Ensayo de Vibraciones Mecánicas en Triciclos y su Impacto Ambiental

Las vibraciones mecánicas son movimientos ondulatorios transmitidos al cuerpo que, dependiendo de su intensidad y de la zona de incidencia, pueden causar lesiones y trastornos a los trabajadores. Según la OIT, las vibraciones mecánicas son movimientos transmitidos al cuerpo por parte de estructuras capaces de producir efectos perjudiciales o molestias sobre el trabajador. Este movimiento genera una energía que el cuerpo absorbe. Por ello, es necesario evaluar el nivel de vibraciones mecánicas al que se enfrenta el trabajador.

Para medir las vibraciones mecánicas, se deben tener en cuenta los siguientes factores:

1. La magnitud de las vibraciones mecánicas: Analiza el desplazamiento que producen las mismas. Se opta por tener en cuenta la aceleración por ser el parámetro más preciso.
2. La frecuencia: Hace referencia al número de veces que el elemento vibra por segundo. Se mide en hercios (Hz).
3. La dirección: En que se aplique la energía va a determinar la zona afectada del cuerpo y va a producir distintos efectos en él.
4. El tiempo: Se refiere al tiempo que está en contacto con las vibraciones mecánicas dentro de la jornada laboral.

Las vibraciones mecánicas pueden ser producidas por:

1. Medios de transporte como barcos, aviones o trenes. Este tipo de vibración puede provocar mareos y vómitos.
2. Pueden ser causantes de lumbalgias, hernias o pinzamiento discales.
3. La oscilación de herramientas manuales que se concentran en el sistema mano-brazo. La exposición a este tipo de vibraciones de alta frecuencia puede ocasionar lesiones angi neuróticas u osteoarticulares (por ejemplo, artrosis de codo o lesiones de muñeca).

Es responsabilidad del empresario efectuar una evaluación de la exposición a las vibraciones. El INSHT provee herramientas para realizar la medición de vibraciones. Si tienes preguntas sobre cómo evaluarlas correctamente, en Quirónprevención somos especialistas en la realización de estudios específicos de Higiene Industrial para todo tipo de empresas.

Regulación de la Contaminación Acústica

La Ley 37/2003, de 17 de noviembre, del Ruido, tiene por objeto la regulación de la contaminación acústica para evitar y, en su caso, reducir, los daños que pueda provocar en la salud humana, los bienes o el medio ambiente. Este real decreto tiene por objeto la evaluación y gestión del ruido ambiental, con la finalidad de prevenir, reducir o evitar los efectos nocivos, incluyendo las molestias, derivadas de la exposición al ruido ambiental, según el ámbito de aplicación de la directiva comunitaria que se incorpora. Establece los mapas estratégicos de ruido, en atención a la habilitación legal del artículo 15.3 de la Ley del Ruido.

Sirven a la evaluación global de la exposición al ruido, en una determinada zona, o para realizar en ella predicciones globales. Los requisitos mínimos que deben cumplir los mapas estratégicos de ruido se detallan en el anexo IV. Igualmente determina esta norma los criterios para la delimitación territorial de las aglomeraciones, según se indica en el anexo VII.

Al objeto del cumplimiento de las obligaciones establecidas en la Ley del Ruido y en la presente norma, del suministro de información a la Comisión Europea y a organismos internacionales, así como para la gestión adecuada de la información que conviene a la elaboración de los mapas estratégicos de ruido y planes de acción de las infraestructuras de competencia estatal, se crea un sistema básico de información de la contaminación acústica que radica en el Ministerio de Medio Ambiente.

Para ello se constituye un centro de recepción, análisis y procesado de datos, que no implica la creación de un nuevo órgano administrativo, ni incremento alguno de gasto, y que será gestionado por los medios humanos y materiales de la Dirección General de Calidad y Evaluación Ambiental.

Índices de Ruido

• Ld (Índice de ruido día): El índice de ruido asociado a la molestia durante el período día, que se describe en el anexo I.
• Le (Índice de ruido tarde): El índice de ruido asociado a la molestia durante el período tarde, que se describe en el anexo I.
• Ln (Índice de ruido noche): El índice de ruido correspondiente a la alteración del sueño, que se describe en el anexo I.
• Valor límite: Un valor de Lden o Ln, o en su caso Ld y Le, que no deber ser sobrepasado y que, de superarse, obliga a las autoridades competentes a prever o a aplicar medidas tendentes a evitar tal superación.

