0.3

14

0.2

16

0.1

Fuente: tomado de Evaluación y control de ruido industrial, op. cit.

Se aprecia como el efecto de una fuente sonora cuya intensidad es mucho  menor que la de la fuente mayor, no produce cambios significativos en el  nivel ruido resultante. Ejemplo:  en  un  taller,  cinco  máquinas  operan  intermitentemente,  cada  máquina fue estudiada individualmente y el nivel sonoro total producido  por cada una se detalla a continuación: L1 = 60 dB L2 = 80 dB L3 = 85 dB L4 = 90 dB L5 = 60 dB El procedimiento es el siguiente: se escogen las dos fuentes mayores y se  restan, esta  diferencia corresponde en la  tabla  a un  número de dB para  añadir  al  nivel  más  alto,  el  resultado  obtenido se  considera,  como  una  22

Capítulo 1 • Sonido - Ruido

nueva fuente X de la cual se le restará la mayor entre las restantes y cuya  diferencia  corresponde  a  la  tabla  a  un  número  de dB  para  añadir,  este  procedimiento  se  repite  hasta  cuando  la  fuente  formada  por  adiciones  sucesivas  supere tanto  a  las  restantes,  que  el  efecto  de cualquier  suma  posterior resulte despreciable (el valor  tomado como  referencia es el de  más de 16 dB). 90 - 85 = 5 Esta diferencia corresponde en la tabla a 1.2 dB Por lo tanto, 90 + 1.2 = 91.2 dB  Ahora, 91.2 - 80 = 11.2 Esta diferencia corresponde en la tabla a 0.3 Entonces: 91.2 + 0.3 = 91.5 dB Por último , 91.5  -60  =  31.5  Mayor  de  16  dB,  siendo  despreciable,  según  la  tabla 5 Por  lo  tanto,  el  nivel  sonoro  total  esperado,  cuando  operan  las  cinco  máquinas simultáneamente es de 91.5 dB. Ruido  de  fondo: es  el  nivel  de  ruido  ambiente  sobre  el  que  se  deben  presentar  las señales  o  medir  las fuentes  de ruido.  En  algunos  casos  es  necesario restar niveles de ruido. El caso más típico es cuando se quiere medir el ruido de una máquina en  particular en presencia de ruido de fondo. Entonces, es importante saber  si  el ruido  medido es debido  al ruido  de fondo, al ruido  de la máquina  o  a  una  combinación  de  ambos.  Cuando  se  quiere  realizar  este  test  el  procedimiento es el siguiente: 1.  Medir el ruido total existente (el de la máquina más el ruido de fondo),  LS+N. 2.  Detener la máquina y medir el ruido de fondo, LN. 3.  Calcular  la  diferencia  L=LS+N–LN y  utilizar  una  curva  similar  a  la  empleada para la suma de dB. FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

La resta de dB se puede hacer como la suma, por dos métodos: por cálculo  y por un gráfico. Por cálculo es  exactamente igual que la suma pero con  los signos cambiados. 

1.14 Bandas de frecuencia Los  sonidos  a  los  cuales  las  personas  están  expuestas,  pueden  estar  constituidos por: • Un tono puro o sonido de una sola frecuencia •  Una combinación compleja de muchas frecuencias diferentes Este último es el caso más usual en la industria y se define como ruido. La  reacción de las personas a estos ruidos no depende solo de los niveles de  presión sonora sino también de la composición del ruido en términos de  frecuencia.  No  obstante,  es  imposible  determinar  la  intensidad de cada  tono  componente,  siendo más  sencillo  evaluar  el  nivel  sonoro total  en  cada grupo de una serie de bandas de frecuencias. Para este propósito se  divide el rango en frecuencia audible que más interesa, aproximadamente  de 20 a 10000 Hz, en una serie de bandas de frecuencia. Dividiéndose  en ocho  segmentos se  obtienen  las  bandas  de  octava.  La  palabra octava significa  que el límite superior de  la banda  de frecuencia  es el doble del límite inferior. Las ocho bandas de octava especificadas por  la American Standard Association, son:  37.5 - 75; 75 - 150; 150 - 300; 300 - 600; 600 - 1200; 1200 - 2400;  2400 - 4800; 4800 - 9600 Hz.

1.15 Cómo percibe el oído el sonido Las características de frecuencia y presión sonora son factores físicos que  se pueden medir directamente utilizando aparatos de medida. Sin  embargo,  si  se  desea  determinar  el  efecto  de  sonidos  de  diferente  frecuencia  y  presión  sonora  sobre  el  oído,  es  importante  observar  que  no  existe una relación  entre estos  factores físicos  y la manera  como son  percibidos por el oído. El oído tiene una respuesta particular al ruido que no es simplemente la  medición de un fenómeno físico sino una sensación auditiva. Llamándose  audibilidad a la magnitud de esta sensación auditiva. 24

Capítulo 1 • Sonido - Ruido

Un sonido con el doble de presión sonora no es percibido por el oído con  el doble de sonoridad. Al aumentar la frecuencia el oído percibe un aumento de tono. Sonidos  de  frecuencias  diferentes  e  idénticas  presiones  sonoras  son  percibidos  por  el  oído  con  intensidades  de  sensación  diferentes.  Las  frecuencias  graves  o  las muy  agudas,  a  pesar  de  tener  la  misma presión  sonora,  se  perciben más débilmente que las frecuencias medias. Por  lo tanto, en el  rango  de frecuencia de  20 a  1000  Hz  se requiere  de presiones  sonoras  progresivamente menores para que un sonido sea audible. De 1000 a 4000  Hz la respuesta del oído es casi constante. Para frecuencias superiores a  4000 Hz se necesita de presiones sonoras cada vez mayores para que el  sonido sea audible. Se obtiene así una curva de audibilidad o sensación  auditiva que presenta una depresión en su parte central y que corresponde  a la mayor sensibilidad del oído, de 1000 a 4000 Hz aproximadamente.

Dolor 140 Umbral de las molestias

Vibración

100 Umbral de la buena audición

80

Vibración

Presión sonora db

120

60

Zona de sonidos audibles Conversación normal

40 Inaudible 

20

0 

16 

62 

Inaudible

250  1000  Frecuencia en Hz

4000 

1600

Figura 14. Sensibilidad auditiva. Tomado de El ruido, efectos auditivos y extraauditivos, op. cit.

Es  importante observar  en  esta figura  el límite  de  presión sonora  que  el  oído puede tolerar. Cuando los niveles sonoros alcanzan de los 100 a120  dB el oído registra una sensación desagradable.

FERNANDO HENAO ROBLEDO

25

Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

A 130 dB se advierte una sensación molesta y a 140 dB se produce dolor.

1.16 Curvas de igual audibilidad Esta teoría fue tomada del artículo Curvas isosónicas o de igual audibilidad,  de internet. Para poder evaluar o medir el nivel sonoro que realmente percibe el oído  humano fue necesario establecer la unidad de sonoridad denominada FON,  que mide el nivel de audibilidad o sonoridad, equivalente a un sonido de  0 dB y 1000 Hz. Es decir, que para un sonido de 1000 Hz numéricamente  el número de decibeles y FONES es igual. De esta forma, se construyeron  una serie de curvas llamadas contornos de igual audibilidad, para lo cual  se  emplearon  personas  debidamente  seleccionadas  y  entrenadas  en  la  percepción  de sonidos. En el siguiente diagrama  se presentan las curvas  de Fletcher y  Munson (1933), tomado del documento Características del  sonido, en las cuales un tono de 200 Hz y I = 40 dB provocará la misma  sensación de sonoridad que uno de 1000 Hz y Lp = 20 dB. Se dice entonces  que tiene un nivel de sonoridad de 20 fones. Obsérvese que a igual Lp los  sonidos muy  graves  (baja  frecuencia) y  los muy  agudos  (alta  frecuencia)  tienen menor nivel de sonoridad que los sonidos medios. Además, en la  zona de los 3 KHz se tiene la mayor sensibilidad del oído. La curva de 0  fon es el umbral de audición, y la de 120 fon, el umbral de dolor.

26

Capítulo 1 • Sonido - Ruido

Figura 15. Curvas de igual audibilidad (Curvas de Fletcher y Munson).

Las  curvas de igual  audibilidad  o isosónicas  indican el  nivel  de presión  sonora necesario para obtener la misma sensación de sonoridad en función  de  la  frecuencia.  Cada  curva  representa  las combinaciones  del  nivel  y  de  frecuencia,  cuyos  sonidos  provocan  en  el  oído  la  misma  sensación  audible, como si tuviesen igual nivel sonoro. Se observa que, para tener la misma sensación auditiva que produce un  sonido de 1000 Hz  y 0  dB se requiere que sonidos de otras frecuencias  posean  niveles  de  presiones  sonoras  mayores,  especialmente  para  las  frecuencias graves y muy agudas. Tomando la curva  más baja  o  del umbral de  la buena  audición  se tiene  que para una frecuencia de 60 Hz es necesario un nivel de presión sonora  aproximadamente de 50 dB para que se produzca la misma sensación de  sonoridad que a 1000 Hz y 0 dB. A niveles sonoros cercanos a los 100 dB  los sonidos de frecuencia entre 20 y 1000 Hz son percibidos por el oído  con la misma sensación de sonoridad.

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1.17 Tipos de ruido La  mayor  parte  de  los  ruidos  están  formados  por todas  las  frecuencias  de  la  escala  auditiva,  pero  se  pueden  clasificar  de  la  siguiente  forma,  según lo planteado en el Reglamento técnico colombiano para ruido en  ambientes de trabajo: a)  Ruido  continuo  estable: es  aquel  cuyo  nivel  de  presión  sonora  permanece  casi  constante  con  fluctuaciones  inferiores  o  iguales  a  5  dB (A) durante un  periodo de  medición de un  minuto. Se caracteriza  por  niveles  de  presión  sonora  que  no  presentan  cambios  rápidos  o  repentinos. Ejemplos son los ruidos producidos por los motores a chorro. b)  Ruido continuo fluctuante: es aquel que presenta variaciones en los  niveles de presión sonora mayores a 5 dB (A) durante un periodo de  medición de un minuto. c)  Ruido  de  impulso  o  impacto: es  aquel  que  presenta  elevaciones  bruscas del nivel de presión sonora de corta duración y que se produce  con  intervalos  regulares  o  irregulares  con  tiempo  entre  pico  y  pico  iguales  o  superiores a  un  segundo.  Cuando  los intervalos  sucesivos  son menores de un segundo, el ruido se considera como continuo.

1.18  Nociones sobre anatomía y fisiología del oído Del  documento  Aplicación  informática  orientada  a  la  formación  y  evaluación  de  riesgos  derivados  de  la  exposición  a  ruido  en  ambientes  industriales, de  la  Escuela  Politécnica  Superior  de  la  Universidad  de  Córdoba, cuyo autor es Antonio Carlos Pérez de Siles Marín, se tomó la  siguiente información, la cual, por ser en su mayoría de carácter médico,  se transcribe: Se vive en un medio saturado de vibraciones: una pequeña parte de las mismas  pueden ser captadas por el oído interno y trasladadas a niveles superiores del  sistema nervioso, como estímulos que proporcionan al individuo información  útil o necesaria para la propia supervivencia y/o para las relaciones sociales  o de grupo. Hay fundados  motivos para suponer que el paso decisivo que convierte  en  homo sapiens al homo erectus  se da  cuando consigue codificar  los  sonidos  que puede emitir con la laringe hasta darles la significación concreta que los  convirtió en lenguaje.

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Capítulo 1 • Sonido - Ruido

Más  tarde,  sonidos  producidos  casi  siempre  por  percusión  o  utilizando  instrumentos elementales  adquieren  carácter simbólico, bien como  señales  de  alarma,  como  manifestaciones  de  júbilo  o  pesar,  o  le  proporcionan  información  con  la  que  la  supervivencia  se  puede  hacer  menos  penosa  o  más fácil. Pabellón auricular

Conducto auditivo externo

Conductores semicirculares

Ampollas de los conductos semicirculares

Martillo

Vestíbulo Nervio estatoacústico

Yunque

Membrana timpánica

Oído interno

Estribo

Ventana Ventana redonda oval

Cúpula del caracol

1.18.1  ¿Por qué oímos? La  captación  de  vibraciones  por  el  ser  vivo  requiere  la  posesión  por  este  de receptores diferenciados. En el caso concreto de las vibraciones  sonoras tales receptores están alojados en el oído interno, y su puesta en  marcha precisa un acondicionamiento previo del estímulo vibratorio que  se  realiza  en  el oído  externo y  el oído  medio, segmentos  periféricos  del  sistema auditivo. El sonido o  energía acústica se  crea cuando  el equilibrio del  aire es  perturbado  mecánicamente.  Las  variaciones  de  presión  del  aire  que  se  crean  se  propagan  desde  la  fuente  de  perturbación  en  forma  de  onda.  Cuando  la energía  vibratoria  golpea sobre  el  oído  esta es  registrada  por  el cerebro por intermedio de los tres principales componentes del aparato  auditivo: 1.  Oído  externo: recoge  el  sonido  y  lo  convierte  en  movimiento  vibratorio del tímpano. Está compuesto por el pabellón y el conducto  auditivo externo.

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

2.  Oído medio: acopla mecánicamente el tímpano con el fluido del oído  interno. Se  compone por la caja  timpánica  en la cual  se  encuentran  la membrana timpánica,  las ventanas oval y  redonda,  la trompa  de  Eustaquio y la cadena de huesecillos (martillo, yunque y estribo). 3.  Oído  interno: dentro  de  este  se  originan  señales  que  trasmiten  al  cerebro a través del nervio auditivo. Formado por el vestíbulo (sáculo,  utrículo), los canales semicirculares, el caracol o cóclea con la rampa  vestibular, rampa coclear y rampa timpánica.

Yunque

Martillo Tímpano

Ventana oval Estribo

Lenticular

Figura 16. Esquema de la transmisión del sonido en el órgano auditivo. Tomado de PÉREZ DE SILES,  Antonio Carlos. Página 39.

La  piel  del  conducto  tiene  glándulas  especializadas  que  secretan  una  sustancia cérea amarillenta, el cerumen.

