Efectos a largo plazo
Riesgo para la salud de la columna vertebral
Los estudios epidemiológicos indican con frecuencia que existe un riesgo elevado para la salud en la columna vertebral de los trabajadores expuestos durante muchos años a intensas vibraciones de cuerpo completo (p. Ej., trabajo en tractores o máquinas de movimiento de tierras). Seidel y Heide (1986), Dupuis y Zerlett (1986) y Bongers y Boshuizen (1990) han reali-zado minuciosos estudios de la literatura.
En estas revisiones se llega a la conclusión de que intensas vibraciones de cuerpo completo de larga duración puede afectar negativamente a la columna e incrementar el riesgo de molestias lumbares. Tales molestias pueden ser consecuencia secundaria de una alteración degenerativa primaria de las vértebras y discos intervertebrales.
Se descubrió que la parte afectada con más frecuencia es la región lumbar de la columna vertebral, seguida de la región torácica.
Una elevada proporción de los deterioros de la región cervical, comunicados por varios autores, parecen estar causados por una postura fija desfavorable y no por la vibración, aunque no existe ninguna evidencia concluyente de la validez de esta hipótesis. Solo en unos pocos estudios se ha considerado la función de los músculos de la espalda y se ha encontrado una insuficiencia muscular.
Algunos informes señalan un riesgo sensiblemente mayor de dislocación de los discos lumbares. En varios estudios de muestras representativas, Bongers y Boshuizen (1990) encontraron más casos de molestias lumbares en conductores de vehículos terrestres y en pilotos de helicópteros que en trabajadores de referencia comparables.
Finalmente llegaron a la conclusión de que la conducción profesional de vehículos y el pilotaje de helicópteros son factores de riesgo importantes para las molestias lumbares y los trastornos de la espalda. Se observó un aumento del número de pensiones por discapacidad y de las bajas laborales de larga duración debido a trastornos relacionados con los discos intervertebrales entre los operadores de grúas y conductores de tractores.
Debido a la falta de datos o a la existencia de datos incompletos sobre las condiciones de exposición en los estudios epidemiológicos, no se pudieron obtener relaciones exactas entre exposición y efecto. Los datos existentes no permiten establecer un nivel sin efectos adversos (es decir, un límite de seguridad) que posibilite prevenir de modo fiable las enfermedades de la columna.
Muchos años de exposición por debajo o cerca del límite de exposición contemplado en la versión actual de la Norma Internacional 2631 (ISO 1985) no excluyen el riesgo.
Algunos hallazgos indican un aumento del riesgo para la salud cuando aumenta la duración de la exposición, si bien los procesos de selección han hecho que resulte difícil detectar una relación en la mayoría de los estudios. Por lo tanto, las investigaciones epidemiológicas no permiten establecer actualmente una relación entre dosis y efecto.
Consideraciones teóricas sugieren efectos marcadamente perjudiciales de las cargas pico elevadas que actúan sobre la columna durante las exposiciones con altos valores transitorios. Por lo tanto, el uso de un método de "energía equivalente" para calcular la dosis de vibración (como el de la Norma Internacional 2631 (ISO 1985)) es cuestionable para exposiciones a vibraciones de cuerpo completo que contienen altas aceleraciones pico.
Los efectos a largo plazo por las vibraciones de cuerpo completo dependiendo de la frecuencia de vibración no se han deducido de los estudios epidemiológicos. Las vibraciones de cuerpo completo a frecuencias de 40 a 50 Hz aplicada a través de los pies a operarios en posición de pie, fue seguida de cambios degenerativos de los huesos de los pies.
Por lo general, las diferencias entre sujetos se han pasado por alto en gran medida, aunque los fenómenos de la selección sugieren que pueden tener gran importancia. No hay datos claros que indiquen si los efectos de las vibraciones de cuerpo completo sobre la columna dependen del sexo. La aceptación general de los trastornos degenerativos de la columna como enfermedad de origen profesional es objeto de debate. No se conocen elementos de diagnóstico específicos que permitan una diagnosis fiable del trastorno como consecuencia de la exposición a las vibraciones de cuerpo completo.
Una elevada prevalencia de trastornos de columna degenerativos en poblaciones no expuestas impide confirmar la suposición de una etiología predominantemente profesional en individuos expuestos a vibraciones de cuerpo completo. No se conocen factores de riesgo individuales de tipo constitucional que pudieran modificar la tensión inducida por la vibración.
La referencia a una intensidad mínima y/o una duración mínima de las vibraciones de cuerpo completo como requisito previo para el reconocimiento del origen profesional de una enfermedad no tendría en cuenta la considerable variabilidad que cabe esperar en cuanto a susceptibilidad individual.
Sistema nervioso, órgano vestibular y audición. Las vibraciones de cuerpo completo intensas a frecuencias superiores a 40 Hz pueden causar daños y alteraciones del sistema nervioso central.
Se han comunicado datos contradictorios sobre los efectos de la vibración de cuerpo completo a frecuencias inferiores a 20 Hz. Solo en algunos estudios se ha encontrado un aumento de molestias inespecíficas, tales como dolor de cabeza y aumento de la irritabilidad. Un autor ha afirmado la aparición de alteraciones del electroencefalograma (EEG) tras la exposición de larga duración a vibraciones de cuerpo completo y otros las han negado. Algunos de los resultados publicados apuntan hacia una menor excitabilidad vestibular y una mayor incidencia de otras alteraciones vestibulares, entre las que se incluye el vértigo.
Ahora bien, se mantiene la incertidumbre respecto a la existencia de relaciones causales entre vibraciones de cuerpo completo y alteraciones del sistema nervioso central o el sistema vestibular, al haberse detectado relaciones paradójicas entre intensidad y efecto.
En algunos estudios, se ha observado un aumento adicional de los desplazamientos permanentes del umbral (PTS) de audición tras una exposición combinada de larga duración a las vibraciones de cuerpo completo y al ruido.
Estudió a conductores y técnicos en el campo de la agricultura y comparó los desplazamientos permanentes del umbral después de 3 y 25años de trabajo. Llegó a la conclusión de que las vibraciones de cuerpo completo pueden inducir un desplazamiento adicional significativo del umbral a 3, 4,6 y 8 kHz, si la aceleración ponderada según la Norma Internacional 2631 (ISO 1985) supera un valor eficaz de 1,2 m/s 2 con exposición simultánea al ruido a un nivel equivalente de más de 80 decibelios (dB A).
Sistemas circulatorio y digestivo. Se han detectado cuatro grupos principales de alteraciones circulatorias con mayor incidencia entre trabajadores expuestos a vibraciones de cuerpo completo:
1. Trastornos periféricos, tales como el síndrome de Raynaud, cerca del punto de aplicación de la vibración de cuerpo completo (es decir, los pies de los operarios en posición de pie o, en menor grado, las manos de los conductores).
2. Venas varicosas de las piernas, hemorroides y varicocele.
3. Cardiopatía isquemia e hipertensión.
4. Alteraciones neurovasculares.
No siempre existe correlación entre la morbilidad de estas alteraciones circulatorias y la magnitud o duración de la exposición a la vibración. Aunque frecuentemente se ha observado una elevada prevalencia de diversos trastornos del sistema digestivo, casi todos los autores coinciden en que las vibraciones de cuerpo completo es solo una de las causas y quizá no la más importante.
Medida y valoración de la exposición
Las vibraciones de cuerpo completo debe medirse en las interfases entre el cuerpo y la fuente de vibración. En el caso de personas sentadas esto implica la colocación de acelerómetros en la superficie del asiento, debajo de las tuberosidades isquiáticas de los sujetos. A veces las vibraciones se miden también en el respaldo del asiento (entre el respaldo y la espalda) así como en los pies y las manos.
Los datos epidemiológicos por sí solos no son suficientes para definir cómo valorar las vibraciones de cuerpo completo de un modo que permita predecir los riesgos para la salud derivados de los diferentes tipos de exposición a las vibraciones. En estos momentos, la comprensión de las respuestas biodinámicas y de las respuestas subjetivas tomando en consideración los datos epidemiológicos, proporciona orientación al respecto.
Actualmente, se supone que la forma en que los efectos para la salud derivados de los movimientos dependen de la frecuencia, dirección y duración del movimiento es igual o parecida a la del malestar por vibración. Ahora bien, se considera que lo importante es la exposición total, no la exposición promedio, y que por lo tanto es adecuado medir la dosis.
