Higiene en el trabajo (página 4)

 FUNDAMENTOS FÍSICOS DEL TRABAJO EN CONDICIONES DE CALOR

Intercambios térmicos

El cuerpo humano intercambia calor con su entorno por distintas vías: conducción a través de la superficies en contacto con él, convección y evaporación con el aire del ambiente y radiación con las superficies vecinas.

Conducción

La conducción es la transmisión de calor entre dos sólidos que están en contacto. Los intercambios se producen entre la piel y la ropa, el calzado, los puntos de presión (asiento, asas), herramientas, etc. En la práctica, para el cálculo matemático del equilibrio térmico, el flujo de calor por conducción se estima indirectamente como una cantidad igual al flujo de calor por convección y radiación que tendría lugar si esas superficies no estuvieran en contacto con otros materiales.

Convección

La convección consiste en la transferencia de calor entre la piel y el aire circundante. Si la temperatura de la piel, tsk en grados Celsius (°C), es mayor que la temperatura del aire (ta), el aire en contacto con la piel se calienta y, como consecuencia, se desplaza hacia arriba. Se establece así una circulación de aire, conocida como convección natural, en la superficie del cuerpo. El intercambio aumenta si el aire pasa sobre la piel a una cierta velocidad, ya que se fuerza la convección.

Radiación

Todos los cuerpos emiten radiación electromagnética cuya intensidad depende de su temperatura absoluta T (en grados Kelvin: K) elevada a la cuarta potencia. La piel, con una temperatura que puede oscilar entre 30 y 35 °C (303 y 308 K), emite este tipo de radiación en la zona infrarroja. Además recibe la radiación emitida por las superficies vecinas.

Evaporación

Sobre todas las superficies húmedas existe una capa de aire saturado con vapor de agua. Si la atmósfera no está saturada, el vapor se difunde desde esta capa a la atmósfera. La capa tiende a regenerarse absorbiendo el calor de evaporación (0,674 vatios hora por gramo de agua) de la superficie húmeda, que se enfría.

Si toda la piel está cubierta de sudor, la evaporación es máxima (E max ) y depende sólo de las condiciones ambientales.

EVALUACIÓN DEL ESTRÉS POR CALOR E ÍNDICES DE ESTRÉS POR CALOR

El estrés por calor se produce cuando el entorno de una persona (temperatura del aire, temperatura radiante, humedad y velocidad del aire), su ropa y su actividad interactúan para producir una tendencia a que la temperatura corporal aumente. El sistema de regulación térmica del organismo responde para aumentar la pérdida de calor.

Tal respuesta puede ser poderosa y eficaz, pero puede también producir un estrés en el organismo que origine molestias, enfermedades o incluso la muerte. Por tanto, es importante evaluar los ambientes calurosos para garantizar la salud y la seguridad de los trabajadores. Los índices de estrés por calor proporcionan herramientas para evaluar ambientes calurosos y estimar el estrés térmico al que pueden verse expuestos los trabajadores. Los valores límite basados en los índices de estrés por calor indicarán cuando este estrés puede llegar a ser inaceptable.

En general, los mecanismos del estrés por calor se conocen bien y las prácticas de trabajo para ambientes cálidos están bien establecidas. Entre ellas se incluyen: conocimiento de los signos de advertencia de estrés por calor, programas de aclimatación y rehidratación. No obstante, el gran número de accidentes que siguen produciéndose sugiere la necesidad de repasar estos conocimientos.

En 1964, Leithead y Lind realizaron una gran encuesta y concluyeron que los trastornos por calor se producen por una o más de las razones siguientes:

1. la existencia de factores como deshidratación o falta de aclimatación;

2. apreciación inadecuada de los peligros del calor, ya sea por parte de las autoridades supervisoras o por las personas en situación de riesgo,

3. circunstancias accidentales o imprevistas que causan la exposición a un gran estrés por calor.

Los autores concluyeron que muchas de las muertes podían atribuirse a negligencia o falta de consideración y que cuando llegan a producirse trastornos, es muy importante disponer de todo lo necesario para administrar un tratamiento correcto y rápido.

Índices de estrés por calor

Un índice de estrés por calor es un único número que integra los efectos de seis parámetros básicos en cualquier ambiente térmico al que puede verse expuesto un ser humano, de tal manera que su valor varía dependiendo del estrés térmico experimentado por la persona expuesta a un ambiente caluroso. El valor del índice (medido o calculado) puede utilizarse para diseñar puestos de trabajo o prácticas de trabajo y establecer unos límites de seguridad.

Se han realizado numerosas investigaciones para determinar el índice definitivo de estrés por calor y no existe acuerdo sobre cuál es el mejor de todos ellos. Por ejemplo, Goldman (1988) presenta 32 índices de estrés por calor y es probable que en todo el mundo se utilicen como mínimo el doble de ese número. Muchos índices no consideran los seis parámetros básicos, aunque todos ellos tienen que tenerlos en cuenta a la hora de su aplicación.

La utilización de uno u otro índice dependerá de cada contexto y de ahí que existan tantos índices diferentes. Algunos índices son teóricamente inadecuados, aunque su uso puede estar justificado para aplicaciones específicas por la experiencia de una industria en particular.