1.18.2 Anatomía del oído externo El  oído  externo,  que  incluye  el pabellón  de  la  oreja  y  el canal  auditivo  externo,  está  separado  del  oído  medio  por  una  estructura  en  forma  de  disco llamada membrana timpánica (tímpano).  El pabellón auricular se une a  la cabeza mediante la piel y  se compone  principalmente  de  cartílago,  y  su  función  es  ayudar  a  reunir  las  ondas  sonoras  y  a  hacerlas  pasar  por  el  canal  auditivo  externo.  Este  mide  aproximadamente 2,5 cm y termina en la membrana timpánica.  30

Capítulo 1 • Sonido - Ruido

La  parte  visible  del  oído  se  denomina  pabellón  auditivo  o  pabellón  “auricular”.  Es  una  estructura  cartilaginosa  situada  a  ambos  lados  de  la  cabeza  cuya  forma  ayuda  a  la  recepción  del  sonido  y  aporta  cierta  discriminación  direccional.  El  pabellón  auricular  forma  la  entrada  al  canal auditivo, que conduce las ondas sonoras hacia el tímpano (también  conocido como “membrana timpánica”). El canal auditivo, que tiene de  5 a  7 mm de diámetro y  unos 27 mm de longitud, actúa como un tubo,  cerrado  en  un  extremo,  con  una  frecuencia  de  resonancia  natural  de  aproximadamente 3000 Hz. Dicha resonancia aumenta la sensibilidad de  la  audición  en  las  frecuencias  de  esta  región.  El  tímpano  es  el final  del  canal auditivo y separa el oído externo del oído medio. Es un cono bajo de  unos 7 mm de diámetro, con el vértice dirigido hacia el centro. Oído externo Pabellón auditivo

Huesecillos del oído medio

Oído medio

Oído interno Ventana oval

Cóclea Nervio auditivo

Canal auditivo Tímpano

Trompa de Eustaquio

Ventana redonda

Figura 17. Esquema de la transmisión del sonido en el órgano auditivo. Tomado de Ibíd.. Página 40.

En la pared que separa el oído medio del interno hay dos orificios pequeños,  la ventana oval y la redonda. La base del estribo se asienta en la ventana  oval, por donde se transmite el sonido al oído interno. La ventana redonda  proporciona una salida a las vibraciones sonoras. La trompa de Eustaquio, de aproximadamente 1 mm de ancho y 35 mm de  largo, conecta el oído medio con la nasofaringe y su función es igualar la  presión del oído medio con la de la atmósfera.

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

1.18.3 Anatomía del oído medio El oído medio se encuentra excavado en el hueso temporal (hueso bilateral de  la base del cráneo), en la denominada caja del tímpano. El oído medio es una  cavidad llena de aire que contiene tres huesecillos: martillo, yunque y estribo,  los  cuales  se  mantienen  en  su  sitio  y  se  mueven  mediante  articulaciones,  músculos y ligamentos que ayudan a la transmisión del sonido.  Es una cavidad llena de aire de unos dos centímetros cúbicos y contiene el  mecanismo  que transmite el  movimiento vibratorio desde  el tímpano hacia  el  oído  interno.  Este  mecanismo  (denominado  cadena  de  huesecillos)  está  formado  por  tres  pequeños  huesos:  martillo,  que  está  conectado  con  el  tímpano; yunque, que forma un nivel de interconexión; y el estribo, conectado  con la ventana oval que sirve de entrada a la cóclea del oído. Conductores semicirculares

Porción cocular del nervio estatoacústico

Porción vestibular del nervio estatoacústico

Vestíbulo

interno.  Ampollas del conducto semicircular

Ventana oval Ventana redonda

Caracol Base del caracol

Figura 18. Tomado de BILSOM. Daño a la audición. Billesholm, Suecia, 1990.

La cadena de huesecillos está suspendida por ligamentos y tensada por dos  pequeños músculos, el tímpano tensor (conectado con el martillo) y el músculo  del  estribo  (conectado  con  el  estribo).  Este  sistema  sirve  dos  propósitos: 1)  como nivelador para permitir un eficaz acoplamiento del tímpano a la ventana  oval y 2) como mecanismo protector que limita el movimiento transmitido a  la ventana oval.  Este mecanismo protector es activado por cualquier sonido  alto, que produce un reflejo de contracción de los dos pequeños músculos, el  tímpano tensor y el músculo del estribo. 

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Capítulo 1 • Sonido - Ruido

1.18.4 Anatomía del oído interno Es  un  sistema complejo de  canales llenos de fluido inmerso  en  el hueso  temporal.  En  su  interior  se  localizan  las  terminaciones  nerviosas  que  aportan  los  sentidos  del  equilibrio  y  la  audición.  Las  fibras  nerviosas  auditivas  terminan  en  la  cóclea.  Esta es  una  configuración  en  forma de  caracol de 2 ½ vueltas, que si se extendiera mediría 35 mm. La membrana basilar es una membrana fibrosa flexible que corre paralela  a  la cóclea, a  lo largo de  la cual  distribuye el mecanismo de  excitación  nerviosa.  La membrana basilar se pone en movimiento hidráulicamente,  mediante la energía acústica acoplada a la cóclea en la ventana oval. La  porción de la membrana basilar, que es máximamente excitada, depende  de  la  frecuencia  de  la  onda  sonora  estimuladora.  Las  frecuencias  altas  producen  mayor  excitación  cerca  de  la  ventana  oval,  y  las  frecuencias  bajas, cerca del otro extremo (ápice) de la espiral. En  la  estimulación  de  las  terminaciones  nerviosas  actúa  una  estructura  compleja  de  la  membrana  basilar,  conocida como  órgano  de  Corti.  Las  células pilosas internas y externas son componentes del órgano de Corti, y  están implicadas de forma crítica en el proceso de estimulación nerviosa.  La lesión de estas células pilosas parece estar relacionada con la pérdida  auditiva inducida por el ruido. De hecho, la localización de la lesión sobre  la membrana basilar se relaciona estrechamente con la frecuencia en que  se observa la máxima pérdida auditiva. El oído interno se encuentra alojado profundamente en el hueso temporal  y está formado por una serie de estructuras complejas que se encargan de  la audición y el equilibrio del ser humano. La cóclea y los canales semicirculares constituyen el laberinto óseo. Los tres  canales semicirculares (posterior, superior y lateral) intervienen en el equilibrio. La cóclea es un tubo óseo con forma de caracol. El techo de la cóclea está  revestido por la membrana vestibular y el suelo, por la membrana basilar,  en la cual descansa el órgano de Corti que es el responsable de la audición.

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

Oído externo Pabellón auditivo

Huesecillos del oído medio

Oído medio

Oído interno Ventana oval

Cóclea Nervio auditivo

Canal auditivo Tímpano

Trompa de Eustaquio

Ventana redonda

Figura 19. Esquema de la transmisión  del sonido en el órgano auditivo. Tomado de PÉREZ DE SILES.  Op. cit. Página 41.

Dentro del laberinto óseo se encuentra el laberinto membranoso sumergido  en un líquido llamado perilinfa. El laberinto membranoso incluye utrículo,  sáculo  y  canales  semicirculares,  conducto  coclear  y  órgano  de  Corti;  contiene, además, un líquido llamado endolinfa. Entre  estos  dos  líquidos  se  establece  un  delicado  equilibrio;  muchos  trastornos del oído se deben a alteraciones de este.

1.18.5 Conducción ósea Se denomina conducción ósea a la transmisión de la energía acústica hacia  el oído interno, a través de vías que implican a los huesos craneales. Por  ejemplo, se oye, en parte, la propia voz debido a la conducción ósea. Los  huesos craneales pueden excitarse mediante el contacto de la cabeza con  un cuerpo vibrante o mediante el “choque” con la cabeza de un campo  sonoro aéreo. Además de que el sonido excita directamente el cráneo, las  vibraciones inducidas en otras partes del cuerpo pueden ser conducidas a  la cabeza mediante los tejidos corporales y la estructura ósea.

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Capítulo 1 • Sonido - Ruido

Si este sonido  es suficientemente  intenso, la pequeña parte de la energía  acústica aérea,  convertida en vibración,  transmitida por  vía  sólida en la  cabeza,  puede dar  como  resultado  que el  sonido se  oiga a  través  de la  conducción ósea. En general, el nivel de presión sonora en el aire debe ser  de aproximadamente 60 dB o más, por encima del umbral de conducción  aérea para oírse mediante la conducción ósea.

1.18.6 Fisiología de la audición Del libro Medicina Laboral de Joseph LaDou se tomó la siguiente información: El sonido entra al oído por el canal auditivo externo y hace que la membrana  del tímpano vibre. Las vibraciones transmiten el sonido en forma de energía  mecánica, mediante la acción de palanca de los huesecillos hacia la ventana  oval. Después, esta energía mecánica es trasmitida por los líquidos del oído interno  a la cóclea,  donde  se  convierte en energía  eléctrica que  viaja por el nervio  vestíbulo-coclear  hacia  el  sistema  nervioso  central,  donde  es  analizado  e  interpretado  como  sonido  en  su  forma  final.  Durante  este  proceso  de  transmisión,  las  ondas  sonoras  encuentran  protuberancias  cada  vez  más  pequeñas, desde  el  pabellón auricular  hasta  la pequeña  ventana oval,  que  resultan en incremento de la amplitud (o volumen) del sonido. Las ondas sonoras transmitidas por la membrana del tímpano a los huesecillos  del oído medio llegan al caracol, que es el órgano encargado de la audición,  situado en el laberinto u oído interno.

Figura 20. Esquema de la transmisión del sonido en el órgano auditivo. A-Martillo. B-Yunque. C-Estribo.  D-Membrana del tímpano. E-Conducto auditivo externo. Las flechas indican el sentido en que se desplazan los huesecillos. Tomado de Pérez de Siles, op. cit.

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

Un  huesecillo  importante  es  el  estribo,  que  balancea  y  establece  las  vibraciones (ondas) en los líquidos contenidos en el laberinto. Estas ondas  líquidas,  a  su  vez,  causan  el  movimiento  de  la  membrana  basilar  que  estimula a las células del órgano de Corti para moverse en forma de onda.  Los movimientos de la membrana estabilizan las corrientes eléctricas que  estimulan las diversas áreas  de la cóclea. Las  células ciliadas  inician un  impulso  nervioso  que  se  codifica  y  transfiere  a  la  corteza  auditiva  del  cerebro, donde se descodifica en la forma de un mensaje sonoro. La audición ocurre por dos mecanismos: •  La transmisión de sonidos por el aire en el conducto auditivo externo  y medio comprende la conducción aérea  • La que ocurre por los huesecillos del oído medio es la conducción ósea En personas con audición normal, la conducción aérea es más eficaz; sin  embargo, los defectos de la membrana timpánica o la interrupción de la  cadena osicular alteran la conducción normal del aire y causan pérdida de  la proporción sonido-presión y, por tanto, pérdida de la audición. Se puede concluir diciendo que el ruido produce lesiones (trauma sonoro)  en principio solo detectables en registro audiométrico, y si la intensidad  y/o  tiempo  son  suficientes,  provocará  hipoacusia.  Esta  disminución  de  la  agudeza auditiva comienza de forma  silente y no es  percibida por  la  persona hasta que no se alcanzan las frecuencias conversacionales. El campo auditivo del hombre está entre los 16 y los 20000 Hz. Por debajo  de  este rango no se  percibe sonido  y sí una sensación de  empuje; y  por  encima, la  vibración entra en el límite  de los ultrasonidos,  no captables  por el hombre pero sí por la mayoría de los animales.

1.19 Efectos del ruido El  ruido  produce,  en  las  personas  expuestas,  efectos  sobre  el  sistema  auditivo y efectos generales. Del documento de Pérez de Siles Marín, op.  cit. se tomó la siguiente información. 

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Capítulo 1 • Sonido - Ruido

1.19.1 Sobre el sistema auditivo El oído humano tiene dos funciones netamente diferenciadas, cumplidas  por  cada  uno de  los sectores  del  oído interno.  Mientras en  el  laberinto  anterior  se  encuentran  los receptores  auditivos, al  laberinto  posterior le  corresponde una misión tónica, vinculada al mantenimiento del equilibrio  y a la orientación en el espacio. En  sentido  estricto,  solo  el  laberinto  anterior  puede  considerarse  como  órgano de la audición, si bien para el mejor cumplimiento de la función que  le está encomendada dispone de dos anexos (oído externo y oído medio), a  los que corresponde la captación y acondicionamiento del impulso sonoro. Para que la audición sea perfecta se precisa la integridad anatómica de todos  y  cada uno de  los elementos integrantes del sistema; cualquier alteración  que afecte a uno de ellos se traduce en una pérdida de la agudeza auditiva,  que  puede quedar  próxima  a los  niveles normales y  pasar  desapercibida,  con un déficit conocido más o menos importante o perderse totalmente. En la terminología común,  hablar de “sordera”  equivale a decir  pérdida  de audición, sin especificar si su origen radica en alteraciones del sistema  de  conducción o  transmisión  del  estímulo,  a  nivel  del  de  percepción  o  compromete, a la vez, a ambos. La  diferencia  entre  sorderas  de  transmisión  y  de  percepción  tiene  un  enorme  interés,  ya  que  mientras  el  complejo terminal  del  caracol  y  sus  conexiones nerviosas permanezcan en  buen estado siempre será  posible  arbitrar un medio para que las vibraciones lo alcancen con la intensidad  suficiente para conseguir una audición útil. Por  el contrario,  cuando las lesiones  comprometen al caracol  no caben  esperanzas de regeneración y, por supuesto, es imposible que el estímulo  sonoro que llegue a este por una vía alternativa, pueda suplir un eslabón  que es imprescindible para el reconocimiento de los sonidos.

1.19.2 Sorderas de transmisión Las lesiones localizadas en el aparato de conducción de sonido suponen  un obstáculo para el acceso de las ondas al laberinto anterior. En general,  se trata de procesos de origen inflamatorio o degenerativo, de problemas  FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

residuales, rara vez de traumatismos y, excepcionalmente, cabe atribuirlas  al trauma sonoro.

1.19.3 Sorderas de percepción No  siempre  es  fácil  fijar  su  etiología,  ya  que  unas  veces  la  pérdida  de  audición es solo un síntoma de cuadros clínicos más o menos complicados  y otras veces se refieren a trastornos funcionales superponibles que pueden  producirse en las más variadas afecciones. Hay  que  tener  en  cuenta  que  el  oído  interno,  con  más  frecuencia  que  cualquiera de las otras estructuras sensoriales, puede verse comprometido  en afecciones cardiovasculares, por tóxicos endógenos y/o exógenos y por  fenómenos naturales de involución que en ocasiones ni la más cuidadosa  investigación  permite  identificar  de  forma  incuestionable.  El  problema  resulta particularmente complejo cuando la pérdida de audición aparece  de forma insidiosa en individuos cuya actividad profesional se desarrolla  en un ambiente de ruido y se plantean reclamaciones de tipo económico.