Además de valorar las vibraciones medidas de acuerdo con las normas actuales, es aconsejable informar de los espectros de frecuencia, las magnitudes de los diferentes ejes y otras características de la exposición, incluyendo las duraciones de la exposición diaria y la de toda la vida. También debería tenerse en cuenta la presencia de otros factores ambientales adversos, en especial la postura sentada.
Prevención
Cuando sea posible se dará preferencia a la reducción de las vibraciones en la fuente. Para ello puede ser necesario reducir las ondulaciones del terreno o la velocidad de desplazamiento de los vehículos. Otros métodos para reducir la transmisión de vibraciones a los operarios exigen comprender las características del entorno de las vibraciones y la ruta de transmisión de las vibraciones al cuerpo.
Por ejemplo, a menudo la magnitud de la vibración depende de la ubicación: en algunas zonas se experimentan magnitudes menores. Se ofrece una lista de algunas medidas preventivas que pueden tenerse en cuenta.
Se pueden diseñar los asientos de manera que atenúen las vibraciones. La mayoría de los asientos presentan resonancia a bajas frecuencias, lo que hace que se produzcan mayores magnitudes de vibración vertical en el asiento que en el piso. A altas frecuencias suele producirse una atenuación de las vibraciones.
En la práctica, las frecuencias de resonancia de los asientos habituales están en la región de los 4 Hz. La amplificación en resonancia viene determinada en parte por la amortiguación del asiento. Un aumento de la capacidad de amortiguación del relleno del asiento tiende a reducir la amplificación en resonancia pero aumenta la transmisibilidad a altas frecuencias. Hay grandes variaciones de transmisibilidad entre asientos, las cuales se traducen en considerables diferencias en cuanto a la vibración que experimentan las personas.
Una indicación numérica simple de la eficacia de aislamiento de un asiento para una aplicación específica, es la que proporciona la transmisibilidad de la amplitud eficaz del asiento. Un valor de SEAT superior al 100 % indica que, globalmente, las vibraciones en el asiento son peores que las vibraciones en el piso. Valores inferiores al 100 % indican que el asiento ha proporcionado algo de atenuación útil.
Los asientos deberían diseñarse de manera que tuviesen el valor SEAT más bajo que sea compatible con otras limitaciones. Los asientos con suspensión llevan un mecanismo de suspensión separado debajo del panel del asiento. Se utilizan en algunos vehículos todo terreno, así como en camiones y autocares, y sus frecuencias de resonancia son bajas (en torno a 2 Hz) y por lo tanto pueden atenuar las vibraciones a frecuencias superiores a unos 3 Hz. Los valores de transmisibilidad de estos asientos los determina normalmente el fabricante del asiento, pero sus eficacias de aislamiento varían según las condiciones de trabajo.
VIBRACIONES TRANSMITIDAS A LAS MANOS
Massimo Bovenzi
Exposición de origen profesional
Las vibraciones mecánicas producida por procesos o herramientas a motor y que penetran en el cuerpo por los dedos o la palma de las manos se denominan vibraciones transmitidas a las manos. Como sinónimos de vibraciones transmitidas a las manos se utilizan con frecuencia las expresiones vibraciones mano brazo y vibraciones locales o segmentarias.
En varias actividades industriales se encuentran muy extendidos los procesos y herramientas a motor que exponen las manos del operario a vibraciones. La exposición de origen profesional a las vibraciones transmitidas a las manos proviene de las herramientas a motor que se utilizan en fabricación (p. ej., herramientas de percusión para trabajo de metales, amoladoras y otras herramientas rotativas, llaves de impacto), explotación de canteras, minería y construcción (p. ej., martillos perforadores de roca, martillos rompedores de piedra, martillos picadores, compactadores vibrantes), agricultura y trabajos forestales (p. ej., sierras de cadena, sierras de recortar, descortezadoras) y servicios públicos (p. ej., martillos rompedores de asfalto y hormigón, martillos perforadores, amoladoras de mano).
También puede producirse exposición a vibraciones transmitidas a las manos por piezas vibrantes sostenidas con las manos del operario, como en el amolado de columna, y por controles manuales vibrantes, como al utilizar cortacéspedes o controlar rodillos vibrantes para compactación de carreteras.
Se ha comunicado que el número de personas expuestas a vibraciones transmitidas a las manos en el trabajo excede de 150.000 en los Países Bajos, de 0,5 millones en Gran Bretaña y de 145 millones en Estados Unidos.
La exposición excesiva a las vibraciones transmitidas a las manos puede causar trastornos en los vasos sanguíneos, nervios, músculos, huesos y articulaciones de las extremidades superiores. Se calcula que del 1,7 al 3,6 % de los trabajadores de los países europeos y de Estados Unidos están expuestos a vibraciones transmitidas a las manos potencialmente peligrosa (AISSA Sección Internacional de Investigación 1989).
La expresión síndrome de vibraciones mano-brazo (HAV) se utiliza comúnmente en referencia a los síntomas asociados con exposición a vibraciones transmitidas a las manos, a saber:
•Trastornos vasculares;
•Trastornos neurológicos periféricos;
•Trastornos de los huesos y articulaciones;
•Trastornos musculares,
•Otros trastornos (todo el cuerpo, sistema nervioso central).
Actividades tales como la conducción de motocicletas o el uso de herramientas vibrantes domésticas pueden exponer las manos esporádicamente a vibraciones de gran amplitud, pero solo las largas exposiciones diarias pueden provocar problemas de salud (Griffin 1990).
La relación entre exposición a vibraciones transmitidas a las manos de origen profesional y efectos adversos para la salud dista de ser sencilla.
A continuación se proporciona una lista de algunos de los factores más importantes que contribuyen a causar lesiones en las extremidades superiores de los trabajadores expuestos a vibración.
Características de la vibración
• Magnitud (eficaz, pico, ponderada / no ponderada)
• Frecuencia (espectros, frecuencias dominantes)
• Dirección (ejes x, y, z)
Herramientas o procesos
• Diseño de herramientas (portátiles, fijas)
• Tipo de herramienta (de percusión, rotativa, rotopercutante)
• Condición
• Operación
• Material que se trabaja
Condiciones de exposición
• Duración (exposiciones diarias, anuales)
• Modelo de exposición (continua, intermitente, períodos de descanso)
• Duración de la exposición acumulada
Condiciones ambientales
• Temperatura ambiente
• Flujo de aire
• Humedad
• Ruido
• Respuesta dinámica del sistema dedo-mano-brazo
• Impedancia mecánica
• Transmisibilidad de la vibración
• Energía absorbida
Características individuales
• Método de trabajo (fuerza de agarre, fuerza de empuje, postura de mano-brazo,
posición del cuerpo)
• Salud
• Formación
• Destreza
• Uso de guantes
• Susceptibilidad individual a la lesión
Biodinámica
Cabe suponer que los factores que influyen en la transmisión de vibraciones al sistema de los dedos, la mano y el brazo desempeñan un papel importante en la génesis de lesiones por vibraciones.
La transmisión de vibraciones depende de las características físicas de la vibración (magnitud, frecuencia, dirección)
y de la respuesta dinámica de la mano (Griffin 1990).
Factores que influyen en la dinámica de los dedos y la mano.
Cabe suponer que los efectos adversos de la exposición a las vibraciones están relacionados con la energía disipada en las extremidades superiores. La absorción de energía depende en gran medida de factores que afectan al acoplamiento del sistema dedos-mano a la fuente de vibraciones. Variaciones de la presión de agarre, fuerza estática y postura, modifican la respuesta dinámica del dedo, la mano y el brazo y, por consiguiente, la cantidad de energía transmitida y absorbida.
Ejemplo, la presión de agarre influye considerablemente en la absorción de energía y, en general, cuanto mayor es esta presión mayor es la fuerza transmitida al sistema de la mano y el brazo. Los datos de respuesta dinámica pueden suministrar información importante para valorar el potencial de las vibraciones de la herramienta para producir lesiones y para facilitar el desarrollo de dispositivos antivibración tales como empuñaduras y guantes.