Según Kerslake (1972), "Es evidente que la manera de combinar los factores ambientales tiene que depender de las propiedades de la persona expuesta a ellos, pero ninguno de los índices de estrés por calor que se utilizan en la actualidad tienen esto en cuenta".

La mayoría de los índices de estrés por calor consideran, ya sea directa o indirectamente, que el principal factor de estrés para el organismo es el relacionado con la sudoración. Por ejemplo, cuanto más sudor tenga que perderse para mantener el equilibrio térmico y la temperatura corporal interna, mayor será el estrés impuesto al organismo.

Para que un índice del estrés por calor refleje el ambiente térmico humano y sirva para predecir el estrés por calor, se precisa un mecanismo que estime la capacidad de una persona para, a través de la sudoración, perder calor en un ambiente caluroso.

Los índices basados en la evaporación del sudor al ambiente son útiles cuando las personas mantienen la temperatura corporal interna principalmente a través de la sudoración. En general, se dice que estas condiciones están en la zona prescriptiva (OMS 1969). Así, la temperatura corporal interna permanece relativamente constante, mientras que la frecuencia cardiaca y el nivel de sudoración aumentan con el estrés por calor.

En el límite superior de la zona prescriptiva (LSZP), la regulación térmica es insuficiente para mantener el equilibrio térmico y la temperatura corporal aumenta. Se denomina zona de urgencia ambiental (OMS 1969). En esta zona, el almacenamiento de calor está relacionado con la temperatura corporal interna y puede utilizarse como un índice para determinar los tiempos de exposición permisibles

PREVENCIÓN DEL ESTRÉS POR CALOR

Aunque el ser humano tiene una capacidad considerable para compensar el estrés por calor que ocurre en condiciones naturales, muchos entornos profesionales y/o actividades físicas exponen a los trabajadores a unas temperaturas demasiado elevadas que suponen un riesgo para su salud y productividad.

Cuando se evalúa el nivel de exposición al calor y se preparan estrategias preventivas, no deben ignorarse los factores ajenos al lugar de trabajo que pueden influir en la tolerancia térmica. Por ejemplo, la carga fisiológica total y la susceptibilidad potencial a los trastornos por calor será mucho mayor si el estrés por calor continúa fuera de las horas de trabajo, ya sea por realizar un segundo trabajo, realizar actividades recreativas extenuantes o residir en barrios especialmente calurosos.

Además, el estado nutricional y el grado de hidratación reflejan pautas de alimentación o ingestión de líquidos que también pueden variar según la estación o las prácticas religiosas.

Aumento de la tolerancia al calor

Los candidatos a puestos de trabajo expuestos al calor deben encontrarse en un buen estado de salud general y poseer unos atributos físicos adecuados para el trabajo que deben realizar. La obesidad o las enfermedades cardiovasculares contribuyen al riesgo y las personas con antecedentes de patologías previas inexplicadas o recurrentes asociadas al calor no deben ser asignadas a tareas que conlleven un gran estrés térmico.

A continuación se comentan algunas de las características físicas y fisiológicas que pueden influir en la tolerancia al calor y que se dividen en dos grandes categorías: características intrínsecas fuera del control del individuo, como tamaño corporal, sexo, etnicidad y edad; y características adquiridas, que al menos en parte pueden ser controladas por la persona y que son aptitud física, aclimatación al calor, obesidad, trastornos de la salud y estrés autoinducido.

Los trabajadores deben ser informados de la naturaleza del estrés por calor y sus efectos nocivos, así como de las medidas protectoras ofrecidas en el lugar de trabajo. Deben saber que la tolerancia al calor depende en gran medida de la ingesta de suficiente cantidad de agua y de una dieta equilibrada. Además, los trabajadores deben conocer los síntomas de los trastornos producidos por el calor, entre ellos mareo, palidez, dificultades respiratorias, palpitaciones y sed extrema.

Deben aprender también las técnicas fundamentales de primeros auxilios y saber cuándo deben solicitar ayuda si reconocen los síntomas en ellos mismos o en sus compañeros. Las empresas deben implantar un sistema para notificar los incidentes relacionados con el calor en el lugar de trabajo. La aparición de trastornos por calor en más de una persona (o repetidamente en una misma persona) es con frecuencia una señal de advertencia de un problema grave inminente e indica la necesidad de realizar una evaluación inmediata del lugar de trabajo y revisar la idoneidad de las medidas preventivas.

El consumo de alcohol es un problema frecuente y grave entre los trabajadores expuestos al calor. El alcohol no sólo reduce la ingesta de alimentos y agua, sino que también actúa como un diurético (aumenta la cantidad de orina excretada) y altera la capacidad de razonamiento. Los efectos nocivos del alcohol persisten muchas horas después del momento de su consumo. Los alcohólicos que sufren un golpe de calor tienen una tasa de mortalidad mucho mayor que los no alcohólicos.