1.19.4 Grados de sordera En  la  siguiente  tabla  se  relaciona  la  clasificación  de  hipoacusias  según  el grado de pérdida con el umbral auditivo audiométrico en frecuencias  conversacionales  o  próximas  (ya  que  estas  arrastran  al  déficit  de  las  conversacionales)  y  la  repercusión  en  el  ámbito  de  comunicación  que  supone  cada  pérdida, tomada  del  catálogo  de elementos  de protección  fabricados por Bilsom.  Tabla 6. Grados de sordera.

Grado de hipoacusia

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Umbral de audición

Déficit auditivo

Grado de hipoacusia

Umbral de audición

Audición normal

0-25 dB

Déficit auditivo

Pérdida leve

25-40 dB

Dificultad en conversación en voz baja o a  distancia

Pérdida moderada

40-55 dB

Conversación posible a 1 o 1.5 metros

Capítulo 1 • Sonido - Ruido

Pérdida marcada

55-70 dB

Requiere conversación con voz fuerte

Pérdida severa

70-90 dB

Voz fuerte y a 30 cm

Pérdida profunda

90 dB 

Oye sonidos muy fuertes, pero no puede utilizar los sonidos como medio de comunicación

Fuente: Tomado de Bilsom Daño a la audición, op. cit.

1.19.5 Trauma acústico Del  mismo documento  anteriormente  citado  del  doctor  Antonio  Carlos  Pérez de Siles Marín se tomaron los siguientes conceptos:  El aparato auditivo está calculado para soportar, sin sufrimiento y por un  tiempo adecuado, estímulos vibratorios de características determinadas en  cuanto a frecuencia e intensidad. Cuando se rebasan los límites tolerables  aparecen, a nivel de la cóclea, las lesiones del llamado trauma acústico;  trauma  que  en  ocasiones  se  produce  de  forma  aguda,  aunque  lo  más  común es que ante la persistencia del estímulo el receptor auditivo caiga  en una situación de fatiga; al principio recuperable cuando el individuo se  aparta de la fuente sonora, pero que con el tiempo dará paso a un déficit  permanente por degeneración de los receptores. Hay entonces dos posibilidades de trauma acústico: a)  El fulminante, producido por sonidos de gran intensidad y frecuencia  imprecisa que actúan por un tiempo mínimo y cuyo prototipo son las  explosiones;  en  estas,  la  presión  sonora  alcanza  niveles  suficientes  para afectar al oído interno, provocando además lesiones anatómicas  en el oído medio con fractura o  desplazamiento por  el desgarro del  tímpano y luxación de la cadena osicular. b)  El prolongado, producido por ruidos continuos de intensidad variable  que actúan por largo tiempo. A estas dos causas hay que añadir, en ocasiones, un factor de susceptibilidad  individual que reduce la capacidad de resistencia del oído interno  hasta  límites que lo hacen vulnerable a agresiones inicialmente bien toleradas. En  esta fragilidad individual hay que tener en cuenta factores constitucionales  de muy difícil valoración, y/o procesos ópticos anteriores que, si bien no  afectaron al oído interno directamente, de hecho lo colocan en inferioridad  de condiciones al rebajar la capacidad protectora del oído medio.

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

En  última  instancia,  las  consecuencias  del  trauma  acústico,  que  se  pudiera considerar habitualmente por motivos de ocupación u otros como  ubicación  de  la vivienda  en  las proximidades de aeropuertos,  traduce el  fracaso  de  los mecanismos de  adaptación, que  al  ser incapaces de  una  recuperación  total  hacen  que  aquello  que  inicialmente  fue  solo  déficit  funcional (fatiga) se convierta en alteración celular irreversible.

1.20 Agresividad del ruido El poder agresivo del ruido está condicionado a su frecuencia, intensidad,  duración y ritmo de emisión. Las frecuencias agudas resultan más lesivas que las graves y puesto que el  ruido es un complejo en el que se implican sonidos de distinta frecuencia,  el de mayor poder agresivo será aquel en cuyo espectro haya un mayor  aporte de ruidos agudos. En cuanto a las vibraciones no audibles, parece  ser  que  los  ultrasonidos  generados  en  la  actividad  industrial  son  bien  tolerados por el oído humano, en parte quizá porque se propagan mal por  el aire, y también porque la cóclea carece de receptores específicos para  ellos. Por el contrario, las vibraciones de baja frecuencia, en especial las  que alcanzan la cóclea por vía ósea, determinan una caída de umbrales  que no aparece cuando el mismo ruido se reproduce una vez eliminado. Las intensidades elevadas son muy agresivas como lo demuestra el largo  tiempo  que  dura  la  recuperación  tras  soportar  sonidos  que  rebasen  el  nivel crítico de 90 dB, porque en algunos casos la supuesta fatiga acústica  no  es ya una alteración funcional,  sino que responde a la existencia  real  de  lesiones cocleares  que  pueden  ir  desde el  discreto  edema reversible  con  audición recuperable,  a  las  conmociones  con  desorganización  del  citoplasma de  las células ciliadas, que supone la pérdida definitiva de la  audición. En la tabla número 7 se reseña la intensidad de algunos ruidos  que rebasan con creces el nivel crítico: Tabla 7. Niveles críticos de ruido. Banco de pruebas de motores a reacción

130 a 145 dB

Remachado en astilleros

120 a 130 dB

Talleres de calderería

100 a 110 dB

Perforadoras neumáticas

100 a 120 dB

Telares de lanzadera móvil

100 a 120 dB

Fuente: tomado de PÉREZ DE SILES, Antonio C. op. cit.

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Capítulo 1 • Sonido - Ruido

La  permanencia prolongada en  el ambiente ruidoso durante jornadas de  trabajo  o  el  realizar  durante  años  la  misma  ocupación  en  el  ambiente  saturado de ruido, son factores a tener en cuenta, llegado el momento de  valorar la relación de independencia entre el ruido ambiente soportado y  la pérdida de audición.

1.20.1 Lesiones y alteraciones Si  se  revisan  las  circunstancias  en  las  que  el  órgano  de  la  audición  puede  ser  perjudicado  por  su  estímulo  específico  (el  sonido),  hay  tres  posibilidades: 1.  El trauma acústico provocado por la acción instantánea de un ruido  de gran intensidad.  2.  La pérdida irreparable de la audición en personas que, por motivaciones  profesionales, han de permanecer soportando ruido agresivo durante  mucho tiempo. 3.  Las  alteraciones  episódicas  y,  en  general  reversibles,  determinadas  por el ruido ambiente.

1.20.2 El trauma acústico agudo El prototipo es el producido por explosiones, en las que a una onda sonora  de gran intensidad se suma  el desplazamiento de grandes masas de aire  que constituyen la onda de choque o explosiva. Desde el punto de vista físico, la onda explosiva se produce por un aumento  brutal  e  instantáneo  de  la  presión  de  gases  en  un  punto  determinado,  incremento que se propaga por ondas de gran amplitud, más otras sonoras  de pequeña y, en general, baja frecuencia. Las lesiones de oído por explosión en tiempos de paz se dan entre quienes  manejan pólvora o productos similares (pirotécnicos, canteros, etc.) y en  las víctimas de ciertos accidentes como son los disparos de armas de fuego  producidos cerca de la oreja o de explosiones debidas al terrorismo.

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

Si  la  onda  explosiva  tiene  potencia  para  destruir  edificios,  no  puede  extrañar  que  origine  en  el  delicado  y  frágil  aparato  auditivo  deterioros  morfológicos y funcionales de importancia. En  las  explosiones  es  relativamente  frecuente el  desgarro  uni o  bilateral  del tímpano, con otorragia, dolor muy vivo y sensación de inestabilidad o  atontamiento. Al desgarro puede sumarse (o no), la luxación de la cadena  osicular y el desplazamiento de los elementos que la integran. Cuando  se  trata  de  explosiones de  intensidad  media  o  baja,  el tímpano  presenta un  enrojecimiento más  o menos acusado, de duración variable,  con hundimiento de la membrana si el aumento de presión en el conducto  auditivo  externo forzó al aire contenido en  la caja a pasar por la trompa  a la faringe, creándose así, de hecho, una presión negativa intracavitaria. En el trauma acústico por explosión es constante un descenso de la agudeza  auditiva que se instala de inmediato, tiene importancia variable y en general se  recupera, salvo cuando la conmoción de la estructura laberíntica determinó  lesiones irreparables en los receptores o hemorragias intracocleares. Resumiendo,  en la  pérdida  de audición por  trauma  acústico agudo  hay  compromiso  de  los  sistemas  de  transmisión  y  percepción  que  pueden  ser  simultáneos.  En  las  pérdidas  por  compromiso  aislado  del  primero,  en  las  que  no  se  produce  una  recuperación  espontánea  satisfactoria,  las  intervenciones  reparadoras  pueden  dar  resultados  muy  estimables  a  condición  de  demorarlas  hasta  que  se  haya  consolidado  el  proceso  de  cicatrización. En las sorderas de percepción, el pronóstico depende de la  importancia de las lesiones producidas a nivel del oído interno.

1.21 Hipoacusia inducida por ruido (HIR): estado actual Se  presenta lo  planeado  por  los doctores Héctor  Hernández  Sánchez  y  Mabelys  Gutiérrez  Carrera  en  su  documento  del  Instituto  Superior  de  Medicina Militar Dr. Luis Díaz Soto sobre este tema. 

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Capítulo 1 • Sonido - Ruido

1.21.1 Mecanismos favorecedores del daño por ruido Teoría del microtrauma Los  picos  del  nivel  de presión  sonora de  un  ruido  constante  conducen  a  la  pérdida  progresiva  de  células,  con  la  consecuente  eliminación  de  neuroepitelio en proporciones crecientes. Teoría bioquímica Postula que la hipoacusia se origina por las alteraciones bioquímicas que el  ruido desencadena y conlleva a un agotamiento de metabolitos, así como  a la lisis celular. Estos cambios bioquímicos son: disminución de la presión  de O2 en el conducto coclear;  reducción de los ácidos nucleicos de las  células; disminución del glucógeno, ATP; aumento de elementos oxígeno  reactivos (ROS) como los superóxidos, peróxidos y radicales de hidroxilo;  que favorecen el estrés oxidativo inducido por ruido; disminución de los  niveles de enzimas que participan en el intercambio iónico activo (Na (+),  K (+)-ATPasa y Ca (2+)-ATPasa). Teoría de la conducción del calcio intracelular Se sabe que  el ruido es  capaz de despolarizar neuronas en ausencia de  cualquier otro estimulo. Estudios recientes al respecto han demostrado que  las alteraciones o distorsiones que sufre la onda de propagación del calcio  intracelular  en  las  neuronas  son  debidas  a  cambios  en  los  canales  del  calcio. Los niveles bajos de calcio en las células ciliadas internas parecen  intervenir en la prevención de la HIR. Mecanismo mediado por macrotrauma La  onda  expansiva  producida  por  un  ruido  discontinuo  intenso  es  transmitida  a  través  del  aire,  generando  una  fuerza  capaz  de  destruir  estructuras como el tímpano y la cadena de huesecillos.

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

1.21.2 Mecanismos protectores del daño por ruido Mecanismo neural Estudios  en  cobayos  confirman  la  hipótesis  de  que  el  sistema  eferente  coclear está involucrado en los mecanismos que subyacen en el “efecto  de  endurecimiento”  a  las  altas  frecuencias.  Este  efecto  se  define  como  una reducción progresiva del umbral cuando son aplicadas exposiciones  repetidas a un mismo ruido. La neurectomía vestibular realizada a través  de la fosa posterior, asegurando la interrupción de las fibras olivococleares  cruzadas y no cruzadas en un solo oído, antes de su entrada en el canal  auditivo,  origina  hipoacusia  por  exposición  a  ruido,  comparado  con  el  oído contralateral no operado. Mecanismo antioxidativo La  ausencia de  sustancias antioxidantes como las superóxido dismutasas  (CuZn-SOD)  y  glutatión  potencian  el  daño  inducido  por  ruido.  Estas  ejercen un mecanismo protector sobre la cóclea. Mecanismo de acondicionamiento del sonido Se  continúan  acumulando  evidencias  que  demuestran  la  importancia  de  la  reducción  de  los  efectos  deletéreos  del  trauma  acústico  por  acondicionamiento del sonido. Este es un proceso de exposición a niveles  bajos de ruido no dañino, para crear efectos protectores a largo plazo en  detrimento  de las  formas  perjudiciales subsecuentes de  trauma  acústico.  Diferentes  paradigmas  de  sonido  condicionado  han  sido  probados  con  éxito para prevenir los cambios patológicos del sistema auditivo. La  HIR  se  define  como  la  disminución  de  la  capacidad  auditiva  de  uno  o  ambos  oídos,  parcial  o  total,  permanente  y  acumulativa,  de  tipo  sensorioneural que se origina gradualmente, durante y como resultado de  la  exposición a  niveles  perjudiciales  de  ruido  en  el  ambiente  laboral, de  tipo continuo o intermitente, de intensidad relativamente alta (> 85 dB SPL)  durante  un periodo grande de  tiempo, debiendo diferenciarse del trauma  acústico, el cual es considerado más como un accidente, que una verdadera  enfermedad  profesional.  La  HIR  se  caracteriza  por  ser  de  comienzo  insidioso, curso progresivo y de presentación predominantemente bilateral 

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Capítulo 1 • Sonido - Ruido

y  simétrica.  Al  igual que  todas  las  hipoacusias sensorioneurales,  se  trata  de  una afección irreversible,  pero a diferencia de estas,  la HIR puede  ser  prevenida (TORRES, F. A. Ruido e hipoacusia. Conferencia. Diplomado de  Audiología, Centro de Neurociencias de Cuba, noviembre 2002-mar 2003). Desde  un  punto  de  vista  conductual  y  para  su  mejor  compresión  y  adecuado seguimiento audiológico, la HIR se puede dividir en cuatro fases  o etapas de acuerdo con las clasificaciones de Azoy y Maduro: • Fase  I (de  instalación  de  un  déficit  permanente).  Antes  de  la  instauración de  una  HIR  irreversible  se  produce  un incremento  del  umbral de  aproximadamente 30-40 dB  en  la frecuencia 4  KHz. Esta  fase tiene  como característica  que el  cese  de  la exposición  al  ruido  puede revertir el daño al cabo de los pocos días. • Fase  II (de  latencia).  Se  produce  después  un  periodo  de  latencia  donde el déficit en los 4 KHz se mantiene estable, ampliándose a las  frecuencias vecinas en menor intensidad e incrementándose el umbral  entre  40-50 dB,  sin comprometer  aún  la compresión  de la  palabra,  pero ya no hay  reversibilidad del  daño  auditivo. Su descubrimiento  reviste importancia en lo concerniente a la profilaxis. • Fase  III (de  latencia  subtotal).  Existe  no  solo  afectación  de  la  frecuencia 4 KHz sino también de las frecuencias vecinas, se produce  un incremento del umbral entre 70-80 dB, acarreando la incapacidad  en la compresión de la palabra. • Fase IV (terminal o hipoacusia manifiesta). Déficit auditivo vasto, que  afecta todas las frecuencias agudas, con compromiso de frecuencias  graves y un incremento del umbral a 80 dB o más. Los exámenes y pruebas diagnósticas revisten una gran importancia para  el estudio, diagnóstico, tratamiento y rehabilitación del paciente; en este  trabajo  se  abordarán  los  más  frecuentemente  utilizados  en  la  práctica  audiológica y de la medicina ocupacional, con un enfoque de las técnicas  diagnósticas más novedosas disponibles en la actualidad.