Efectos agudos
Malestar subjetivo
La vibración es detectada por diversos mecanorreceptores de la piel, situados en los tejidos epidérmicos y subcutáneos de la piel lisa y desnuda de los dedos y manos. Tales receptores se clasifican en dos categorías de adaptación lenta y rápida según sus propiedades de adaptación y su campo receptor. En las unidades mecanorreceptoras de adaptación lenta se encuentran los discos de Merkel y las terminaciones de Ruffini, que responden a la presión estática y a pequeñas variaciones de presión y son excitados a baja frecuencia (<16 Hz).
Las unidades de adaptación rápida tienen los corpúsculos de Meissner y de Pacinian, que responden a variaciones rápidas de los estímulos y se encargan de producir la sensación de vibración en la gama de frecuencia entre 8 y 400 Hz.
La respuesta subjetiva a las vibraciones transmitidas a las manos se ha utilizado en varios estudios para obtener valores umbral, contornos de sensación equivalente y límites de sensación desagradable o de tolerancia a los estímulos vibratorios a diferentes frecuencias (Griffin 1990). Los resultados experimentales indican que la sensibilidad humana a la vibración disminuye a medida que aumenta la frecuencia, tanto en lo que se refiere a los niveles de vibración confortables como molestos.
La vibración vertical parece causar mayor malestar que la vibración en otras direcciones. Se ha observado también que el malestar subjetivo está en función de la composición espectral de la vibración y de la fuerza de agarre ejercida sobre la empuñadura que vibra.
Perturbación de la actividad
La exposición aguda a vibraciones transmitidas a las manos puede causar un aumento temporal de los umbrales vibrotáctiles debido a una depresión de la excitabilidad de los mecanorreceptores de la piel. La magnitud de la variación temporal de estos umbrales, así como el tiempo de recuperación están sujetos a la influencia de distintas variables, tales como las características del estímulo (frecuencia, amplitud, duración), la temperatura y la edad y exposición anterior a la vibración del trabajador. La exposición al frío agrava la depresión táctil inducida por las vibraciones, debido a que la baja temperatura tiene un efecto vasoconstrictor en la circulación digital y reduce la temperatura de la piel de los dedos. En trabajadores expuestos a vibraciones que trabajan habitualmente en ambientes fríos, los episodios repetidos de deterioro agudo de la sensibilidad táctil puede conducir a una reducción permanente de la percepción sensorial y a la pérdida de destreza de manipulación lo que, a su vez, puede interferir en la actividad laboral y elevar el riesgo de lesiones graves por accidentes.
Efectos no vasculares
Esqueléticos
Las lesiones óseas y articulares inducidas por las vibraciones son objeto de controvertida. Diversos autores consideran que los trastornos de huesos y articulaciones en trabajadores que utilizan herramientas vibrantes de mano, no tienen carácter específico ni son similares a los originados por el proceso de envejecimiento y por el trabajo manual pesado.
Por otra parte, algunos investigadores han comunicado que la exposición prolongada a vibraciones transmitidas a las manos puede producir alteraciones esqueléticas características en las manos, muñecas y codos. Estudios radiológicos realizados en un primer momento revelaron una alta prevalencia de vacuolas y quistes óseos en las manos y muñecas de trabajadores expuestos a vibraciones, pero otros estudios más recientes no han mostrado ningún aumento significativo con respecto a grupos de control integrados por trabajadores manuales.
Se ha comunicado una prevalencia elevada de osteoartrosis de muñeca y artrosis y osteofitosis de codo en mineros del carbón, trabajadores de la construcción de carreteras y trabaja-dores del metal expuestos a choques y a vibración de baja frecuencia y gran amplitud producida por herramientas neumáticas de percusión. Por el contrario, hay poca evidencia de aumento de la prevalencia de trastornos óseos y articulares degenerativos en las extremidades superiores de los trabajadores expuestos a vibraciones de mediana o alta frecuencia procedentes de sierras de cadena o amoladoras.
El esfuerzo físico intenso, un agarre con fuerza y otros factores biomecánicos pueden ser la causa de la mayor aparición de lesiones esqueléticas encontrada en trabajadores que utilizan herramientas de percusión. El dolor localizado, la hinchazón y la rigidez y deformidades de las articulaciones pueden estar relacionados con hallazgos radiológicos de degeneración ósea y articular.
En unos cuantos países (Francia, Alemania e Italia entre ellos), se considera que los trastornos óseos y articulares que aparecen en trabajadores que utilizan herramientas de mano vibrantes, son una enfermedad de origen profesional, y los trabajadores afectados son indemnizados.
Neurológicos
Los trabajadores que manejan herramientas vibrantes pueden sufrir hormigueo y adormecimiento de dedos y manos. Si la exposición a las vibraciones continúa, estos síntomas tienden a empeorar y pueden interferir con la capacidad de trabajo y las actividades de su vida diaria.
Los trabajadores expuestos a vibraciones pueden presentar umbrales vibratorios, térmicos y táctiles más elevados en los reconocimientos clínicos. Se ha sugerido que la exposición continua a las vibraciones no solo puede deprimir la excitabilidad de los receptores de la piel sino también inducir alteraciones patológicas en los nervios de los dedos, tales como edema perineural, seguido de fibrosis y pérdida de fibra nerviosa.
Estudios epidemiológicos de trabajadores expuestos a vibraciones señalan que la prevalencia de trastornos neurológicos periféricos varía desde un pequeño porcentaje hasta más del 80 por ciento, y que la pérdida de sensibilidad afecta a usuarios de una amplia variedad de tipos de herramientas. Parece ser que la neuropatía por vibración se desarrolla con independencia de otros trastornos inducidos por las vibraciones.
RIESGOS GENERALES50.12.
Medida y evaluación de la exposición.
Las medidas de vibración se llevan a cabo para contribuir al desarrollo de nuevas herramientas, comprobar la vibración de las herramientas en el momento de su adquisición, verificar las condiciones de mantenimiento y valorar la exposición humana a la vibración en el lugar de trabajo.
El equipo de medida de la vibración consiste generalmente en un transductor (casi siempre un acelerómetro), un dispositivo amplificador, filtro (filtro de paso de banda y/o red de ponderación en frecuencia) e indicador o registrador de amplitud o nivel.
Las medidas de vibración deberían realizarse en la empuñadura de la herramienta o en la pieza, cerca de la superficie de la(s) mano(s), donde la vibración penetra en el cuerpo. Para obtener resultados precisos se requiere una cuidadosa selección de los acelerómetros (p. Ej., tipo, masa, sensibilidad) y métodos apropiados de montaje del acelerómetro en la superficie vibrante.
Las vibraciones transmitidas a las manos deberían medirse y registrarse en las direcciones adecuadas de un sistema de coordenadas ortogonales. La medición debería efectuarse sobre un rango de frecuencia de 5 a 1.500 Hz como mínimo, y el contenido de frecuencia de aceleración de la vibración en uno o más ejes puede presentarse en bandas de octava con frecuencias centrales de 8 a 1.000 Hz o en bandas de tercio de octava con frecuencias centrales de 6,3 a 1.250 Hz. También puede expresarse la aceleración como aceleración ponderada en frecuencia utilizando una red de ponderación que reúna las características especificadas en las Normas ISO 5349 o BS 6842.
Las medidas en el lugar de trabajo indican que pueden darse magnitudes de vibración y espectros de frecuencia diferentes en herramientas del mismo tipo o cuando se utiliza una misma herramienta de diferente forma.
En varias normas la exposición a las vibraciones transmitidas a las manos se valora en términos de cuatro u ocho horas de aceleración equivalente ponderada en frecuencia calculada mediante las ecuaciones anteriores.
En el método de obtención de la aceleración equivalente se supone que el tiempo de exposición diaria necesario para producir efectos adversos sobre la salud es inversamente proporcional al cuadrado de la aceleración ponderada en frecuencia (p. ej., si se divide por dos la magnitud de la vibración, el tiempo de exposición puede multiplicarse por cuatro). Tal dependencia temporal se considera razonable a efectos de normalización y es adecuada para la instrumentación, pero hay que señalar que no está totalmente respaldada por datos epidemiológicos (Griffin 1990).
Prevención
La prevención de lesiones o trastornos causados por vibraciones transmitidas a las manos exige la implantación de procedimientos técnicos, médicos y administrativos (ISO 1986; BSI 1987a).
También debería facilitarse asesoramiento adecuado a los fabricantes y usuarios de herramientas vibrantes. Las medidas administrativas deberían incluir una información y formación adecuadas para enseñar a los operarios que trabajan con maquinaria vibrante a adoptar métodos de trabajo correctos y seguros.