Las administraciones competentes velarán por que los mapas estratégicos de ruido que hayan realizado y aprobado, y los planes de acción que hayan elaborado, se pongan a disposición y se divulguen entre la población de acuerdo con la legislación vigente sobre derecho de acceso a la información en materia de medio ambiente y de conformidad con los anexos IV y V del presente real decreto.

Hasta tanto se usen con carácter obligatorio métodos comunes de evaluación para la determinación de los índices Lden y Ln, se podrán utilizar a estos efectos los índices de ruido existentes y otros datos conexos, que deberán transformarse, justificando técnicamente las bases de la transformación, en los índices anteriormente citados.

Las administraciones competentes para la aprobación de mapas de ruido habrán identificado, a la entrada en vigor de este real decreto, en cumplimiento del plazo establecido en el artículo 7 de la Directiva 2002/49/CE, del Parlamento Europeo y del Consejo, la relación de los grandes ejes viarios cuyo tráfico supere los seis millones de vehículos al año, los grandes ejes ferroviarios cuyo tráfico supere los 60.000 trenes al año, los grandes aeropuertos, y las aglomeraciones de más de 250.000 habitantes, y su delimitación territorial, presentes en su territorio.

Las administraciones competentes establecerán en los planes de acción, las medidas concretas que consideren oportunas, que determinarán las acciones prioritarias que se deban realizar en caso de superación de los valores límite, o de aquellos otros criterios elegidos por dichas administraciones.

Consideraciones Temporales

Al día le corresponden 12 horas, a la tarde 4 horas y a la noche 8 horas. La administración competente puede optar por reducir el período tarde en una o dos horas y alargar los períodos día y/o noche en consecuencia, siempre que dicha decisión se aplique a todas las fuentes, y que facilite al Ministerio de Medio Ambiente información sobre la diferencia sistemática con respecto a la opción por defecto. Los valores horarios de comienzo y fin de los distintos períodos son 7.00-19.00, 19.00-23.00 y 23.00-7.00, hora local.

En algunos casos, además de Lden y Ln, y cuando proceda Ld y Le, puede resultar conveniente utilizar índices de ruido especiales con los valores límite correspondientes. Hay protección adicional durante el período diurno.

Cuando se efectúen mediciones para la elaboración de mapas estratégicos de ruido en relación con la exposición al ruido en el interior y en las proximidades de edificios, podrán escogerse otras alturas, si bien éstas no deberán ser inferiores a 1,5 m sobre el nivel del suelo, y los resultados deberán corregirse de conformidad con una altura equivalente de 4 m.

Cálculo de Ruido

Los valores de Lden y Ln se determinarán mediante un cálculo en el punto de evaluación, según el método estipulado en el capítulo 2 y los datos descritos en el capítulo 3. Los cálculos de ruido se definirán en la gama de frecuencias de las bandas de octava comprendidas entre 63 Hz y 8 kHz. Los cálculos se realizan por bandas de octava para el ruido del tráfico viario, del tráfico ferroviario e industrial, salvo para la potencia sonora de la fuente de ruido ferroviario, que usa bandas de tercio de octava.

En el caso del ruido del tráfico viario, del tráfico ferroviario e industrial, conforme a estos resultados de banda de octava, el nivel sonoro medio a largo plazo con ponderación A para el día, la tarde y la noche, tal y como se establece en el anexo I y en el artículo 5 de la Directiva 2002/49/CE, se calcula mediante el método descrito en las secciones 2.1.2, 2.2, 2.3, 2.4 y 2.5.

Al aplicar el método, los datos de entrada reflejarán el uso real. En general, no se utilizarán valores de entrada por defecto ni estimados.

Ruido del Tráfico Viario

La fuente de ruido del tráfico viario se determinará mediante la combinación de la emisión de ruido de cada uno de los vehículos que forman el flujo del tráfico. Se usarán las primeras cuatro categorías, y la quinta será opcional. Se prevé el establecimiento de otra categoría para los nuevos vehículos que puedan fabricarse en el futuro que presenten características suficientemente diferentes en términos de emisiones de ruido.