1.21.3 Potenciales evocados auditivos de tallo cerebral (PEATC) Prueba  electrofisiológica,  de  la  respuesta  cerebral  a  un  estímulo  dado.  Diferencia el origen de la hipoacusia sensorioneural (coclear o retrococlear)  y  se  utiliza  para  valorar  la  integridad  del  tallo  cerebral  en  síndromes 

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

neurológicos  e  igualmente  en  la  búsqueda  de  umbrales  auditivos  en  pacientes que no colaboran o simulan hipoacusia. La interpretación del PEATC, desde un perfil audiológico, se caracteriza por: • La ausencia de respuesta a los 30 dB nHL revela la presencia de una  hipoacusia • La  presencia  de  los  tres  picos  principales  con  valores  de  latencias  absolutas prolongadas y latencias interpicos dentro de límites normales  a 70 dB nHL es un signo típico de hipoacusia conductiva • La ausencia de las respuestas (no  aparición de ningún componente),  cuando no influyen problemas técnicos, constituye un signo típico de  hipoacusia severa por lesión del receptor • La presencia solamente del pico V, con latencia absoluta dentro del  límite  normal  o  ligeramente  prolongada  a  70  dB nHL,  sugiere  una  hipoacusia neurosensorial,  al  igual  que  la  presencia  de  los picos  I,  III, y V con valores de latencias absolutas e  interpicos a  70 dB nHL,  con  umbral  electrofisiológico  por  encima  de  30  dB  nHL  (Ruido  e  hipoacusia, ibíd.).

1.21.4 Emisiones otoacústicas Las  emisiones  otoacústicas  son  en  la  actualidad  la  prueba  objetiva,  no  invasiva  y de  bajo costo, que ofrece  datos de  las frecuencias agudas  tan  necesarias para el habla y el lenguaje. Attias y otros buscaron la relación  entre los umbrales auditivos por audiometría y la presencia de emisiones  otoacústicas  en pacientes  con  HIR  o  sin ella,  y  encontraron que  en los  pacientes expuestos a ruido las emisiones  estaban muy  disminuidas, aun  cuando los umbrales auditivos no mostraban cambios importantes, lo que  demuestra  que  las  emisiones  otoacústicas  representan  una  medida  más  exacta  del daño coclear que está produciendo la exposición a ruido aun  antes  de  que el  paciente pueda  percatarse  de  ello,  lo que confirma  que  las  emisiones  otoacústicas  ofrecen  una  elevada  sensibilidad  (79-95%),  especificidad  (84-87%)  y  proveen,  en  muchas  ocasiones,  información  indispensable en casos médico-legales, en  los cuales  la configuración de  los  umbrales  audiométricos son  necesarios para  obtener un  diagnóstico  preciso  de  la  hipoacusia  y  que  la  compensación  sea  proporcional  a  la  severidad  de  esta.  Dichos  estudios  demuestran  que  las  emisiones  otoacústicas  proveen  objetividad y  certeza elevada,  complementando el 

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Capítulo 1 • Sonido - Ruido

audiograma en el diagnóstico y monitoreo del estado de la cóclea, después  de la exposición a un ambiente ruidoso. 

1.22 La sordera profesional Conocida de antiguo, se entiende por tal la originada por la exposición a  ruido elevado de una forma crónica. Es una de las enfermedades profesionales más frecuentes en la actualidad,  debido  al gran número de  trabajadores  expuestos. En  1985 se  calculaba  una media de 12,5 millones de trabajadores expuestos a niveles de ruido  superiores a 85 dB, en los países de la Comunidad Económica Europea. Riesgo: la lesión que produce el ruido en la audición viene condicionada  por las características del ruido, del ambiente laboral y del sujeto expuesto. En cuanto a las características del ruido, es más lesivo cuanto mayor sea  su intensidad y cuanto más prolongada sea la exposición; los agudos son  más dañinos que los graves.  En cuanto a la condiciones del medio laboral, las vibraciones transmitidas  por el suelo y  la reverberación en las paredes lisas y duras potencian su  acción lesiva, siendo menos perjudicial el trabajo en espacios abiertos.  Respecto  a  la  susceptibilidad  del  individuo,  influye  la  edad  siendo  más  sensibles las personas mayores; también favorecen la lesión las afecciones  previas  de  oído  (hipoacusia  por  ototóxicos,  enfermedad  de  Ménière,  otoespongiosis...). Además, existe un factor de susceptibilidad individual y  algunas personas son más sensibles al efecto nocivo del ruido que el resto  de la población. Lesión  anatómica: se  asienta  en  el  oído  interno  a  nivel  de  las  células  neurosensoriales  (células  ciliadas)  del  órgano  de  Corti.  Estas  células  comienzan  a  sufrir  cambios  degenerativos  y  si  la  exposición  cesa  se  recuperan,  pero  si  continúa  terminan  por  destruirse  y  desaparecer.  Inicialmente,  se  afecta  la espira  basal del  caracol,  próxima  a  la ventana  oval  (zona  de  la  cóclea  donde  se  registran  las  frecuencias  agudas)  y  va  progresando  hacia  la  espira  media  (frecuencias  conversacionales),  llegando finalmente a afectar la espira apical (frecuencias graves). De forma 

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

secundaria comienza la destrucción de las células ciliadas, se degeneran  también las células de sostén y las fibras del nervio auditivo. Cuando la duración del ruido es breve se produce una restitución completa  y  se  habla  de  fatiga  pasajera  porque  han  entrado  en  funcionamiento  los  fenómenos  de  adaptación,  cualidad  que  poseen  todos  los  órganos  sensoriales,  fibras  nerviosas  y  músculos;  ajustando  el  receptor  a  un  determinado nivel fisiológico-metabólico. Cuando la duración es más prolongada y la intensidad mayor, se produce  un agotamiento del mecanismo de adaptación con restitución incompleta  y  aparición  de  defecto  permanente  (hay  alteraciones  químicas  y  de las  estructuras celulares).  La degeneración circunscrita del órgano de Corti en el extremo basal de la  cóclea corresponde con una pérdida de audición para las altas frecuencias,  hablándose clásicamente de una afectación de la frecuencia 4000 Hz por  explorarse habitualmente las frecuencias 2000, 4000 y 8000 Hz, teniendo  en  cuenta  que  en  audiometrías  con  investigación  de  las  frecuencias  intermedias se han observado afectaciones entre 2000 y 8000 Hz con un  vértice estadístico entre 5000 y 6000 Hz. La exposición al ruido provoca diversos síntomas: Pérdida auditiva. Al principio, después de la exposición al ruido, aparece una  hipoacusia o defecto auditivo como una variación del umbral, que desaparece  con el reposo o separación de la fuente sonora. Esta es la llamada variación  temporal del  umbral, pero  si  continúa  la exposición  al ruido, esa  variación  del umbral no desaparece y se habla entonces de variación permanente del  umbral  o  sordera  inducida  por  el  ruido.  Esa  hipoacusia  producida  por  el  ruido  es  en  general  bilateral  y  simétrica,  con  superposición  de  las  curvas  de transmisión aérea y de conducción ósea por ser una afectación del oído  interno; es, pues, una hipoacusia de percepción.  Recruitment y  diploacusia. Al  estar  afectado  el  órgano  existirá  en  la  gran  mayoría  de  los  casos  reclutamiento  positivo  (mejoría  de  la  audición  en  relación a un oído sano cuando se sobrepasa el umbral). Pueden no estar los  dos oídos afectados por igual y entonces se percibe como más estridente el  sonido en el oído más lesionado. Zumbido  de  oídos. Es un  síntoma  precoz  y frecuente  del  trauma acústico,  siendo  al  principio  tan  pequeño  que  a  veces  solo  llega  a  saberse  con  un 

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Capítulo 1 • Sonido - Ruido

interrogatorio  minucioso,  apareciendo  únicamente  justo  después  del  trabajo y desapareciendo  al anochecer  o durante la noche. Más tarde existe  constantemente  o  desaparece  en  los  días  de  descanso.  También  puede  aparecer de modo duradero y sin interrupción. Dolor  de  oídos. Se  presenta  cuando  la  intensidad  del  ruido  es  superior  a  los  120  dB  o  cuando  hay  alteraciones  timpánicas,  como  en  el  caso  de  ultrasonidos de gran intensidad o explosiones. Excepto en estos casos, el dolor  no es característico  de  la  sordera profesional  debida al  ruido. Los  oídos  no  acostumbrados, después de la exposición, pueden sentir una opresión sorda. Vértigo. El sonido es un estímulo inadecuado para el sistema vestibular; por  eso  rara  vez  se  encuentran  trastornos  vestibulares  espontáneos,  que  sí  se  presentan en  trabajadores que  están expuestos  a sacudidas  o conmociones.  En  el  análisis  microscópico  del  aparato  vestibular  de  hombres  y  animales  expuestos al ruido  no se hallaron nunca alteraciones. Otras alteraciones. Se han descrito taquicardia, extrasistolia, vasoconstricción  periférica, reducción  de  rendimiento  físico, trastornos  psíquicos (insomnio,  cefalea,  y  nerviosismo)  generalmente  en  personas  sensibles  y  además  en  circunstancias que son difíciles de separar de alteraciones ajenas al ruido.

1.23 Efectos del ruido ambiente La  exposición prolongada al ruido ambiente puede llegar a producir una  hipoestesia auditiva en el caso de que el individuo que la soporta genere un  sistema de selección que le permite “renunciar” a la audición, consciente  de aquello que no quiere oír.  Es de advertir que esta conducta no suprime el poder agresivo del ruido,  ni  impide la acción física  sobre los receptores cocleares de un estímulo  voluntariamente eliminado del espectro sensorial. Aunque el ruido ambiente  ordinario no llega a  producir sordera, lo que sí  provoca es un molesto “embotamiento” auditivo, con o sin zumbidos, más  una sensación de agotamiento desproporcionado a la actividad desarrollada. Otro problema es el planteado por los ruidos nocturnos, que al perturbar  el  descanso impiden  la  recuperación  normal  del  oído  durante el  sueño,  condicionando así un bajo rendimiento en la actividad diurna, especialmente  acusado en quienes se dedican a trabajos intelectuales o creativos.

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

Cuando  el  estudio  sobre  la  capacidad  regresiva  del  ruido  ambiente  se  realiza  sobre  núcleos  de  población  importantes,  de  vez  en  cuando  se  descubre algún caso con audición deficiente, discretamente deficiente, en  la zona de agudos próxima a la frecuencia de 4000 Hz, cuando no sobre  ella misma. Se trata de personas con cóclea frágil que ignoran su situación porque el  déficit  no  afecta  a  las  frecuencias  que  caen  dentro  del  espectro  sonoro  correspondiente a la voz hablada, y que en virtud de tal fragilidad están  predispuestas a pérdidas de mayor entidad, aunque también puede suceder  que el déficit  permanezca  estacionario  y el individuo viva  muchos años  ignorando su defecto. Sujetos  sicológicamente  predispuestos  por  cansancio,  preocupaciones  o  temor, pueden presentar alucinaciones auditivas cuando bruscamente cesa el  estímulo sonoro que, como el ruido ambiente, se soporta de forma habitual.  En  un  ambiente ruidoso  puede  resultar  difícil  fijar la  atención  e  incluso  puede  instaurarse  una  amnesia  de  evolución  esporádica  que  impide  recordar datos concretos. En  cuanto  a  la  actividad  intelectual,  en  especial  la  creativa,  requiere  silencio; y si el ruido llega a afectar al propio contenido del pensamiento  se  puede  incluso  llegar  a  producir  una  auténtica  fonofobia  polarizada  sobre la causa (real o supuesta) que la genera. Donde  el  ruido  ambiente  influye,  y  a  veces  de  forma  muy  importante,  es  sobre  el  área  afectiva  (humor,  estado  de  ánimo,  emociones,  etc.),  íntimamente  relacionada  con  componentes  somáticos  por  mecanismos  neurovegetativos. El hecho mismo de que el ruido produzca interferencias  negativas  en  el  área  de la  afectividad,  condiciona  las  características de  la  respuesta a  la gradación del  estímulo.  Un ruido  inicialmente molesto  que  persista  acaba  por  crear  una  irritabilidad  que  predispone  a  la  agresión,  agresión que por fortuna  casi siempre es verbal y se reduce al  intercambio  de  palabras  más  o  menos  gruesas.  Pero  en  casos  extremos,  el  embotamiento  afectivo  puede  llegar  a  la  agresión  física  si  se  da  en  individuos con reacciones primitivas. Hace años, se presentó la noticia de  que en un expreso había muerto un viajero apuñalado por un desconocido  50

Capítulo 1 • Sonido - Ruido

y  al ser detenido el agresor  manifestó que la causa de la agresión había  sido el que su compañero de departamento (la víctima) roncaba.

1.24 Efectos del ruido en la audición El  ruido  de  cierta  intensidad  produce  múltiples  efectos  en  las personas  expuestas al mismo, tales como: disminución de la eficacia en el trabajo,  cambios  psicológicos,  malestar,  alteraciones  del  ritmo  cardíaco  y  la  presión sanguínea, variaciones digestivas, etc.  Un  efecto  auditivo  más  directo  es  la  interferencia  en la  comunicación,  debido al efecto enmascarante del ruido de fondo; pero el efecto primario  del  ruido  sobre  la audición viene  dado  por  la capacidad que  este tiene  para originar sordera; dicha peculiaridad es conocida desde hace muchos  años, así ya habían sido descritas sorderas en caldereros, trabajadores del  sector  textil,  etc.  Actualmente,  el  problema  se  ha  magnificado  porque  la  industrialización  ha  traído consigo  maquinaria  mucho  más  ruidosa  y  además  el número  de trabajadores expuestos  es mayor que  hace 100  o  200 años.