Dado que se cree que la exposición continua a las vibraciones aumenta el riesgo por vibración, los horarios de trabajo deberían3establecerse incluyendo períodos de descanso. Las medidas técnicas deberían incluir la elección de herramientas con la mínima vibración y con un diseño ergonómico apropiado.
Deberían realizarse reconocimientos médicos previos a la realización del trabajo y exámenes clínicos periódicos subsiguientes de los trabajadores expuestos a vibraciones. Los objetivos de la vigilancia médica son informar al trabajador del riesgo potencial asociado con la exposición a las vibraciones, evaluar el estado de salud y diagnosticar precozmente los trastornos inducidos por las vibraciones.
En el primer reconocimiento debería prestarse especial atención a cualquier proceso que pueda agravarse por exposición a las vibraciones (p. Ej., tendencia constitucional a enfermedad del dedo blanco, algunas formas del fenómeno secundario de Raynaud, daños anteriores en los miembros superiores, trastornos neurológicos).
Después de considerar la severidad de los síntomas y las características del proceso de trabajo en su totalidad, debería decidirse entre evitar o reducir la exposición a las vibraciones del trabajador afectado. El trabajador debería ser informado sobre el uso de ropa adecuada para mantener caliente todo el cuerpo y
debería evitar o minimizar el consumo de tabaco y el uso de algunos fármacos que pueden afectar la circulación periférica. Los guantes pueden ser útiles para proteger los dedos y las manos de traumatismos y para mantenerlos calientes. Los llamados guantes antivibración pueden proporcionar algo de aislamiento frente a las componentes de alta frecuencia de la vibración producida por algunas herramientas.
MAREO INDUCIDO POR EL MOVIMIENTO
Alan J. Benson
El mareo inducido por el movimiento, o cinetosis, no es un proceso patológico, sino una respuesta normal a ciertos estímulos de movimiento con los que el individuo no está familiarizado y a los que, por lo tanto, no se encuentra adaptado; solo son verdaderamente inmunes quienes carecen de aparato vestibular funcional del oído interno.
Movimientos que producen el mareo inducido por el movimiento
Hay muchos tipos diferentes de movimiento que provocan el síndrome denominado mareo inducido por el movimiento. La mayoría de ellos están relacionados con medios de locomoción en particular, barcos, aerodeslizadores, aviones, automóviles y trenes, y con menor frecuencia, elefantes y camellos. Las complejas aceleraciones generadas por atracciones mecánicas de feria tales como columpios, tiovivos, montañas rusas, etc., pueden provocar intenso mareo. Además, muchos astronautas / cosmonautas padecen mareo (mareo espacial) cuando efectúan movimientos con la cabeza por primera vez en el entorno, sometido a fuerzas anormales (ingravidez) del vuelo orbital. También producen el síndrome del mareo ciertos estímulos visuales en movimiento, sin ningún movimiento físico del observador; son ejemplos de ello la visualización del mundo visual externo de los simuladores de base fija (mareo en simulador) o la proyección en pantalla gigante de escenas filmadas de un vehículo en movimiento (mareo en Cinerama o en IMAX).
Etiología
La característica esencial de los estímulos que producen mareo inducido por el movimiento es que éstos generan información discordante en los sistemas sensoriales que suministran al cerebro información acerca de la orientación espacial y el movimiento del cuerpo. El aspecto principal de esta discordancia es una desadaptación entre las señales suministradas, principalmente, por los ojos y el oído interno, y las que el sistema nervioso central "espera" recibir y que estén correlacionadas.
Pueden distinguirse varias categorías de desadaptación. La desadaptación más importante es la de las señales procedentes del aparato vestibular (laberinto) del oído interno, en el que los canales semicirculares (los receptores especializados de las aceleraciones angulares) y los otolitos (los receptores especializados de las aceleraciones lineales) no suministran información concordante.
Por ejemplo, cuando se efectúa un movimiento de cabeza en un coche o un avión que está girando, los canales semicirculares y los otolitos son estimulados de manera atípica y suministran información errónea e incompatible, que difiere sustancialmente de la generada por ese mismo movimiento de cabeza en un entorno estable, de gravedad 1-G. De igual modo, las aceleraciones lineales de baja frecuencia (inferior a 0,5 Hz), como las que se producen a bordo e un barco en aguas agitadas o en un avión que atraviesa una turbulencia, generan también señales vestibulares contradictorias y, por lo tanto, son una causa potencial de mareo.
También puede ser un factor contribuyente importante el desacuerdo de la información visual y vestibular. Es más probable que se maree el ocupante de un vehículo en movimiento que no puede ver el exterior que uno que dispone de una buena referencia visual externa. El pasajero que viaja bajo cubierta o en la cabina de un avión percibe el movimiento del vehículo mediante claves vestibulares, pero solo recibe información visual de su movimiento relativo dentro del vehículo.
También la ausencia de una señal "esperada" y concordante en una modalidad sensorial determinada se considera la característica esencial del mareo inducido visualmente, dado que las claves visuales de movimiento no van acompañadas de las señales vestibulares que el individuo "espera" que se produzcan cuando está sometido al movimiento indicado por la presentación visual.
Síntomas
Ante la exposición al movimiento provocador, los signos y síntomas de mareo evolucionan en una secuencia determinada, en la que la escala temporal depende de la intensidad de los estímulos de movimiento y de la susceptibilidad del individuo. Hay, desde luego, considerables diferencias entre unos y otros individuos, no solo de susceptibilidad sino también en el orden de aparición de determinados signos y síntomas, o en la total ausencia de éstos. Normalmente, el primer síntoma es malestar epigástrico, seguido de náuseas, palidez y transpiración, y suele ir acompañado de una sensación de calor corporal, aumento de la secreción de saliva y eructos (flato).
Normalmente estos síntomas evolucionan con relativa lentitud, pero si continúa la exposición al movimiento se produce un rápido deterioro del bienestar y aumenta la intensidad de las náuseas, que finalmente desembocan en vómito o arcadas. El vómito puede proporcionar alivio pero lo más probable es que éste dure poco a menos que cese el movimiento.
El síndrome de mareo tiene también otras características más variables. Un síntoma de temprana aparición puede ser la alteración del ritmo respiratorio, con suspiros y bostezos, y también puede producirse hiperventilación, sobre todo en personas a quienes la causa o consecuencia de su discapacidad les provoca ansiedad. Se comunican casos de dolor de cabeza, tinnitus (campanilleo) y vértigo, mientras que la apatía y la depresión son frecuentes en quienes padecen malestar agudo, y pueden ser de tal intensidad que lleguen a descuidarse la seguridad personal y la supervivencia. Tras el cese del movimiento provocador de mareo puede imponerse una sensación de letargo y somnolencia, siendo éstos a veces los únicos síntomas en situaciones en las que la adaptación al movimiento inhabitual se produce sin malestar.
Adaptación
Con la exposición continuada o repetida a un determinado movimiento provocador de mareo, la mayoría de los individuos experimentan una reducción de la severidad de los síntomas; normalmente después de tres o cuatro días de exposición continua (por ejemplo a bordo de un barco o en un vehículo espacial) se han adaptado al movimiento y pueden realizar sus tareas habituales sin discapacidad. En relación con el modelo de "discordancia", esta adaptación o habituación representa el establecimiento de una nueva serie de "expectativas" en el sistema nervioso central.
Ahora bien, al regresar a un entorno familiar, estas expectativas dejarán de ser adecuadas y puede que se repitan los síntomas de mareo (mareo del desembarque) hasta que se produzca la readaptación. Los individuos difieren considerablemente en su velocidad de adaptación, en la forma de mantener ésta y en el grado en que pueden generalizar la adaptación protectora de un entorno de movimiento a otro. Lamentablemente, una pequeña proporción de la población (probablemente alrededor del 5 %) no consigue adaptarse o lo hace con tal lentitud que continúa experimentando síntomas durante todo el período de exposición al movimiento provocador de mareo.
Medidas preventivas
Existen procedimientos que reducen al mínimo el estímulo provocador de mareo o aumentan la tolerancia. Pueden prevenir el mareo en una determinada proporción de la población, pero ninguno, exceptuando la retirada del entorno de movimiento, es eficaz al 100 %. Al diseñar un vehículo, es beneficioso tener en cuenta los factores que elevan la frecuencia y reducen la magnitud de las oscilaciones que experimentan los ocupantes durante el funcionamiento normal.