En este modelo, cada vehículo (categorías 1, 2, 3, 4 y 5) se representa mediante una fuente de un solo punto que se irradia de manera uniforme. La primera reflexión sobre el pavimento se trata de manera implícita. El flujo de tráfico se representa mediante una fuente lineal.

Al modelizar una carretera con varios carriles, lo ideal es representar cada carril con una fuente lineal ubicada en el centro de cada carril. La emisión de un flujo de tráfico se representa mediante una fuente lineal caracterizada por su potencia sonora direccional por metro y por frecuencia. Esto se corresponde con la suma de la emisión sonora de cada uno de los vehículos del flujo de tráfico, teniendo en cuenta el tiempo durante el cual los vehículos circulan por el tramo de carretera considerado.

Componentes del Ruido Vehicular

1. Ruido de rodadura: Producido por la interacción entre los neumáticos y la superficie de la carretera.
2. Ruido de propulsión: Producido por la fuerza de transmisión (motor, escape, etc.) del vehículo.

En el caso de los vehículos ligeros, medianos y pesados (categorías 1, 2 y 3), la potencia sonora total se corresponde con la suma energética del ruido de rodadura y del ruido de propulsión.

Correcciones y Factores que Afectan el Ruido

Varios factores pueden influir en la emisión de ruido de los vehículos, incluyendo el tipo de pavimento, la temperatura del aire, las pendientes de la carretera y la aceleración/desaceleración en intersecciones.

• Pavimento: Las propiedades sonoras del pavimento pueden afectar significativamente el ruido de rodadura.
• Temperatura: La temperatura del aire influye en la emisión de ruido de rodadura, con niveles de potencia sonora que disminuyen al aumentar la temperatura.
• Pendientes: La pendiente de la carretera afecta tanto la velocidad del vehículo como la carga del motor, influyendo en el ruido de propulsión.
• Intersecciones: La aceleración y desaceleración en intersecciones también contribuyen al ruido vehicular.

Ruido Ferroviario

A los efectos de este método de cálculo del ruido, un vehículo se define como cualquier subunidad ferroviaria independiente de un tren (normalmente una locomotora, un automotor, coche de viajeros o un vagón de carga) que se pueda mover de manera independiente y que se pueda desacoplar del resto del tren.

Se pueden dar algunas circunstancias específicas para las subunidades de un tren que forman parte de un conjunto que no se puede desacoplar, por ejemplo, compartir un bogie entre ellas. En el cuadro [2.3.a] se define un lenguaje común para describir los tipos de vehículos incluidos en la base de datos de las fuentes.

El número de vehículos de cada tipo se determinará en cada tramo de vía para cada período considerado en el cálculo del ruido. Se expresará como un número promedio de vehículos por hora, que se obtiene al dividir el número total de vehículos que circulan durante un período de tiempo determinado entre la duración en horas de dicho período (por ejemplo, 24 vehículos en 4 horas dan como resultado 6 vehículos por hora).

Las vías existentes pueden variar porque hay varios elementos que contribuyen a las propiedades sonoras.

Casos de Estudio

A continuación, se presentan algunos casos de estudio que ilustran la aplicación de pruebas y análisis de vibraciones en diversos contextos:

• Pruebas de componentes de motor de alto rendimiento: Pankl Racing Systems utiliza analizadores de combustión y sistemas de adquisición de datos de alta velocidad para optimizar la eficiencia y durabilidad del motor.
• Validación del desempeño dinámico de un puente peatonal: La Universidad Tecnológica de Cracovia y Dewesoft Polonia evalúan la estabilidad de puentes peatonales mediante análisis de vibraciones y modelado por elementos finitos.
• Optimización de la suspensión de Fórmula SAE: El equipo UniNa Corse Racing utiliza sensores avanzados y análisis de datos para mejorar la confiabilidad y el rendimiento de la suspensión en vehículos eléctricos.
• Pruebas de rendimiento del coche de carreras eléctrico para estudiantes de fórmula: El equipo de Formula Student de UNI Maribor optimiza el rendimiento de su coche de carreras eléctrico mediante el monitoreo de la aceleración, resistencia y aerodinámica.
• Análisis modal de la Catedral de Crotone: Se utilizan soluciones de Dewesoft para rastrear vibraciones y proteger la integridad estructural de la catedral frente a riesgos sísmicos.

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