1.24.1 Acumetría. Descripción y tipos La  acumetría  es  la  exploración  cualitativa  de  la  audición  mediante  diapasones  o  el  análisis  de  la  función  auditiva  realizado  por  medios  no  radioeléctricos.  Es  una  primera  aproximación  a  la  valoración  de  la  audición  en la  persona  explorada. En realidad,  es una  técnica  que  está  prácticamente en desuso, siendo su principal utilidad la de averiguar de una  manera sencilla y rápida si la hipoacusia es de oído medio (de transmisión)  o de oído interno (neurosensorial); otra utilidad sería el control de posibles  errores que pudiera aparecer en la audiometría tonal. Para esta evaluación se utilizan los diapasones, que producen tonos puros.  Generalmente se usan de frecuencia baja.

1.24.2 Pérdida temporal El siguiente  texto fue tomado de la página web del  National Institute on  Deafness and Other Communication Disorders :  FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

La  pérdida  temporal  es  una  elevación  pasajera  del  umbral  auditivo,  inducida por la exposición a ruido y que se va recuperando gradualmente  una  vez que  ha  cesado  la exposición. La  variación  del  umbral  puede  ir  desde insignificantes decibelios hasta dejar el oído temporalmente sordo. Los ruidos de alta frecuencia, sobre todo los de energía entre 2000 y 6000  Hz, son los más eficaces en producirla. Para exposiciones de 8 a 16 horas  el ruido debe superar los 60-80 dB de intensidad para llegar a producir este  efecto. La mayor alteración se observa sobre las frecuencias de igual espectro  que el ruido que provoca la elevación del umbral, a no ser a intensidades  elevadas de ruido, en cuyo caso la máxima afectación del umbral se sitúa  entre media y una octava sobre la frecuencia principal del ruido. Los ruidos con interrupciones frecuentes (o una exposición interrumpida)  producen  menor  pérdida  que  la  exposición  a  un  ruido  continuo  de  equivalente energía sonora. Al cesar la exposición, la sensibilidad auditiva vuelve al umbral por exposición  y el tiempo de recuperación puede variar desde minutos hasta varias semanas. La  susceptibilidad  individual  a  esta  pérdida  temporal  inducida  por  la  exposición a ruido varía considerablemente de unos individuos a otros; y  esta susceptibilidad guarda cierta relación con la predisposición individual  al traumatismo sonoro (elevación permanente del umbral); por  ello sería  interesante estudiar esta pérdida temporal, en los reconocimientos preempleo,  para ver si el trabajador es apto para ubicarlo en un ambiente laboral ruidoso. Los  efectos  del  ruido  sobre  la  audición fueron  tomados del  documento  sobre “Sistema de vigilancia epidemiológica para la conservación auditiva”  A.R.P.,  Seccional  Santander,  1995.  “La  acción  perjudicial  va  desde  un  deterioro temporal de la audición con recuperación parcial o total al cesar  la exposición, hasta la pérdida permanente e irreversible de  la audición.  La acción del ruido sobre la audición depende principalmente de: • Nivel sonoro • Espectro sonoro •  Tiempo de exposición •  Intervalo entre exposiciones • La susceptibilidad individual 52

Capítulo 1 • Sonido - Ruido

La exposición breve a ruidos de alta intensidad y de corta duración como  explosiones o detonaciones puede causar daños severos en el oído medio  y  en  el  interno,  alterándose  la  capacidad  auditiva  desde  la  hipoacusia  hasta la sordera. Puede presentarse rotura del tímpano y destrucción de la  continuidad de los huesecillos, daño que es producido por el incremento  y decrecimiento rápido de la presión. También podría ocurrir dislocación  de la membrana basilar y del órgano de Corti, si los cambios de presión  son lo suficientemente intensos y rápidos. La exposición prolongada al ruido puede producir: a)  Desplazamiento temporal de la audición: el oído expuesto a un ruido  de cierta intensidad presenta inicialmente un desplazamiento temporal  del umbral de la audición o fatiga auditiva. La acción del ruido en el  mecanismo conductor produce fatiga  del sistema  osteomuscular del  oído medio, permitiendo que pase al oído interno más energía de la  que el órgano de Corti puede soportar. Normal

Pérdida auditiva Db

0

10

20

30

125 

250 

500 

1000 

2000 

4000 

8

Inmediatamente después de la expos Dos horas después Cuatro horas después Figura 21. Desplazamiento temporal de la audición. Diseño del autor.

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

Esta  pérdida  temporal  de  la  audición  puede  observarse  en  un  audiograma en donde se indica una pérdida en el rango de frecuencias  comprendidas entre los 3000 y 8000 Hz, siendo más pronunciadas en  4000 Hz. Este déficit auditivo es transitorio, o sea que se supera un tiempo  después de abandonar el ambiente ruidoso. Puede presentarse después  de una exposición corta (minutos) a ruido intenso. b)  Desplazamiento permanente de la audición: la exposición prolongada  a un ruido excesivo hace imposible la reversión total de la audición,  produciéndose un desplazamiento del umbral que nunca se recupera  completamente y que se denomina desplazamiento permanente de la  audición (DPU) y clínicamente, sordera profesional. La  magnitud  y  rango  de  frecuencias  en  que  se  localiza  el  desplazamiento permanente del umbral depende principalmente de: –  La intensidad del ruido –  La duración de la exposición –  La distribución de la intensidad a través del espectro de frecuencias La pérdida auditiva por una exposición continua a ruido intenso  resulta del daño que se produce  en menor  o mayor extensión en las  células sensoriales del oído interno. La  destrucción  progresiva  del  oído  interno  comienza  de  una  manera  oculta  para  las  personas  expuestas,  porque  las  lesiones  aparecen primero  en las regiones del oído interno  que  responden a  frecuencias superiores a la voz. La sordera profesional se caracteriza principalmente por: –  –  –  – 

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Generalmente se presenta en ambos oídos Se incrementa con el trabajo y se atenúa con el reposo No progresa si la persona es retirada del ambiente ruidoso Es irreversible.

Capítulo 1 • Sonido - Ruido

Cuando la exposición continúa, las pérdidas se hacen mayores y  se extienden a frecuencias sobre y bajo el rango del lenguaje. Con periodos de exposición largos, la pérdida progresa llegando  a  un  déficit  hasta  de  50  decibeles  a  4000  Hz  que  se  extiende  a  frecuencias vecinas. En esta etapa no se aprecia la voz susurrada, no  se  puede  seguir  la  conversación  normal  y  se  observan  pérdidas  en  frecuencias altas y graves. A  veces  el  ruido  ocasiona  en  el  oído  un  sonido  de  sombra  “campanilleo” (Tinnitus),  que  generalmente  persiste  todo  el  tiempo  o se presenta al ponerse el oído en contacto con un medio ruidoso.  Tiene una tonalidad aguda, constante y llega a impedir el sueño a las  personas. En la sordera profesional no se presenta el síntoma de vértigo. 0 0 10 B

Pérdida auditiva Db

20

Frecuencia Hz

C

30 40

A 

Audición normal

BC 

Fase inicial

D 

Fase posterior que muestra  la pérdida extendiendose a otras frecuencias Fase tardía después de una exposición prolongada

50 D

60

E 

70 80

E

90 500 

1000 

2000 

4000 

8000

Figura 22. Audiometrías. Tomado de DE SEBASTIÁN, Gonzalo. Audiología práctica.

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

1.25 Pérdidas auditivas por causas diferentes El presente resumen fue extractado de la conferencia que el doctor Felipe  Ruiz  Gómez presentó en  el IV  Congreso Colombiano de  Toxicología y I  Latinoamericano de Toxicología Industrial, llevado a cabo en la ciudad de  Medellín en el mes de junio de 1979. No  todas  las  pérdidas  auditivas  son  de  origen  profesional  o  debido  a  exposiciones a ruido, sino que pueden ser congénitas o adquiridas. Las causas más importantes de la sordera congénita son: Hereditaria: incluye la otosclerosis. Predisposición a una degeneración precoz del nervio auditivo. Malformaciones anatómicas. Causas  tóxicas: provienen  principalmente  de  enfermedades  virales,  incluyendo la rubeola, especialmente si esta ocurre en el primer trimestre  del  embarazo,  en  menor  grado  están  la  parotiditis  e  influenza.  Es  probable  que  algunas  enfermedades  agudas  severas,  particularmente  si  se  acompañan  de  fiebre  alta,  lesionen  el  nervio  coclear,  en  el  final  del  periodo prenatal. Las  causas  de la  sordera  adquirida  son  muchas, las  más importantes  se  pueden clasificar: 1.  Causas cerebrales: • Meningitis • Encefalitis • Tumores • Enfermedades circulatorias • Contusiones • Fractura del hueso temporal 2.  Enfermedades infecciosa generales: • Fiebre escarlatiforme • Sarampión 56

Capítulo 1 • Sonido - Ruido

• • • •  • 

Varicela Fiebre tifoidea Difteria Sífilis Algunas enfermedades causantes de fiebre alta

3.  Infecciones del oído: •  Otitis externa • Otitis media  • Mastoiditis 4.  Agentes físicos: • Tapón de cerumen •  Obstrucción por cuerpo extraño •  Exposición a ruido • Traumatismo barométrico •  Excesivo crecimiento de tejido linfoide en la nasofaringe • Intervención quirúrgica 5.  Agentes tóxicos: • Quinina • Nicotina • Salicilatos, entre los cuales se deben destacar: el ácido acetil salicílico, la aspirina y el ibuprofeno • Aminoglucósidos entre los cuales se destacan: estreptomicina, neomicina,  gentamicina,  tobramicina,  amikacina,  netilmicina  y  la  paromomicina  6.  Misceláneos: • Edad avanzada (presbiacusia) Existen  otros  efectos del  ruido, además de  la pérdida  de la  audición. La  exposición  a  ruido  puede  provocar  trastornos  del  sueño,  irritabilidad  y  cansancio. El ruido disminuye el nivel de atención y aumenta el tiempo de  reacción del individuo frente a estímulos diversos, por lo que favorece el  crecimiento del número de errores cometidos y, por lo tanto, de accidentes.

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

La interferencia que provoca el ruido, respecto al desarrollo de la tarea,  va a depender de la dificultad y duración de las labores, las características  del  ruido  y  el  estado  de  la  persona  según  lo  planteado  por  la  doctora  María  Gómez-Cano  Alfaro,  en  su  documento  Ruido:  evaluación  y  acondicionamiento ergonómico. Las mediciones de ruido deben de llevarse a cabo de forma que los resultados  sean  representativos de  la verdadera  exposición de los trabajadores. Esto  condiciona el lugar y el tiempo de la medición. Hay  una  serie  de  tóxicos  industriales  que  lesionan  el  nervio  acústico:  anhídrido carbónico, cianuros, dimetilanilina, hidrocarburos halogenados,  mercurio, derivados alquílicos del mercurio, óxido de carbono, piridina,  sulfuro de carbono, talio y tricloroetileno. Es de todos conocido que la exposición al ruido tiene efectos en órganos  y sistemas diferentes a los de la audición y, aunque no están cuantificadas  las  relaciones  causa-efecto,  pueden  ser  considerados  como  origen  de  problemas de salud.  En el Protocolo de vigilancia sanitaria específica,  ruido, del Ministerio de  Sanidad y Consumo de España, se plantea que:  Diversos estudios indican su relación con el nivel y la distribución espectral  del ruido, así como los sistemas con posible afectación por el ruido; en la  tabla 8 se enumeran algunos de los sistemas que pueden verse afectados y  los efectos susceptibles de aparecer.

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Capítulo 1 • Sonido - Ruido

Tabla 8. Efectos del ruido a nivel sistémico, tomado del Ministerio de Sanidad y Consumo, España.

Sistema afectado

Efecto

Sistema Nervioso Central

Hiperreflexia y Alteraciones en el EEG

Sistema Nervioso Autónomo

Dilatación pupilar

Aparato Cardiovascular

Alteraciones de la frecuencia cardíaca e hipertensión arterial  (aguda)

Aparato Digestivo

Alteraciones de la secreción gastrointestinal

Sistema Endocrino

Aumento del cortisol y otros efectos hormonales

Aparato Respiratorio

Alteraciones del ritmo

Aparato Reproductor

En la gestación, alteraciones menstruales,  bajo peso al nacer,  prematuridad, riesgos auditivos en el feto

Órgano de la Visión

Estrechamiento del campo visual y problemas de acomodación

Aparato Vestibular

Vértigos y nistagmus

1.25.1 Presbiacusia Es la sordera que aparece con el paso de los años a causa del envejecimiento  biológico  del  sistema  auditivo.  Schuknecht  describe  cuatro  tipos  de  presbiacusia  según  el  lugar  donde  se  asienta  la  lesión;  a  su  vez,  cada  uno  tiene  una  edad  de  comienzo  y  un  trazado  audiométrico  distinto.  Sin  embargo,  la  más frecuente  es  la  presbiacusia  sensorial;  esta  es  a  la  que  habitualmente  se  hace  referencia  cuando  se  utiliza  el  término  de  presbiacusia y es también la que se describe.  Esta  sordera  comienza desde  los 20  hasta  los 30 años de  edad,  avanza  muy  lentamente  y  no  suele  ser  molesta  hasta  la  quinta  década  o  más.  La  sintomatología  consiste  en  una  hipoacusia  de  predominio  para  las  frecuencias agudas; dificultad para comprender el lenguaje, en especial en  ambientes ruidosos; puede presentar acúfenos, generalmente de tonalidad  aguda y no suele asociarse a vértigo. Audiométricamente  se  encuentra  una  hipoacusia  perceptiva  bilateral,  bastante  simétrica,  con  curvas  que  descienden  progresivamente  hacia  las  frecuencias  agudas,  estando  el  umbral  para  las  frecuencias  graves  relativamente  conservado.  En  la  audiometría  vocal  suele  haber  una  discriminación  peor de la esperada  por el audiograma tonal. Los  test de  reclutamiento pueden ser positivos. FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

En esta sordera hay una degeneración de todo el sistema auditivo. A nivel del  oído interno se afectan las células ciliadas del órgano de Corti, en especial  en el área de la espira basal. Además, hay una degeneración de las fibras del  nervio auditivo, de las estructuras del tronco cerebral y del cerebro. Esta  sordera  tiene  especial  interés  en  el  diagnóstico  diferencial  con  la  sordera profesional, ya que cuando han evolucionado ambos patrones se  confunden. Por ello, es de gran importancia tener audiogramas de las fases  iniciales en donde se puedan diferenciar (la sordera profesional presenta  un escotoma en la frecuencia de 4000 Hz que no se da en la presbiacusia).  En  los  casos  evolucionados  es  preciso  recurrir  a  las  tablas  de  “pérdida  media” por la edad, donde se resta a la sordera que presenta ese individuo  la de la pérdida para su edad y así se conoce qué cantidad de sordera es  debida al trabajo ruidoso. Tabla 9. Valores específicos de presbiacusia  en 4000 Hz según sexo

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Edad (años)

Mujeres 

Hombres

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2

3

31

2

4

32

2

5

33

2

6

34

3

7

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3

7

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3

8

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4

8

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4

8

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5

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5

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7

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8

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Capítulo 1 • Sonido - Ruido

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Fuente: tomado de E. R. Herman: An epidemiological study of noise.