La provisión de apoyo para la cabeza y sujeción corporal para mini-mizar los movimientos de cabeza innecesarios es ventajosa, y se ve reforzada si el ocupante puede adoptar una posición reclinada o de supinación. El mareo es menos intenso si el ocupante puede ver el horizonte; para quienes carecen de una referencia visual externa, cerrar los ojos reduce la discordancia visual / vestibular.
También ayuda concentrarse en una tarea, especialmente el control del vehículo. Aunque estas medidas pueden aportar ventajas inmediatas, a la larga lo más beneficioso es desarrollar una adaptación protectora. Se consigue mediante una exposición continuada y repetida al entorno de movimiento, aunque puede facilitarse con ejercicios en tierra, en los que los estímulos provocadores de mareo se generan realizando movimientos con la cabeza mientras se gira en una mesa rotativa (tratamiento de desensibilización.
Hay varios fármacos que aumentan la tolerancia, aunque todos tienen efectos secundarios (en particular, sedación), por lo que no deben usarse cuando se ha de controlar un vehículo o es indispensable actuar con un rendimiento óptimo. Para una profilaxis a corto plazo (menos de cuatro horas), se recomienda de 0,3 a 0,6 mg de bromhidrato de hioscina (escopolamina); los antihistamínicos, clorhidrato de prometacina (25 mg), clorhidrato de meclocina (50 mg), dimenhidrinato (50 mg) y cinaricina (30 mg) tienen una acción más duradera. La combinación de hioscina o prometacina con 25 mg de sulfato de efedrina aumenta el poder profiláctico al tiempo que reduce algo los efectos secundarios.
Se puede conseguir un efecto profiláctico de hasta 48 horas utilizando un parche de escopolamina, que permite absorber lentamente el fármaco a través de la piel a una velocidad controlada. No se consiguen concentraciones efectivas del fármaco en el organismo hasta después de seis a ocho horas de la aplicación del parche, por lo que es preciso prever por anticipado la necesidad de este tipo de tratamiento.
IV.3 CONDICIONES TÉRMICAS ALTERADAS.
RESPUESTAS FISIOLÓGICAS A LA TEMPERATURA AMBIENTE
Durante toda su vida, los seres humanos mantienen la temperatura corporal dentro de unos límites de variación muy estrechos y protegidos a toda costa. Los límites máximos de tolerancia para las células vivas corresponden a unos 0 ºC (formación de cristales de hielo) y unos 45 ºC (coagulación térmica de proteínas intracelulares); sin embargo, los seres humanos pueden soportar temperaturas internas inferiores a 35 ºC o superiores a 41 ºC, aunque sólo durante períodos muy cortos de tiempo.
Para mantener la temperatura interna dentro de esos límites, el ser humano ha desarrollado unas respuestas fisiológicas muy eficaces, y en algunos casos especializadas, al estrés térmico agudo. La finalidad de esas respuestas es facilitar la conservación, producción o eliminación del calor corporal, requieren la coordinación firmemente controlada de varios sistemas corporales.
Equilibrio térmico del ser humano
La principal fuente de calor para el organismo es, con diferencia, la producción de calor metabólico (M). Incluso con una eficiencia mecánica máxima, entre el 75 y el 80 % de la energía implicada en el trabajo muscular se libera en forma de calor. En reposo, una tasa metabólica de 300 ml de O2 por minuto crea una carga térmica de aproximadamente 100 W.
El trabajo en estado estable con un consumo de oxígeno de 1 l/min genera aproximadamente 350 W de calor, menos cualquier energía asociada al trabajo externo (W). Incluso con una intensidad de trabajo leve o moderada, la temperatura interna del organismo aumentará aproximadamente un grado centígrado cada 15 min. si no existe un medio eficaz de disipar el calor. De hecho, las personas que están en muy buena forma física pueden producir más de 1.200 W de calor durante un período de 1 a 3 horas sin sufrir trastornos por calor (Gisolfi y Wenger 1984).
El calor puede también absorberse del medio ambiente por radiación (R) y convección (C) si la temperatura de globo (una medida del calor radiante) y la temperatura del aire (bulbo seco) sobrepasan respectivamente la temperatura cutánea. Se trata de fuentes de calor pequeñas por lo común en comparación con M y, en realidad, se convierten en fuentes de pérdida de calor cuando se invierte el gradiente térmico de la piel al aire.
El último proceso de termólisis, el de evaporación (E), suele ser también el más importante, puesto que el calor latente de la evaporación del sudor es bastante elevado, aproximadamente 680 W-h/l de sudor evaporado. Todas estas relaciones se describen con profundidad más adelante. En ambientes fríos o térmicamente neutros, la termogénesis se equilibra con la termólisis, no se almacena calor y la temperatura corporal se equilibra; es decir:
M–W +R +C – E = 0
Ahora bien, cuando la exposición al calor es más intensa:
M– W ± R ± C >E
Y se almacena calor. En particular, los trabajos pesados (con un elevado gasto de energía que aumenta M–W), unas temperaturas ambientales demasiado altas (que aumentan R + C), una elevada humedad (que limita E) y el uso de prendas de vestir gruesas o relativamente impermeables (que crean una barrera para la evaporación del sudor), dan lugar a este tipo de escenario. Finalmente, si el esfuerzo es prolongado o la hidratación inadecuada, E puede verse superado por la capacidad limitada del organismo para secretar sudor (entre 1y 2 l/h durante cortos períodos de tiempo).
Regulación térmica en ambientes calurosos
Como ya se ha dicho antes, el ser humano desprende calor al medio ambiente principalmente mediante una combinación de procesos secos (radiación y convección) y evaporación. Para facilitar este intercambio, se activan y regulan los dos principales sistemas efectores: vasodilatación periférica y sudoración. Aunque la vasodilatación periférica suele producir pequeños aumentos en la pérdida de calor seco (radiactivo y convectivo), su principal función es transferir calor del interior del cuerpo a la periferia (transferencia interna de calor), mientras que la evaporación de sudor constituye un medio extremadamente eficaz para enfriar la sangre antes de que regrese a los tejidos corporales profundos (transferencia externa de calor).
Vasodilatación periférica
La cantidad de calor transferido del núcleo a la periferia depende del flujo sanguíneo periférico (FSP), el gradiente de temperatura entre el centro y la periferia y el calor específico de la sangre (algo inferior a 4 kJ/°C por litro de sangre). En reposo y en un ambiente térmicamente neutro, la piel recibe aproximadamente entre 200 y 500 ml/min de flujo sanguíneo, lo que representa sólo entre un 5 y un 10 % de la sangre total bombeada por el corazón (gasto cardíaco).
Debido a la existencia de un gradiente de 4 ºC entre Tc (unos 37 ºC) y Tsk (unos 33 ºC en esas condiciones), el calor metabólico producido por el organismo para soportar la vida es transmitido constantemente a la piel por convección para su disipación. Por el contrario, en condiciones de hipertermia severa, como cuando se realiza un trabajo pesado en condiciones de calor, el gradiente térmico del centro a la piel es menor y la transferencia de calor necesaria se consigue con un gran aumento del FSP.
En condiciones de estrés máximo por calor, el FSP puede alcanzar entre 7 y 8 l/min, casi la tercera parte del gasto cardíaco (Rowell 1983). El elevado flujo sanguíneo se consigue gracias a lo que se conoce como el "sistema vasodilatador activo".
En la vasodilatación activa intervienen las señales de los nervios simpáticos enviadas del hipotálamo a las arteriolas de la piel, aunque se desconoce cuál es el neurotransmisor que participa en este proceso. Como ya se mencionó antes, el FSP es el principal responsable del aumento de Tc y, en menor medida, de Tsk• Tc aumenta al iniciarse el trabajo muscular y la producción de calor metabólico y, una vez que se alcanza un cierto umbral de Tc, FSP empieza también a aumentar rápidamente.
Tal relación termorreguladora básica se ve influida por factores no térmicos que constituyen un segundo nivel de control crítico para modificar el FSP cuando la estabilidad cardiovascular global se ve amenazada. Las venas de la piel tienen una gran capacidad de distensión y una parte importante del volumen circulatorio se acumula en estos vasos.
De esta forma se facilita el intercambio de calor al hacerse más lenta la circulación por los capilares para aumentar el tiempo de tránsito; sin embargo, esta acumulación, sumada a la pérdida de líquidos producida por la sudoración, puede también reducir la velocidad del retorno de la sangre al corazón.