1.26 Efectos extra auditivos del ruido Del  documento  presentado  en  internet  con  la  misma  denominación  se  hace el siguiente resumen:  Se  puede suponer relativamente  de los pocos estudios  publicados  hasta  el  presente, que  el sonido de moderada intensidad afecta la  circulación  y  composición  de la  sangre y un número  de hormonas sistémicas  en la  misma manera que otras formas de estrés lo hacen, como por ejemplo el  dolor y las vibraciones. Estas reacciones se cree sean principalmente el resultado de una activación  de  varias hormonas  hipofisiarias a través de  conexiones difusas auditivas  con el hipotálamo. FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

El  mejor  conocido  de  estos  efectos  es  la  disminución  en  la  circulación  periférica, la cual puede ser medida como una disminución, por ejemplo,  del pulso capilar (en los dedos). La  elevación  de  la  presión  arterial,  como  resultado  de  la  exposición  al  ruido, está también documentada. Se  cree que  estos  efectos  son  mediados a  través  de  la  vasoconstricción  general  de  la  estimulación  simpática, en  combinación  con  el  efecto de  la adrenalina secretada de la médula adrenal, en respuesta  también a  la  estimulación simpática. El principal efecto del aumento de la secreción de  la adrenalina es  un incremento del gasto cardíaco junto a una elevación  del azúcar sanguíneo y de los niveles de los ácidos grasos libres. La  activación  simpática  puede  también  activar  el  sistema  reninaangiotensina y de esta manera producir un aumento de la presión arterial. Los  resultados  de varios estudios  indican  que el  efecto sobre  la  presión  sanguínea  puede  persistir después  de  la terminación  de  la exposición  al  ruido (aunque en grado menor) y así, eventualmente producir hipertensión. En  lo  concerniente  a  las  hormonas  hipofisiarias,  el  sonido  genera  un  aumento de la producción de la mayoría de ellas, de las cuales la ACTH  es quizá la más importante. El incremento de la producción de cortisol  de la corteza adrenal aumenta la sensibilidad a la adrenalina y a la Noradrenalina, los niveles de azúcar se elevan y la actividad inmunológica  es deprimida. Recientes  estudios  han  demostrado  que  un  aumento  de  la  secreción  de  cortisol  puede  reducir  la  función  de  detoxificación  del  hígado.  Este  punto es de particular  interés en relación con algunos agentes  químicos  que  puedan  tener  efectos  cancerígenos,  existiendo  así  la  posibilidad  de  que  el  ruido  de  esta  manera  pueda  incrementar  el  riesgo de  sustancias  cancerígenas que hayan penetrado al organismo. Otras  hormonas  hipofisiarias,  cuya  secreción  está  aumentada  por  la  exposición al ruido, influencian al sistema reproductor. 62

Capítulo 1 • Sonido - Ruido

La  secreción  de  la  hormona  antidiurética  ADH  también  se  presenta  aumentada, resultado de esto es un incremento de la reabsorción tubular  de agua en el riñón. Sonidos inesperados bajos pueden provocar efectos tales como: activación  muscular generalizada (reacción de alerta) palpitaciones y aumento de la  presión arterial.

1.27 Efectos sicológicos del ruido Es obvio que el ruido puede ser molesto e interferir con el trabajo individual.  Varias investigaciones han propuesto cuantificar la incomodidad y de esta  forma hacer posible diferenciar cuantitativamente los efectos de diversos  tipos de sonido. La incomodidad del ruido, por lo menos de moderada intensidad, depende  de la actitud de un gran número de personas hacia el ruido y sus fuentes,  ya  que la  variación individual  es  grande,  lo mismo  que la influencia  de  otros factores. La interferencia con la comunicación hablada es quizá el efecto sicológico  más predominante del ruido ocupacional. La diferencia en la comunicación  hablada varía entre los lugares de trabajo y el tipo de trabajo. El ruido puede llegar a ser un riesgo a la salud indirectamente si enmascara  sonidos de peligro, así como también la voz u otros sonidos. Es importante  notar  que  otros  efectos  no  deseados del  ruido  pueden ser eliminados  o  reducidos por varios tipos de protectores auditivos. Las  tareas intelectuales son, por lo  general, realizadas más lentamente  y  con menos precisión en la presencia del ruido. De esta manera aumenta la  fatiga e indirectamente disminuye la seguridad en el trabajo.

1.28 Efectos psíquicos Se centran básicamente en tres aspectos, el estado de ánimo, la molestia  y la efectividad.

FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

1.28.1 Estado de ánimo La  influencia  que  tiene  el  ruido  en  el  estado  de  ánimo  se  traduce  en  fatiga mental, aumento de la ansiedad, de la irritación y de la distracción  en las personas. Como  consecuencia  de  estos  efectos  aparecen  algunos  cambios  psicológicos que  provocan inseguridad, inquietud, malestar,  agresividad  y otras alteraciones de la personalidad.

1.28.2 Molestia No  es el efecto más grave, ni  el más peligroso, pero sí el  más evidente.  Tiene el inconveniente de que su evaluación es muy subjetiva y variable,  dependiendo de cada persona. 

1.28.3 Efectividad El ruido disminuye la efectividad en la realización del trabajo de tipo mental,  de  precisión,  o  que  se  deba  efectuar  con  rapidez,  con  la  consiguiente  pérdida de rendimiento y eficacia, y el aumento de los accidentes. Una vez que las lesiones han tenido lugar, su clínica pasa por diferentes etapas: Periodo  inicial: se  caracteriza  por  la presencia  de  acúfenos, sobre  todo  al final de la jornada laboral, y astenia física y psíquica, junto a malestar  general.  La  duración  de  este  periodo  es  variable, pudiendo  atribuírsele  una  media de tres a  cuatro semanas,  dependiendo siempre  del nivel  de  exposición al ruido y la presencia de picos. Se  produce  un  déficit  auditivo  permanente  neurosensorial,  que  en  la  audiometría se manifiesta como un escotoma a 4000 Hz y no afecta a las  frecuencias conversacionales, por lo que no se vivencia como enfermedad. Al abandonar el ambiente de ruido, o adoptar medidas de protección, se  produce una estabilización de la lesión. Periodo  de  latencia  total: es  variable, depende  de la  intensidad sonora  a  la  que  se  encuentra  sometida  la  persona  y  de  su  susceptibilidad  64

Capítulo 1 • Sonido - Ruido

individual. En este periodo se mantiene el acúfeno de forma intermitente,  sin existir ningún otro síntoma subjetivo y los únicos signos de lesión son  audiométricos. Periodo de latencia subtotal: en este periodo la pérdida se extiende a 2-3  octavas,  suele suceder desde  dos  a  tres  años de  exposición y  hasta los  10 a  15 años. Comienzan  a aparecer  síntomas subjetivos,  el trabajador  nota que no tiene una audición normal, eleva el volumen de los aparatos  y  suele comentar  que no capta  las conversaciones  cuando existe  ruido  de fondo. Periodo terminal de  hipoacusia manifiesta: la pérdida se  extiende a 500  Hz,  suele acompañarse  de acúfenos  continuos y,  en menor proporción,  de vértigos.

1.29 Factores nocivos del ruido Del documento Programa de vigilancia epidemiológica del ruido producido  por  Fenalco,  Fundecomercio  y  la  A.R.P.  Protección  Laboral  Seguro  se  presenta el siguiente resumen:  Una exposición a ruido puede causar pérdidas auditivas de mayor o menor  magnitud, dependiendo principalmente de los siguientes factores: a)  Nivel de  intensidad  de  ruido: niveles  sonoros inferiores  a 80 dB no  son peligrosos para la audición durante largos periodos de exposición.  Se considera que cualquier exposición de corta duración a ruidos con  niveles de 130 dB puede causar daños permanentes en la audición y  por lo tanto debe evitarse. b)  Rango de frecuencias: los tonos agudos son más traumáticos que los  graves:  Es menester  menos intensidad  de sonidos  para que  un tono  agudo tenga el mismo efecto traumático que uno grave ya que llega  antes al umbral de audición; por otra parte, el efecto protector de la  cadena de huesecillos producida por el bloqueo de la misma, gracias  a la contracción del músculo del martillo y del estribo, es menor para  los tonos agudos que para los graves, comprensibles por el fenómeno  de la  impedancia (  impedimento  que se  da  al paso  de la  vibración  sonora). FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

c)  Exposición  diaria: una  exposición  diaria  de  varias  horas,  durante  muchos años, va a crear lesiones definitivas en forma progresiva. Los  intervalos  de  reposo  o  de  silencio  constituyen  un  factor  fundamental. Se ha comprobado que la acción traumática de un ruido  durante  una  semana  de  trabajo  cesa  con  un  día  de  descanso,  para  volver de nuevo a reiniciarse la sintomatología. d)  Exposición total  a  lo largo  de  la vida: cuanto más prolongada  es la  exposición a ruido tanto mayor  es el riesgo.  La sordera se  agrava en  forma progresiva con el transcurso del tiempo. e)  Tipo de ruido: considerando ruidos de características comparables o  de intensidades sonoras y espectros de frecuencia iguales y para una  exposición total idéntica, los ruidos por impacto son más nocivos que  los ruidos continuos. La variabilidad de los golpes impide la plena eficiencia del sistema de  protección brindado por la acción del músculo del estribo y del tensor  del tímpano. f)  Susceptibilidad  individual: influye  en  la  rapidez  de  instalación  y  evolución  del  déficit  auditivo  y  explica  el  hecho  frecuente  de  que  personas  con  poco  tiempo  de  exposición  presentan  alteraciones  severas de la audición en contraposición con aquellas que no muestran  alteraciones,  a  pesar  de  una  larga  exposición,  estando unos  y  otros  expuestos a intensidades similares de ruido. g)  Género: parece  ser  que  las  mujeres  son  menos  susceptibles  que  los hombres. h)  Edad: la  capacidad  auditiva  disminuye  con  la  edad.  Los  oídos  de  jóvenes resisten mejor al ruido que las personas de edad. i)  Afecciones anteriores  del  oído: en  términos generales,  se considera  que la patología auditiva previa a la exposición del ruido favorece la  aparición del trauma acústico. Una  mastoides  mal  ventilada  es  considerada  como  favorecedora,  basándose en la absorción del sonido por parte de las celdillas. i)  De la eficiencia de métodos de protección auditiva que se apliquen. k)  Aficiones o hobbies. 

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Capítulo 1 • Sonido - Ruido

1.30 Instrumentos y técnicas para evaluar el ruido En  la  tercera  parte  de  la  Guía  técnica  para  el  análisis  de  la  exposición  a  factores  de  riesgo  ocupacional  para  el  proceso  de  evaluación  en  la  calificación de origen de la enfermedad, elaborada por el Ministerio de la  Protección Social, se plantea: “…. se precisa que para la realización de la  investigación de  la exposición a factores de  riesgo ocupacionales  y para  la emisión de un concepto técnico documentado del potencial de riesgo  asociado a una enfermedad profesional, los perfiles de los asesores serán:  para agentes físicos: tecnólogo o ingeniero con título en higiene industrial  o salud ocupacional …” La evaluación del sonido permite el análisis preciso de sonidos y además  es  un  medio  objetivo  para  comparar  estos  sonidos  bajo  diferentes  condiciones. Además, la medida y análisis son una poderosa herramienta  de diagnóstico  en los programas de reducción del  ruido  y de diseño de  sistemas de control. Para determinar la magnitud del factor de riesgo ruido al cual se encuentran  expuestas las personas, es necesario analizar las siguientes características: • Intensidad total del sonido • Las intensidades del sonido en el espectro de frecuencias •  La duración  de distribución  de la exposición al ruido en la jornada  de trabajo

1.31 Parámetros usados en la evaluación del ruido 1.31.1 Nivel promedio de presión sonora Lp (A) Como los mecanismos de respuesta del oído a cambios de presión sonora  no son lineales es necesario usar una escala no lineal, tal como la escala  decibel. Lp (A) = Log 10 (PA/Po)² dB Donde PA = presión eficaz cuadrática con ponderación (A). Po = 20 μPa

FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

1.31.2 Nivel de Presión sonora equivalente continuo (Leq) Es el nivel  de presión sonora continuo,  el cual tendría la misma energía  sonora total que el ruido real fluctuante, evaluado en el mismo periodo de  tiempo. La medición de Leq se basa en el principio de igual energía y se  calcula mediante la siguiente expresión: Leq = 10 Log 1/T ∫ (P(t))2/ (Po)2 dt Donde P (t) = presión sonora instantánea. Po = presión de referencia 20 μ  t = tiempo total de medida Este nivel equivalente, cuando es medido en la escala de ponderación (A),  se expresa así: Leq (A) = 10 Log 1/t ∫ (PA (t)/ (Po))2 dt Donde PA = presión sonora instantánea medida en la escala A. Cuando se tienen medidas de niveles de sonido en la escala de ponderación  (A) durante periodos iguales de tiempo, Leq se obtiene así: Leq (A) = 10 Log (1/N ∑10 Lp (A)/10) dB Donde Lp(A) = Nivel de presión sonora medido en la escala (A). N = número de evaluaciones Este valor de Leq es equivalente al nivel de sonido variable, en términos  de efectos sobre el oído. En general, para distintos intervalos de tiempo la fórmula anterior puede  escribirse como: Leq (A) = 10 Log (∑ (Ti 10  Lp A /10 / ∑ (Ti))) Donde Ti = son los periodos de tiempo.

1.31.3 Nivel de exposición al ruido (SEL) SEL  representa  el  nivel  constante  en  dB  evaluado  en  la  escala  de  ponderación (A), el cual, si se mantuviese durante un segundo, produciría  68

Capítulo 1 • Sonido - Ruido

la misma energía sonora ponderada en A que el evento de ruido medido.  Se define como: SEL = 10 Log 1/T ∫ PA² (t) / Po² dt dB Donde PA = presión de sonido en ponderación A. Po = presión de referencia 20 μPa T = 1 segundo t2  -  t1  =  es  un  intervalo  de  tiempo  lo  suficientemente  largo  de  tal  forma que abarque todo el sonido significativo en el evento dado. El nivel de  exposición SEL se  relaciona con el nivel equivalente Leq (A),  mediante la siguiente expresión: SEL = Leq (A) - 10 Log T/To Donde T = tiempo durante el cual se evalúa el nivel Leq (A). To = 1 segundo

1.31.4 Nivel de contaminación del ruido (LPN) El  LNP  se  encuentra  definido  por  dos  términos,  el  primero  es  el  nivel  equivalente medido en la escala de ponderación A y el segundo representa  el  incremento  en  los  niveles  de  ruido,  causado  por  fluctuaciones  en  el  nivel. Se define: LNP = Leq (A) + K DE Donde  Leq  (A)  =  nivel  de  sonido  continuo  equivalente  en  la  escala  A  durante el periodo de medición. DE = es la desviación estándar del nivel instantáneo durante el mismo  periodo K = constante con valor 2.56

1.32 Técnicas para la medida del sonido Las  técnicas  empleadas  para  la  medida  del  sonido  dependen  de  la  información deseada y de las características del sonido. La correcta medición del ruido en el puesto de trabajo requiere: • Que  los  aparatos  de  medición  estén  homologados  y  sean  calibrados antes y  después de la misma para comprobar su correcto  FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

funcionamiento. Además, el resultado deberá tener en cuenta el error  de medición del propio aparato. •  Que las mediciones se efectúen en el puesto de trabajo y se ubique el  micrófono a la altura donde se encontrará el oído. • Que  el  número,  el  momento  y  duración  de  las  mediciones  sean  suficientes para garantizar la correcta evaluación del puesto de trabajo  y tenga en cuenta los errores de la técnica de medición.  •  Que las mediciones alejadas o aisladas del puesto de trabajo, que no  contemplen los posibles errores de medición, no se tengan en cuenta  si el resultado se encuentra cerca de los límites legales de tolerancia  al ruido. Los instrumentos que se utilizan para la medición del nivel de ruido (Nivel  de presión sonora) se denominan de forma genérica “sonómetros”. Cuando  interesa  conocer  el  ruido  promedio  durante  un  tiempo  determinado,  se  utilizan  sonómetros  integradores  o  dosímetros.  Estos  últimos  están  diseñados  para  que  los  transporte  la  persona  expuesta  mientras  realiza  su  trabajo.  En  el  Reglamento  técnico  colombiano  para  la  medición  de  ruido en ambientes de trabajo se especifican las características que deben  cumplir los aparatos de medición, los cuales tienen que estar calibrados  convenientemente mediante un patrón de referencia. Las mediciones de ruido deben llevarse a cabo de forma que los resultados  sean  representativos de  la verdadera  exposición de los trabajadores. Esto  condiciona el lugar y el tiempo de la medición.

1.33 Selección del equipo de medición Teniendo  en  cuenta  el  objetivo  de  la  medición  y  las  características  del  sonido se seleccionan el o los equipos necesarios para su realización. A  continuación se presentan algunos equipos y sus usos más frecuentes. Es necesario observar que los aparatos cumplan con los requisitos de las  normas internacionales en cuanto a precisión y homologación.

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Capítulo 1 • Sonido - Ruido

Tabla 10. Equipos de medición

Instrumento

Tipo de medida

Uso

Sonómetro (con medidor  de impacto)

Nivel de presión sonora  para los diferentes tipos de  ruido en la escala de atenuación requerida

• Evaluación de ruidos continuos  e intermitentes estables, durante  la jornada de trabajo • Evaluación de ruido de impacto • Determinación de nivel de  exposición

Sonómetro y analizador de  frecuencia integrados

• Distribución de  intensidades en el  espectro de frecuencias • Nivel de presión  sonora en la escala de  atenuación requerida

• Los citados en Sonómetro  Espectrograma de cualquier  fuente sonora • Determinaciones para establecer  métodos de control

Dosímetro

Nivel de presión sonora  equivalente para la jornada  de trabajo o parte de ella.

Evaluar exposiciones de los trabajadores a ruido variable durante la  jornada de trabajo.

Fuente: resumen propuesto por el autor.

Según lo  establecido en el Reglamento técnico para ruido en ambientes  de trabajo, en su artículo tercero, los instrumentos para la medida de ruido  con sus tipos y características se presentan a continuación: 

1.33.1 Tipos y características  Entre los aparatos más utilizados para mediciones de ruido se encuentran: • Sonómetros • Analizadores de Frecuencia • Dosímetros Sonómetros El medidor de presión sonora, conocido como sonómetro o también como  decibelímetro es el instrumento para las mediciones acústicas más simple  y está diseñado para determinar el nivel sonoro con intercalación de unos  adecuados circuitos de ponderación de frecuencias. Un medidor de nivel  sonoro debe cumplir con las especificaciones de las Normas IEC 651 – IEC  804 o con la Norma ANSI S1.4. El equipo esta conformado básicamente  por los siguientes elementos: 

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

Micrófono: es  el  transductor  que  transforma  la  señal  acústica  en  señal  eléctrica;  o más  precisa,  transforma la  presión  sonora  en  tensión  eléctrica.  Los más usados son los de media y una pulgada. Amplificador  de  señal: debe  tener  una  ganancia  estable  y  suficiente  que  cubra el margen dinámico del micrófono. Atenuador: consiste en una red de resistencias eléctricas calibradas y ajustadas  insertadas en el amplificador para disminuir el nivel de la señal eléctrica. Filtros  de  ponderación  (A,  C,  Lineal): están  conformados  por  circuitos  de  atenuación predeterminadas  A y  C  cuyo  objetivo  es  el  de  indicar  un  valor  aproximado del nivel sonoro total. La respuesta humana al ruido varía con la  intensidad y la frecuencia.  Integrador: según  sus  características  los  sonómetros  disponen  de  un  computador de  dos o cuatro posiciones que  varías el  tiempo integración o  constante de tiempo. Estas constantes de tiempo son: Lento: (slow) tiempo de integración 1000 mseg. Rápido: (fast) Tiempo de integración 125 mseg. Impulso: (Impulse) Tiempo de integración 35 mseg. Pico: (Peak) Tiempo de integración 1 El personal se encuentra sobre expuesto y se hace necesaria  la decisión de riesgo en compañía del médico que asesora el programa de  salud  ocupacional.  Todo  el  personal  sobreexpuesto  debe  ingresar  a  un  programa de vigilancia epidemiológico de protección auditiva. Cuando  0.5  oo

Donde w (f) es la densidad espectral de la frecuencia f y F, ∆ f es la función  de la frecuencia para la anchura de banda en función del tiempo, y t es el  tiempo de integración. Por último, se  define la función de autocorrelación como el valor medio  del  producto  de la función, en un tiempo t,  por  el de la función, en un  tiempo (t+ ∆ t). Matemáticamente, se puede expresar como: R (t) = 1/t  s (t), s (t + ∆t) dt Donde R (t)  es la función de autocorrelación y S (t) la función que define  la vibración.

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Capítulo 2 • Vibraciones

2.5 Choques Los  choques mecánicos se  pueden medir y  describir por la  amplitud de  su  aceleración,  velocidad  o  desplazamiento;  pero  para  caracterizarlos  completamente, se debe saber perfectamente la magnitud en función del  tiempo. Para conocer los efectos que producen este tipo de fenómenos se  suele  realizar un análisis frecuencial del  mismo, independientemente de  cuál sea la forma y duración del choque.

2.6 Áreas a evaluar En  la  Guía  técnica, elaborada  por  el  Ministerio  de  la  Protección Social  se  establece que se  deben “Identificar las condiciones de la exposición a  vibración cuerpo entero (espacio, ubicación, fuentes directas e indirectas,  clases  de paredes, pisos, techos,  materiales,  tipo automotor,  plataforma,  etc.) y a vibración mano-brazo (tipo de herramienta, nivel de aceleración  de  la  herramienta,  peso  de  la  herramienta,  forma  de  agarre,  tipos  de  soportes, etc)”.

2.7 Efectos de las vibraciones sobre el hombre El cuerpo humano es biológica y físicamente un sistema extremadamente  complejo. Cuando se mira como un sistema mecánico contiene un número  de elementos lineales y no lineales, cuyas propiedades mecánicas difieren  de  persona  a  persona.  Biológica  y  sicológicamente  el  sistema  es  más  complejo. Sobre la base de estudios experimentales y de la documentación  suministrada por la experiencia industrial, se deduce que la exposición de  los trabajadores a la vibración puede tener profundos efectos en el cuerpo  humano: mecánicos, biológicos, fisiológicos y sicológicos. La respuesta del cuerpo humano a las vibraciones es en general compleja  y  difícilmente  simplificable.  No obstante,  es  posible, hacer  una serie  de  simplificaciones,  reduciéndolo  a  un  conjunto  de  masas  interconectadas  elásticamente  y que  pueden moverse en más  de una dirección. A  partir  de  este  esquema,  es  posible  encontrar  cuáles  son  las  frecuencias  de  resonancia, para cada uno de los sistemas de articulaciones,  músculos y  órganos más representativos del cuerpo. En  la  figura  2  aparece  el  mencionado  esquema,  así  como  las  correspondientes frecuencias de resonancia. FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

Uno de los  bloques más importantes del sistema, en cuanto a efectos de  choque  y  vibraciones,  es  el  denominado  “Tórax-abdomen”,  debido  al  efecto neto de resonancia que tiene lugar en el rango de los 3 a 6 Hz, lo  que hace muy difícil aislar a una persona que se encuentra sentada o en pie  sobre una plataforma sometida a vibraciones, en ese rango de frecuencias.  Otro  efecto  importante  de  resonancia aparece  para  el  sistema  “cabezacuello” en la zona de los 20 a 30 Hz. Por último, en la zona de los 60 a 90  Hz se encuentran fenómenos de resonancia en “los globos oculares”. En  las  frecuencias  de  100  a  200  Hz  el  sistema  de  resonancia  es  el  “cráneo-mandíbula”. 

Figura 2. Sistema mecánico para representar el cuerpo humano sobre una plataforma vibrante. Tomado de Norma básica sobre vibraciones. ARP Protección Laboral Seguro. 

Los  síntomas  más  característicos  son  dolor,  entumecimiento  y  cianosis  de los dedos. A veces, se evidencia algún daño en las articulaciones. La  combinación  exacta  de  síntomas, varía  con  la  amplitud  de  la  vibración  y  la forma  de  usar  la  máquina,  todos  estos  síntomas se  engloban  en  la  literatura  clínica bajo el nombre de  “dedos blancos” o  “manos muertas”  (síndrome de Raynaud). 148

Capítulo 2 • Vibraciones

La  evidencia  clínica de  sobreexposición  a  la  vibración  durante  el  uso  de  herramientas  de  mano  puede  ser  convenientemente  agrupada  en  cuatro  categorías;  estos tipos  de  desórdenes, en  orden decreciente  de  aparición, son: 1.  Un síndrome traumático vaso-espástico  en la forma de  fenómeno  de Raynaud. 2.  Neuritis y alteraciones degenerativas, particularmente en los nervios  cubital y axilar, una pérdida del sentido del tacto y sensaciones térmicas,  como  también  debilidad  muscular  o  parálisis,  y  anormalidades  del  sistema nervioso central. 3.  Descalcificación  de  los  huesos  carpianos  y metacarpianos,  fractura,  deformación y necrosis de los huesos carpianos. 4.  Atrofia muscular, y tenosinovitis. El síndrome de Raynaud o “dedos muertos” ocurre principalmente en los  dedos de la mano usada para guiar la herramienta vibrante. La circulación  en la mano comienza a disminuir y cuando se expone al frío los dedos se  ponen blancos y se presenta la sensación de congelamiento. La condición  usualmente desaparece cuando los dedos se calientan por algún tiempo. En  ciertos  casos  ambas  manos  han  resultado  afectadas.  Esta  condición  ha sido observada en un número de ocupaciones que involucran el uso  de herramientas  con vibraciones de alta frecuencia tales como martillos  neumáticos, cortadores de piedra y sierras.

2.7.1 Vibraciones en extremidades superiores Es la vibración mecánica que, cuando se transmite al sistema humano de  mano y brazo, supone riesgos para la salud y la seguridad de los trabajadores.  Son  las  vibraciones  transmitidas  al  sistema  mano-brazo,  es  decir  aquellas  que  pasan  su  energía  al  cuerpo  humano  a  través  del  sistema  manobrazo,  cuyo origen  hay que  buscar,  por regla  general, en  las herramientas  portátiles mecánicas, neumáticas o eléctricas (taladros, martillos neumáticos,  desbrozadoras,  pulidoras,  etc.)  empleadas  en  industrias  de  manufactura  y  construcción  y que  se define  como  la  vibración mecánica  que,  cuando se  transmite al sistema humano de mano y brazo, supone riesgos para la salud  FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

y  la  seguridad  de  los  trabajadores, en  particular,  problemas  vasculares,  de  huesos, de articulaciones, nerviosos o musculares.  Puede haber transmisión a otras partes del cuerpo, por lo tanto los efectos  no se limitan al área del contacto con la fuente de vibración. La  exposición  a  este  tipo  de  vibraciones  puede  producir  daños  físicos  permanentes  que  comúnmente  se  conoce  como  “el  síndrome  de  los  dedos  blandos”.  También,  puede  dañar  las  articulaciones  y  músculos  de la muñeca y  de la mano. A su vez,  produce efectos  de tipo vascular  periférico con aparición de entumecimientos. Otros nombres que recibe  son síndrome de la “mano muerta”, “dedo blanco” o síndrome de Raynaud.  Los efectos biológicos de la vibración transmitida a la mano dependen de la  dirección de esta, el método de trabajo (uso de la herramienta), la destreza  (fuerza  de  presión,  de  empuje  y  posición  del  brazo),  las  condiciones  climáticas,  la  dosis  diaria  recibida,  exposición  en  años,  severidad  o  prevalencia  de  los  síntomas  y  susceptibilidad  del  trabajador.  Estos  efectos  pueden  controlarse  mediante  una  buena  selección  y/o  rediseño  de  herramientas, cambio  de  prácticas  laborales,  tiempos de  exposición,  un seguimiento médico preventivo y el  uso obligatorio de elementos de  protección personal específicos. Para el sistema mano-brazo la respuesta a una vibración no depende de la  dirección de la excitación por lo que solo hay una gráfica para los ejes X,  Y, Z. La máxima sensibilidad está comprendida entro 12 y 16 Hz.  Las  vibraciones  en  extremidades  superiores  son  transmitidas  por  un  proceso  a  las  manos,  muñecas  y  antebrazos  de  un  trabajador.  Pueden  producirse al  operar manualmente herramientas  energizadas tales como  martillos neumáticos, podadoras de pasto o sosteniendo piezas durante su  maquinado en equipos tales como los esmeriles de pedestal. 