Entre los factores no térmicos cuya influencia en el FSP ha sido demostrada figuran las posturas erguidas, la deshidratación y la respiración con presión positiva (uso de respirador). Actúan a través de los reflejos que se activan cuando la presión de llenado del corazón se reduce y los receptores de la distensión situados en las grandes venas y en la aurícula derecha dejan de ser estimulados; por consiguiente, su efecto es más evidente durante el trabajo aeróbico prolongado en postura erguida.
Son reflejos que sirven para mantener la presión arterial y, cuando se realiza un trabajo, para mantener un flujo sanguíneo adecuado a los músculos activos. Por consiguiente, el FSP en un momento dado depende del efecto combinado de las respuestas reflejas termorreguladoras y de otro tipo.
La necesidad de aumentar el flujo sanguíneo periférico con el fin de ayudar a regular la temperatura tiene un gran impacto en la capacidad del sistema cardiovascular para regular la presión arterial. Por esta razón, se necesita una respuesta coordinada de todo el sistema cardiovascular al estrés por calor. ¿Qué ajustes cardiovasculares tienen lugar para permitir el aumento del flujo y el volumen periféricos? Cuando se trabaja en ambientes fríos o térmicamente neutros, el aumento necesario del gasto cardíaco se ve facilitado por el aumento de la frecuencia cardíaca (FC), puesto que el volumen sistólico (VS) experimenta incrementos mínimos cuando la intensidad del esfuerzo supera el 40 % del esfuerzo máximo.
En ambientes calurosos, la FC es mayor con cualquier intensidad de trabajo, para compensar el menor volumen sanguíneo central (VSC) y el menor VS. Con niveles superiores de trabajo se alcanza la frecuencia cardiaca máxima y esta taquicardia es, por consiguiente, incapaz de mantener el gasto cardíaco necesario.
La segunda manera de aumentar el FSP es reduciendo el flujo sanguíneo en zonas como el hígado, los riñones y los intestinos (Rowell 1983). El redireccionamiento del flujo puede conseguir un aumento adicional de 800 a 1.000 ml en el flujo sanguíneo periférico y ayuda a compensar los efectos nocivos de la acumulación periférica de sangre.
Sudoración
En el ser humano, el sudor contribuye a la regulación térmica y es secretado por entre 2 y 4 millones de glándulas sudoríparas ecrinas repartidas de manera no uniforme por la superficie del cuerpo. Al contrario que las glándulas sudoríparas apocrinas, que tienden a aparecer agrupadas (en el rostro, las manos y las regiones axilar y genital) y que secretan sudor a los folículos pilosos, las glándulas ecrinas secretan sudor directamente a la superficie de la piel. Es un sudor inodoro, incoloro y relativamente diluido, puesto que se trata de un ultrafiltrado de plasma, motivo por el cual posee un elevado calor latente de evaporación y es ideal para los fines de la termolisis.
Como ejemplo de la eficacia de este sistema termolítico, un hombre que trabaje con un consumo de oxígeno de 2,3 l/min producirá un calor metabólico neto (M–W) de aproximadamente 640 W. Sin sudoración, la temperatura corporal aumentaría a un ritmo aproximado de 1 °C cada 6 o 7 min. Con una evaporación eficiente de unos 16 g de sudor por minuto (una tasa razonable), la velocidad de la pérdida de calor puede igualar a la velocidad de acumulación de calor, de manera que la temperatura interna del organismo se mantiene estable; es decir,
M–W +R +C – E = 0
Las glándulas ecrinas tienen una estructura sencilla constituida por una parte secretora en forma de espiral, un conducto y un poro cutáneo. El volumen de sudor producido por cada glándula depende tanto de la estructura como de la función de la glándula y la tasa total de sudoración depende a su vez del número de glándulas (densidad de glándulas sudoríparas activas) y de la producción de cada una de esas glándulas.
El hecho de que algunas personas suden más que otras puede atribuirse principalmente a las diferencias en el tamaño de las glándulas sudoríparas (Sato y Sato 1983). La aclimatación al calor es otro factor importante que determina la producción de sudor. Con la edad, la disminución de la tasa de sudoración se debe no tanto a un menor número de glándulas ecrinas activas como a una menor producción de sudor por glándula (Kenney y Fowler 1988), probablemente como resultado de la combinación de alteraciones estructurales y funcionales que acompañan al proceso de envejecimiento.
Al igual que las señales vasomotoras, los impulsos nerviosos que reciben las glándulas sudoríparas se originan en los centros supra y preópticos de hipotálamo anterior y descienden a lo largo del tallo encefálico. Las glándulas están enervadas por fibras colinérgicas simpáticas, una rara combinación en el organismo humano. Aunque la acetilcolina es el principal neurotransmisor, los transmisores adrenérgicos (catecolaminas) también estimulan las glándulas ecrinas.
En muchos aspectos, el control de la sudoración es similar al control del flujo sanguíneo periférico. Ambos tienen características similares de activación (umbral) y una relación lineal con el aumento de Tc. La sudoración suele iniciarse antes en la espalda y el pecho, y las curvas de la relación entre la tasa local de sudoración y Tc tienen una mayor pendiente en estos lugares.
Al igual que el FSP, la sudoración se ve modificada por factores no térmicos, como una hidratación insuficiente o la hiperosmolalidad. Conviene también recordar que existe un fenómeno llamado "hidromeiosis", que ocurre en ambientes muy húmedos o zonas de la piel cubiertas constantemente por prendas húmedas. En esas zonas siempre húmedas se reduce el flujo de sudor, lo que sirve como mecanismo de protección contra la deshidratación continua, puesto que el sudor que permanece en la piel en lugar de evaporarse no sirve para fines termolíticos.
Con una tasa de sudoración adecuada, la pérdida de calor por evaporación depende en definitiva del gradiente de la presión del vapor de agua entre la piel húmeda y el aire que la rodea. Así, una elevada humedad ambiental y el uso de prendas gruesas o impermeables limitan la pérdida de calor por evaporación, mientras que el aire seco, las corrientes de aire sobre el cuerpo y una prendas de vestir finas y porosas facilitan la evaporación.
Por otra parte, cuando se realiza un trabajo intenso y se produce una sudoración abundante, la pérdida de calor por evaporación puede también verse limitada por la capacidad del organismo para producir sudor (como máximo entre 1 y 2 l/h).
Regulación térmica en ambientes fríos
Una diferencia importante entre la respuesta del ser humano al frío y su respuesta al calor es que la conducta desempeña una función mucho más importante en la primera. Por ejemplo, el uso de prendas adecuadas y la adopción de posturas que reduzcan la superficie disponible para la pérdida de calor ("encogerse") son mucho más importantes en condiciones de frío que en condiciones de calor. Una segunda diferencia es la importancia que cobra la función de las hormonas durante el estrés por frío, así como la mayor secreción de catecolaminas (norepinefrina y epinefrina) y hormonas tiroideas.
Vasoconstricción periférica
Una estrategia eficaz contra la pérdida de calor corporal por radiación y convección consiste en aumentar el aislamiento efectivo proporcionado por la periferia. En el ser humano, esto se consigue reduciendo el flujo sanguíneo periférico, es decir, por vasoconstricción periférica. La constricción de los vasos cutáneos es más pronunciada en las extremidades que en el tronco.
Al igual que la vasodilatación activa, la vasoconstricción periférica está también controlada por el sistema nervioso simpático y se ve afectada por Tc, Tsk y las temperaturas locales. El efecto del enfriamiento de la piel en la respuesta de la frecuencia cardíaca y la presión arterial depende de la zona del cuerpo que se haya enfriado y de que el frío sea lo suficientemente intenso como para causar dolor. Por ejemplo, cuando las manos se sumergen en agua fría, aumentan la FC, la presión arterial sistólica (PAS) y la presión arterial diastólica (PAD).
Cuando el rostro se enfría, la PAS y la PAD aumentan como consecuencia de una respuesta simpática generalizada; sin embargo, la FC se reduce debido a un reflejo parasimpático (LeBlanc 1975). Para aumentar todavía más la complejidad de la respuesta global al frío, existe una gran variabilidad de una persona a otra. Si el estrés por frío es lo suficientemente intenso como para reducir la temperatura interna del organismo, la FC puede aumentar (por la activación simpática) o disminuir (por el mayor volumen sanguíneo central).
Un caso especialmente interesante es el de la vasodilatación inducida por frío. Cuando las manos se sumergen en agua fría, el FSP se reduce inicialmente para conservar el calor. A medida que desciende la temperatura de los tejidos, el FSP aumenta paradójicamente, vuelve a reducirse y repite esta pauta cíclica. Se ha sugerido que la vasodilatación inducida por frío sirve para prevenir lesiones en los tejidos por congelación, aunque esta afirmación no ha podido demostrarse todavía.
Desde un punto de vista mecánico, la dilatación transitoria se produce probablemente cuando los efectos directos del frío tienen la gravedad suficiente como para reducir la transmisión nerviosa, anulando temporalmente la estimulación inducida por el frío de los receptores simpáticos situados en los vasos sanguíneos (mediadores del efecto constrictor).
Escalofríos
A medida que el cuerpo se va enfriando, la segunda línea de defensa es el escalofrío, que consiste en una contracción aleatoria involuntaria de las fibras musculares superficiales, sin reducir la pérdida de calor pero aumentando su producción. Puesto que este tipo de contracciones no producen ningún trabajo, se libera calor. Una persona en reposo puede multiplicar por tres o cuatro su producción de calor metabólico con una tiritona intensa y aumentar así Tc en 0,5 ºC.
Las señales para iniciar los escalofríos se originan principalmente en la piel y, además de los centros supra y preópticos de hipotálamo anterior, el hipotálamo posterior interviene también en cierta medida.
Aunque son muchos los factores que contribuyen a la aparición de escalofríos (y a la adaptación al frío en general), uno de los más importantes es la cantidad de grasa corporal. Un hombre con poca grasa subcutánea (entre 2 y 3 mm de espesor) comienza a sentir escalofríos al cabo de 40 min a 15 ºC y de 20 min a 10 ºC, mientras que un hombre con mayor cantidad de grasa aislante (11 mm) posiblemente no experimente escalofríos a 15 ºC y sólo al cabo de 60 min a 10 ºC (LeBlanc 1975).
EFECTOS DEL ESTRES POR CALOR Y TRABAJO EN AMBIENTES CALUROSOS
Cuando una persona se ve expuesta al calor, se activan los mecanismos fisiológicos de termolisis para mantener la temperatura normal del organismo. Los flujos de calor entre el organismo y el medio ambiente dependen de la diferencia de temperatura entre:
1. el aire circundante y objetos como paredes, ventanas, el cielo, etc.,
2. la temperatura superficial de la persona
La temperatura superficial de la persona está regulada por mecanismos fisiológicos, como variaciones en el flujo sanguíneo periférico y la evaporación del sudor secretado por las glándulas sudoríparas. Además, la persona puede cambiarse de ropa para influir en el intercambio de calor con el medio ambiente. Cuanto más calurosas sean las condiciones ambientales, menor será la diferencia entre la temperatura ambiente y la temperatura superficial de la piel o de la ropa.
Con ello, el "intercambio de calor seco" por convección y radiación se reduce en ambientes cálidos comparado con los ambientes fríos. Cuando la temperatura ambiente es superior a la temperatura corporal periférica, el cuerpo absorbe calor de su entorno.
En este caso, el calor absorbido, sumado al calor liberado por los procesos metabólicos, debe perderse mediante evaporación del sudor para mantener la temperatura corporal. Así, la evaporación del sudor adquiere una importancia cada vez mayor al aumentar la temperatura ambiente. Por este motivo la velocidad del aire y la humedad ambiental (presión parcial del vapor de agua) son factores ambientales críticos en ambientes calurosos.
Cuando la humedad es alta, el cuerpo sigue produciendo sudor, pero la evaporación se reduce. El sudor que no puede evaporarse no tiene efecto de enfriamiento: resbala por el cuerpo y se desperdicia desde el punto de vista de la regulación térmica. El cuerpo humano contiene aproximadamente un 60 % de agua, lo que supone entre 35 y 40 l en una persona adulta. Casi la tercera parte del agua corporal corresponde al líquido extracelular, que se distribuye entre las células y el sistema vascular (plasma sanguíneo). Los restantes dos tercios del agua corporal corresponden al líquido intracelular, que se encuentra en el interior de las células. La composición y el volumen de los compartimientos de agua corporal están sometidos a un estrecho control en el que intervienen mecanismos hormonales y neurológicos.
El sudor es secretado por los millones de glándulas sudoríparas que se encuentran en la superficie de la piel cuando se activa el centro de la regulación térmica por un aumento de la temperatura corporal.
El sudor contiene sal (NaCl, cloruro sódico), aunque en menor medida que el líquido extracelular. Por consiguiente, con el sudor se pierden agua y sal, que deben reponerse.
Efectos de la sudoración
En ambientes térmicamente neutros y confortables se pierden pequeñas cantidades de agua por difusión a través de la piel. Con todo, cuando se realiza un trabajo intenso en condiciones de calor, las glándulas sudoríparas activas pueden excretar grandes cantidades de sudor, hasta más de 2 l/h durante varias horas. Incluso una pérdida de sudor de tan sólo el 1 % del peso corporal (entre 600 y 700 ml) afecta considerablemente al rendimiento laboral, lo que se manifiesta en un aumento de la frecuencia cardíaca (FC) (la FC aumenta unos cinco latidos por minuto por cada 1 % de pérdida de agua corporal) y de la temperatura interna del organismo.
Si el trabajo es continuado, se produce un aumento gradual de la temperatura corporal, que puede alcanzar un valor cercano a 40 ºC, una temperatura a la que probablemente se producirán trastornos por calor, debido en parte a la pérdida de líquido del sistema vascular.
La pérdida de agua del plasma sanguíneo reduce la cantidad de sangre que llena las venas centrales y el corazón, de manera que, con cada latido, el corazón tiene que bombear un volumen sistólico más pequeño. Como consecuencia, el gasto cardíaco (la cantidad total de sangre que es expelida del corazón por minuto) tiende a reducirse y la frecuencia cardíaca tiene que aumentar para mantener la circulación y la presión arterial. Un sistema de control fisiológico, llamado el sistema de reflejos de los barorreceptores, mantiene unos niveles normales del gasto cardíaco y la presión arterial en todas las condiciones.
En estos reflejos participan receptores, sensores presentes en el corazón y el sistema arterial (aorta y arterias carótidas) que vigilan el grado de distensión del corazón y los vasos por la sangre que los llena. Los impulsos de estos sensores viajan a través de los nervios hasta el sistema nervioso central y desencadenan una serie de ajustes que, en caso de deshidratación, producen una constricción de los vasos sanguíneos y una reducción del flujo sanguíneo a las vísceras (hígado, intestino, riñones) y a la piel. De esa forma, el flujo sanguíneo disponible se redistribuye para favorecer la circulación hacia los músculos que están trabajando y el cerebro (Rowell 1986).
Una deshidratación severa puede producir agotamiento por calor y colapso circulatorio; en estas circunstancias, la persona es incapaz de mantener la presión arterial y la consecuencia es que pierde el conocimiento. Los síntomas del agotamiento por calor son cansancio generalizado, habitualmente con cefalea, atontamiento y náuseas.
La principal causa del agotamiento por calor es el estrés circulatorio provocado por la pérdida hídrica del sistema vascular. La reducción del volumen sanguíneo activa una serie de reflejos que reducen la circulación a los intestinos y la piel. La disminución del flujo sanguíneo periférico agrava la situación, puesto que se reduce la pérdida de calor en la superficie y aumenta todavía más la temperatura interna.
El individuo puede desvanecerse por una caída de la presión arterial y la consiguiente disminución del riego cerebral. Cuando la persona se tumba, aumenta el aporte sanguíneo al corazón y al cerebro y, una vez que se enfría y bebe algo de agua, se recupera de forma casi inmediata.
Si los procesos que causan el agotamiento por calor se "descontrolan", la persona puede sufrir un golpe de calor. La reducción gradual de la circulación periférica hace que la temperatura aumente cada vez más y esto produce una reducción o incluso un bloqueo total de la sudoración y un aumento más rápido de la temperatura interna, que causa colapso circulatorio y puede provocar la muerte o lesiones cerebrales irreversibles.