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Capítulo 2 • Vibraciones

Figura 3. Herramientas energizadas. Tomado de hhtp://WWW-1atlascopco.com.

La exposición regular y frecuente a niveles altos de vibración puede generar  lesiones permanentes. Esto es más común cuando el uso de herramientas  o procesos que vibran son una actividad regular durante la realización de  una tarea.  La exposición frecuente puede generar una serie de lesiones permanentes  en  las  manos  y  antebrazos  que  son  conocidas  como  Síndromes  por  Vibraciones  en  Extremidades  Superiores  (SVES).  Las  lesiones  pueden  incluir los daños siguientes:  •

Sistema Circulatorio (Síndrome del dedo blanco) 

Usualmente,  la  sintomatología  del  síndrome  del  dedo  blanco  no  se  presenta  cuando  las  manos o  el  cuerpo  se  enfrían  o  se  humedecen.  A  menudo, el primer síntoma es un ataque ocasional cuando las yemas de los  dedos se ponen blancas. También, durante un ataque, los dedos pueden  entumecerse y adquirir la sensación de “piquetes de clavos y agujas”. Un  ataque puede terminar con el cambio en los dedos del color blanco en un  rojo oscuro que, a menudo, es muy doloroso.  •

Daño nervioso sensorial 

El daño en los nervios de los dedos significa que la sensibilidad en el tacto y  la temperatura se han reducido, lo que puede producir un entumecimiento  y hormigueo permanente de los dedos. 

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

•

Daño en los músculos, huesos y articulaciones 

Se puede percibir  disminución en la  fuerza de las manos y  dolor en las  muñecas y antebrazos.  Por ejemplo, una persona sería incapaz de:  •  Seguir trabajando con equipo que vibra (lo que empeoraría los síntomas)  •  Trabajar  en  condiciones  frías  o  húmedas  (lo  que  puede  acarrear  ataques dolorosos)  • Realizar  labores  que  requieren  de  la  manipulación  con  los  dedos  (manejo de tornillos o clavos)  También se puede afectar en sus actividades con la familia y en el tiempo  libre, por las mismas razones, como ejemplo: pesca, natación, golf, jardinería. Los puestos de trabajo y las industrias más comunes que son afectadas son  las que requieren un uso frecuente y regular de herramientas y equipos que  vibran. Entre la gran variedad de industrias se encuentran, por ejemplo:  • Construcción y mantenimiento de carreteras y vías férreas • Productos de concreto • Construcción • Demolición  • Industria forestal • Operadores de sierras de cadena y de cepillado • Fundiciones • Operadores de los hornos • Ingeniería pesada • Minería • Perforadores • Fabricación de lámina metálica • Servicios públicos de mantenimiento de canales, aceras y parques • Servicios públicos de agua, gas, electricidad y teléfono • Reparación de automóviles • Mecánica automotriz Hay  cientos  de  tipos de  equipos  y  herramientas  diferentes  que  pueden  exponer a los trabajadores a niveles altos de vibraciones en extremidades  superiores. Algunos de los ejemplos más comunes son:  152

Capítulo 2 • Vibraciones

• • • • • • • • •

Sierras de cadena Martillos y taladros neumáticos Esmeriles portátiles Sopladoras de arena portátiles Llaves de tuercas Esmeriles de pedestal Martillos y cinceles energizados Podadoras de pasto energizadas Remachadoras

La  norma NTP 792 de evaluación de la exposición a la vibración manobrazo, evaluación por estimación, se presenta en el Sistema de Información  en Línea (SIL) de Ecoe Ediciones y debe ser consultada. La  NTP  839 editada  por  el  INSHT,  que  tiene  por  objeto  dar  a  conocer  los fundamentos  y  el  método para la  evaluación  del  riesgo derivado de  la exposición a vibraciones mecánicas y ofrecer, a título ilustrativo, unos  ejemplos  resueltos  que  contemplan  las  cuatro  situaciones  que  pueden  presentarse, debe también ser consultada.

2.8 Vibraciones globales o de cuerpo entero  Se  producen  principalmente  en  los sistemas  de  transporte  de  personas,  mercancías  o  materiales,  en  donde  se  transmiten  a  través  del  asiento  (tractores,  camiones,  montacargas,  grúas,  etc.).  Igualmente,  se  pueden  encontrar  en  máquinas pesadas de  gran  tonelaje  de  fuerza  como medio  transformador  de  una  materia  prima,  en  las  cuales,  en  el  momento  de  realizar  un ciclo  de operación, se transmite  la vibración  por  el impacto  al  suelo  alrededor  de  la misma  (prensas, granalladoras,  etc.),  siempre  y  cuando no tengan el sistema de anclaje y aislamiento adecuado. Es  una  forma  de  vibraciones  mecánicas  transmitidas  a  través  de  una  superficie de soporte hacia el cuerpo. Las vibraciones de equipo pesado son  pasan a través del asiento del vehículo a la columna dorsal del operador.  Los grupos expuestos incluyen a los operadores de camiones, autobuses,  tractores y a aquellos que laboran sobre pesos que vibran.  Las vibraciones transmitidas al cuerpo entero son aquellas que el cuerpo  recibe cuando gran parte de su peso descansa sobre una superficie vibrante  FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

(asiento  o  respaldo  del  puesto  de  conducción  de  una  máquina  móvil,  plataformas vibrantes, etc.) que se define como la vibración mecánica, la  cual, cuando se transmite a todo el cuerpo, conlleva riesgos para la salud  y la seguridad de los trabajadores, en particular, lumbalgias y lesiones de  la columna vertebral. La  exposición  regular  y  frecuente  a  niveles  altos  de  vibración  puede  generar lesiones permanentes. Esto es más común cuando se manejan u  operan  vehículos  y  maquinaria la mayor parte  del día.  Los trabajadores  jóvenes  están  en  mayor  riesgo.  La  exposición  regular  puede  causar  lesiones  en  la  espalda  baja  como  hernias  de  disco,  acelerar  cambios  degenerativos  en la  columna  y  producir  pérdida de  la humedad, carga  y  deslizamiento  de  los  discos  lumbares.  Estudios  recientes  indican  que  las  trabajadoras  embarazadas  expuestas  a  este  tipo  de  vibraciones  posiblemente  pueden  aumentar  los  factores  de  riesgo  como  abortos  y  otros desórdenes ginecológicos.  La transmisión de vibraciones al cuerpo y sus efectos sobre el mismo son  muy  dependientes  de la  postura  y  no todos  los individuos  presentan  la  misma  sensibilidad, en consecuencia, la exposición a vibraciones puede  no tener las iguales consecuencias en similares situaciones. Entre los efectos que se atribuyen a las vibraciones globales se encuentran,  frecuentemente,  los  asociados  a  traumatismos  en  la  columna  vertebral,  aunque  normalmente  las  vibraciones  no  son  el  único  agente  causal.  También  se  atribuyen  a  las  vibraciones  efectos  tales  como  dolores  abdominales y digestivos, dificultades urinarias, problemas de equilibrio,  dolores de cabeza, trastornos visuales, falta de sueño y síntomas similares.  Sin embargo, no ha sido posible realizar estudios controlados y puntuales,  basándose únicamente en las normas del conocimiento o evaluación de  respuestas subjetivas de incomodidad, medidas de respuestas biomecánicas  del  cuerpo  y  algunos  estudios  epidemiológicos,  para  todas  las  posibles  causas  de  tales  signos  que  permitan  determinar  con  exactitud  en  qué  medida son consecuencia de una exposición a vibraciones globales. Para  mayor  información  puede  consultarse  la  norma  técnica  NTP  784  que  tiene por objeto  presentar la  Evaluación de las vibraciones de cuerpo  completo sobre el confort, percepción y mareo producido por el movimiento. 154

Capítulo 2 • Vibraciones

Entre los trabajos e industrias que se encuentran con el mayor riesgo están  los conductores regulares de:  • Agricultura • Operadores de tractor • Construcción • Vehículos y equipo pesado • Industria forestal • Minería •  Vehículos de extracción • Transporte • Autobuses, trenes • Manufactura •  Operadores de maquinaria grande y equipo fijo de planta que vibra Los  vehículos  y  equipos  que  pueden  causar  lesiones  por  exposición  a  vibraciones en cuerpo entero son: • Tractores, camiones y trituradoras móviles • Montacargas •  Ferrocarriles y  trenes  suburbanos,  autobuses,  taxis,  botes hovercraft,  helicópteros y aeronaves •  Maquinaria pesada (prensas y forjas) Los vehículos y equipos mencionados producen altos niveles de vibración  que pueden causar daños permanentes a la espalda. Así mismo, el riesgo  de daño permanente depende de un número de factores de riesgo:  •  Vibraciones de baja frecuencia causadas por las llantas y el terreno • Vibraciones de alta frecuencia producidas por el motor y la transmisión • Golpes por caer en baches y obstáculos •  Postura deficiente de manejo • Escaso diseño ergonómico de cabinas, asientos y controles • Pobre  visibilidad  del  conductor  que  lo  obliga  a  torcerse  y  estirarse  mientras maneja •  Susceptibilidad individual – condición física general

FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

Tabla 1. Ejemplos de la exposición ocupacional a vibraciones

Industria

Tipo de vibración

Fuentes comunes de vibraciones

Agricultura

Cuerpo entero

Tractores 

Fabricación de calderas

Extremidades superiores

Herramientas neumáticas 

Construcción

Cuerpo entero y extremidades superiores

Vehículos y equipos pesados, herramientas neumáticas, martillos 

Corte de diamantes

Extremidades superiores

Herramientas manuales 

Forestal

Cuerpo entero y extremidades superiores

Tractores y sierras de cadena

Fundiciones

Extremidades superiores

Cuchillas 

Manufactura de muebles

Extremidades superiores

Cinceles neumáticos 

Hierro y acero

Extremidades superiores

Herramientas manuales 

Maderera

Extremidades superiores

Sierras de cadena 

Máquinas herramienta

Extremidades superiores

Herramientas manuales 

Minería

Cuerpo entero y extremidades superiores

Operación de vehículos y taladros  neumáticos

Remachado

Extremidades superiores

Herramientas manuales 

Laminadoras

Extremidades superiores

Estampadoras 

Astilleros

Extremidades superiores

Herramientas neumáticas 

Calzado

Extremidades superiores

Máquinas de golpeteo 

Vestido

Extremidades superiores

Herramientas neumáticas 

Textil

Extremidades superiores

Máquinas de coser y telares 

Transporte

Cuerpo entero

Vehículos

Fuente: Medicina Laboral Vibraciones y Salud 6ta parte. Tomado de: . 

2.9 Exposición Se distinguen tres modos fundamentales de exposición a las vibraciones. 1.  Las vibraciones transmitidas simultáneamente a la superficie de todo  el cuerpo o a una gran parte de este. 2.  Las vibraciones transmitidas al conjunto del cuerpo, por la superficie  de apoyo, que pueden ser los pies del individuo que está en pie o bien  la pelvis de una persona sentada.  3.  Las  vibraciones  aplicadas  sobre  una  parte  del  cuerpo,  tal  como  la  156

Capítulo 2 • Vibraciones

cabeza, las manos y otro miembro  que provienen de empuñaduras,  reposa-cabezas vibrante y martillos neumáticos, entre otros. Para  cada  una  de  estas  situaciones  es  necesario  definir  unos  valores  máximos  admisibles,  dado  que  los  efectos  negativos  son  diferentes,  en  función de cuál sea el camino de transmisión de la vibración. En  la tabla  2  se  muestran  los efectos  de  los síntomas que  normalmente  aparecen cuando una persona está expuesta a vibraciones. Tabla 2. Síntomas de exposición a vibraciones

Síntomas

Rango de frecuencia (Hz)

Sensación de incomodidad Dolor de cabeza

4-9 13-20

Síntomas en la mandíbula inferior

6-8

Influencia sobre la palabra

13-20

Nudo en la garganta

12-16

Dolor de tórax

4-7

Dolor de abdomen

4-10

Incitación a orinar 

10-18

Contracciones musculares

4-8

Tomado de Norma básica sobre vibraciones, ARP Protección Laboral Seguro.

Aparte  de las respuestas  mecánicas anteriormente  mencionadas, se  han  encontrado  otra serie de efectos  en animales, que  pueden ser aplicados  hasta  cierto punto al hombre. Entre  ellos, es posible citar cambios en la  asimilación  de alimentos,  actividad  muscular  y  reproductora,  así  como  lesiones internas. Entre  los  efectos  sicológicos  se  puede  hablar  de  la  incomodidad  y  la  sensación de miedo. Por  último,  se  citan  los  efectos  más  característicos,  producidos  por  las  vibraciones, cuando la transmisión de las mismas se efectúa mediante el  sistema “Mano-Brazo”, como consecuencia del uso de herramientas tales  FERNANDO HENAO ROBLEDO

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Riesgos físicos I: ruido, vibraciones y presiones anormales

como  martillo neumático, en función de la frecuencia y  las máquinas  o  herramientas que los ocasionan. Tabla 3. Efectos de las vibraciones según frecuencia, máquina o herramienta utilizada.

Vibración 

Máquina o herramienta tipo

Efectos

Medios de transporte:  coches, aviones, trenes,  barcos.

• Estimulación del laberinto  provocando trastornos en el sistema  nervioso central. • Puede llegar a producir mareos  y vómitos de intensidad diversa,  influencia de muchos factores.

Baja frecuencia 1.5 a 16 Hz

Vehículos de pasajeros e  industriales y máquinas  motorizadas: camiones,  tractores, equipos de  excavación, trenes, helicópteros.

• Sometimiento de las estructuras óseas  y de los distintos órganos a tensiones  simultáneas y opuestas puede  ocasionar sobre-estrés y lesiones de  ciertos tejidos (intestinos).  • Efectos acumulativos.  •  Aumento de consumo de oxígeno,  respiración forzada.  • Síntomas neurológicos: variación  del ritmo cerebral, dificultad para  el equilibrio, abolición del reflejo  patelar.  • Trastornos de visión por resonancia.

Alta frecuencia 16 a 1000  Hz 40 Hz amplitud varios  centímetros

Perforadoras neumáticas.

Lesiones osteo articulares

Alta frecuencia 40-300  Hz, amplitud 1 milímetro

Martillos y perforadoras  neumáticas, sierras.

Al cabo de varios años de exposición  se presentan trastornos vasomotores,  fundamentalmente en las manos, dando  origen al fenómeno de Raynaud.

Alta frecuencia 40-300  Hz, amplitud muy baja  0.01 milímetros

Pulidoras y desbastadoras

Se producen trastornos en huesos, articulaciones, músculos, vasos sanguíneos  y nervios de las manos y hombros.

Muy baja frecuencia