En los pacientes que han sufrido un golpe de calor se observan cambios en la sangre (como elevada osmolalidad, bajo pH, hipoxia, adherencia celular de los hematíes, coagulación intravascular) y daños en el sistema nervioso. El reducido aporte sanguíneo al intestino puede causar daños en los tejidos y la liberación de sustancias (endotoxinas) que provocan fiebre (Hales y Richards 1987).
Además de la pérdida hídrica, la sudoración produce una pérdida de electrolitos, principalmente sodio (Na+ ) y cloro (Cl– ), aunque en menor medida también magnesio (Mg++), potasio (K+) y otros (véase la Tabla 42.1). El sudor contiene menos sal que los compartimientos de líquidos corporales, cuya concentración de sal aumenta con la excreción de sudor.
Así se produce un efecto específico en la circulación, al afectar a la musculatura vascular lisa que controla el grado de dilatación de los vasos. Ahora bien, algunos investigadores han demostrado que interfiere con la capacidad de sudoración, de tal manera que se requiere una mayor temperatura corporal para estimular las glándulas sudoríparas: se reduce la sensibilidad de éstas (Nielsen 1984). Si el sudor excretado se repone simplemente con agua, puede ocurrir que el contenido de cloruro sódico en el organismo sea menor que en estado normal (hipo osmótico).
El resultado es la aparición de calambres por una alteración del funcionamiento de los nervios y los músculos, un trastorno que antes se conocía como "calambres del minero" o "calambres del fogonero" y que puede prevenirse añadiendo sal a la dieta (en los años veinte en el Reino Unido se recomendaba beber cerveza como medida preventiva).
Tanto la menor circulación periférica como la actividad de las glándulas sudoríparas afectan a la regulación térmica y la pérdida de calor de tal manera que la temperatura interna del organismo aumenta más que en un estado de plena hidratación.
En muchas profesiones diferentes, los trabajadores están expuestos a estrés por calor externo; por ejemplo, trabajadores de las plantas siderúrgicas, industrias del vidrio, papeleras, panaderías, industrias mineras. También los deshollinadores y los bomberos están expuestos a calor externo. Las personas que trabajan en espacios confinados como vehículos, buques y aviones pueden sufrir asimismo los efectos del calor.
Los trabajadores que utilizan prendas protectoras o que realizan trabajos pesados con prendas impermeables pueden ser víctimas de agotamiento por calor incluso con unas temperaturas ambientales moderadas o frescas. Los efectos nocivos del estrés por calor se manifiestan cuando aumenta la temperatura interna del organismo y se produce una intensa sudoración.
Rehidratación
Los efectos de la deshidratación por la pérdida de sudor pueden remediarse bebiendo la cantidad suficiente de líquidos para reponer el sudor. La rehidratación suele tener lugar durante la recuperación después del trabajo y el ejercicio. Con todo, cuando se realizan trabajos prolongados en ambientes calurosos, el rendimiento laboral mejora si el trabajador ingiere líquidos al mismo tiempo que realiza la actividad. El consejo habitual es, por tanto, beber cuando se tenga sed.
No obstante, existen algunos problemas importantes. Uno de ellos es que la sensación de sed no es lo suficientemente intensa para compensar la pérdida hídrica que se produce al mismo tiempo; en segundo lugar, el tiempo necesario para reponer un gran déficit hídrico es muy largo, más de 12 horas.
Por último, existe un límite en la velocidad a la que el agua puede pasar del estómago (donde se almacena) al intestino, donde tiene lugar la absorción. La velocidad es menor que las tasas de sudoración observadas cuando se realizan esfuerzos en condiciones de calor.
Se han efectuado numerosos estudios sobre distintas bebidas para reponer el agua, los electrolitos y los depósitos de hidratos de carbono que pierden los atletas cuando realizan esfuerzos prolongados. Los principales hallazgos han sido los siguientes:
- La cantidad de líquido que puede utilizarse (es decir, que puede transportarse del estómago al intestino) está limitada por la "velocidad de vaciado gástrico", cuyo máximo es de unos 1.000 ml/h.
- Si el líquido es "hiperosmótico" (contiene iones/moléculas en mayor concentración que la sangre), esta velocidad se reduce. Por el contrario, los "líquidos isoosmóticos" (que contienen agua e iones/moléculas en la misma concentración y osmolalidad que la sangre) pasan a la misma velocidad que el agua pura.
- La adición de pequeñas cantidades de sal y azúcar aumenta la velocidad de absorción de agua en el intestino (Maughan 1991).
Teniendo lo anterior en cuenta, se pueden preparar "líquido de rehidratación" o elegir alguno de los muchos productos que se venden en el mercado. Normalmente el equilibrio hídrico y electrolítico se restablece al beber durante las comidas. Los trabajadores o atletas que pierden grandes cantidades de sudor tienen que esforzarse en beber más de lo que les apetece. El sudor contiene entre 1 y 3 g de NaCl por litro, por lo que la pérdida de más de unos 5 l al día puede causar una depleción salina a no ser que se añadan suplementos a la dieta.
A los trabajadores y atletas se les recomienda también que controlen su equilibrio hídrico pesándose con frecuencia —por ejemplo, por las mañanas (a la misma hora y en las mismas condiciones)— y que intenten mantener un peso constante.
En cualquier casos, una variación del peso corporal no refleja necesariamente un cierto grado de deshidratación. El agua forma enlaces químicos con el glucógeno, un hidrato de carbono almacenado en los músculos, y se libera cuando el glucógeno se utiliza durante el ejercicio.
Dependiendo del contenido de glucógeno en el organismo, pueden producirse cambios de peso de hasta 1 kg. El peso corporal medido todas las mañanas refleja también los cambios producidos por las "variaciones biológicas" en el contenido de agua: por ejemplo, en relación con el ciclo menstrual, la mujer puede retener hasta 1 o 2 kg de agua durante la fase premenstrual ("tensión premenstrual").
Control hídrico y electrolítico
El volumen de los compartimientos de agua corporal (es decir, los volúmenes de líquidos extracelular e intracelular) y sus concentraciones de electrolitos se mantienen muy constantes gracias a un equilibrio regulado entre la absorción y la pérdida de líquidos y sustancias.
El agua se obtiene con la ingestión de alimentos y líquidos. Los procesos metabólicos, como la combustión de las grasas y los hidratos de carbono contenidos en los alimentos, liberan también una cierta cantidad de agua. La pérdida de agua se produce en los pulmones durante la respiración, cuando el aire inspirado absorbe el agua presente en las superficies húmedas de las vías respiratorias antes de ser exhalado. En ambientes térmicamente neutros y en reposo, se difundan pequeñas cantidades de agua a través de la piel.
Ahora bien, con la sudoración la pérdida de agua puede llegar a más de 1 o 2 litros por hora durante varias horas. El contenido hídrico del organismo está controlado. El aumento de la pérdida de agua a través de la sudoración se compensa con la bebida y una menor excreción de orina, mientras que el exceso de agua se pierde mediante una mayor producción de orina.
Tal control de la absorción y la excreción de agua se ejerce a través del sistema nervioso autónomo y las hormonas. La sensación de sed aumenta la ingestión de agua y la excreción renal de agua está regulada. También el volumen y la composición de electrolitos de la orina están sujetos a control. Los sensores que participan en este mecanismo de control se encuentran en el corazón y se activan con la "saturación" del sistema vascular.
Cuando el llenado del corazón se reduce (por ejemplo, tras la pérdida de sudor), los receptores envían un mensaje a los centros del cerebro responsables de la sed y a las áreas que inducen la liberación de hormona antidiurética (HAD) en la pituitaria posterior que actúa reduciendo el volumen de orina.
Existen también mecanismos fisiológicos que controlan la composición electrolítica de los líquidos corporales a través de procesos que tienen lugar en los riñones. Los alimentos contienen nutrientes, minerales, vitaminas y electrolitos.
En el presente contexto, lo más importante es la ingesta de cloruro sódico con la dieta, que varía según los hábitos alimenticios entre 10 y 20-30 g al día. Es una cantidad normalmente mucho mayor de la necesaria, de manera que el exceso se excreta a través de los riñones, un proceso controlado por múltiples mecanismos hormonales (angiotensina, aldosterona, ANF, etc.), a su vez controlados por los estímulos procedentes de los osmorreceptores del cerebro y los riñones en respuesta sobre todo a la osmolalidad del Na+ y el Cl– en la sangre y en el líquido renal, respectivamente.
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