Modificación de las prácticas de trabajo

El objetivo común de la modificación de las prácticas de trabajo es reducir la exposición ponderada en el tiempo al estrés por calor hasta unos límites aceptables. Para ello, debe reducirse la carga de trabajo físico impuesta al trabajador o programar unos descansos adecuados para que pueda recuperarse térmicamente. En la práctica, la producción máxima de calor metabólico ponderada en el tiempo se limita a 350 W (5 kcal/min), ya que un trabajo más duro produce cansancio físico y exige largos períodos de descanso.

Los niveles de esfuerzo individual pueden reducirse limitando el trabajo externo, como la elevación de pesos, y reduciendo la tensión muscular motora y estática, como la asociada a una postura forzada. Son objetivos que pueden alcanzarse optimizando el diseño de las tareas de acuerdo con los principios ergonómicos, proporcionando ayudas mecánicas o dividiendo el esfuerzo físico entre un mayor número de trabajadores. La forma más sencilla de modificar las prácticas de trabajo es permitir que cada persona trabaje a su propio ritmo. Los trabajadores que realizan una tarea con la que están familiarizados en un clima normal se regularán a sí mismos para trabajar a un ritmo que produzca una temperatura rectal de unos 38 °C.

El estrés térmico hace que voluntariamente reduzcan el ritmo de trabajo o descansen cada cierto tiempo. Tal capacidad de adaptación voluntaria del ritmo de trabajo depende probablemente de la consciencia de fatiga y estrés cardiovascular. Los seres humanos no pueden detectar conscientemente las elevaciones en la temperatura corporal interna; por ello se basan en la temperatura y la humedad de la piel para evaluar el malestar térmico.

Otra alternativa para modificar las prácticas de trabajo consiste en imponer unos ciclos obligatorios de trabajo y descanso. La empresa especifica la duración de los períodos de trabajo, la duración de los períodos de descanso y el número de veces que este ciclo tiene que repetirse. La recuperación térmica requiere mucho más tiempo que el necesario para reducir la velocidad respiratoria y la frecuencia cardíaca aumentadas por el trabajo.

La reducción de la temperatura interna a los mismos niveles que en reposo exige entre 30 y 40 minutos de descanso en un ambiente fresco y seco, o más tiempo si la persona debe descansar en un lugar caluroso o con las prendas protectoras puestas. Si la empresa necesita mantener un nivel constante de producción, tendrá que asignar varios equipos de trabajadores para que trabajen por turnos y puedan recuperarse, exigiendo dicha recuperación un descanso o la realización de tareas sedentarias en un lugar fresco.

Prendas protectoras

Algunos trabajos en condiciones térmicas extremas exigen la protección térmica de los trabajadores con prendas especializadas. La protección pasiva se consigue con prendas aislantes y reflectoras; el aislamiento por sí sólo protege a la piel de las variaciones térmicas.

Asimismo, pueden utilizarse delantales reflectores para proteger al personal que trabaja delante de una fuente radiante. Las brigadas contra incendios que tienen que enfrentarse a llamas con una temperatura extremadamente elevada utilizan trajes llamados "bunkers", que combinan un gran aislamiento contra el aire caliente y una superficie aluminizada que refleja el calor radiante.

Otra forma de protección pasiva es el traje de hielo, en cuyos bolsillos se introduce aguanieve o hielo (o hielo seco) y que se pone por encima de la ropa interior para evitar un enfriamiento molesto de la piel. El cambio de fase del hielo fundido absorbe parte de la carga de calor metabólico y ambiental de la superficie cubierta, pero el hielo debe sustituirse cada cierto tiempo; cuanto mayor sea la exposición al calor, mayor será la frecuencia con que tenga que cambiarse el hielo. Son trajes que resultan útiles para el trabajo en minas profundas, salas de calderas de los barcos y otros ambientes muy calurosos y húmedos con acceso a un congelador.

La protección térmica activa se consigue mediante trajes refrigerados con aire o líquido que cubren todo el cuerpo o una parte del mismo, normalmente el torso y en ocasiones la cabeza.

Refrigeración con aire. Los sistemas más sencillos se ventilan con el aire del ambiente circundante o con aire comprimido enfriado por expansión o durante su paso por un tubo verticial. Tal refrigeración precisa unos grandes volúmenes de aire; la velocidad mínima de ventilación para un traje sellado es de unos 450 l/min. El enfriamiento del aire puede teóricamente producirse por convección (cambio de temperatura) o evaporación del sudor (cambio de fase).

Con todo, la eficacia de la convección se ve limitada por el escaso calor específico del aire y la dificultad de suministrarlo a bajas temperaturas en un ambiente caluroso.

La mayoría de los trajes refrigerados con aire actúan, por consiguiente, por enfriamiento evaporativo. El trabajador experimenta un estrés térmico moderado y deshidratación, pero es capaz de regular su temperatura mediante el control natural del nivel de sudoración. El aire refrigerado aumenta también la sensación de bienestar por su tendencia a secar la ropa interior. Entre sus desventajas figuran:

1. la necesidad de conectar a la persona a la fuente de aire,
2. su excesivo volumen, y
3. la dificultad de que el aire llegue a las extremidades.

Refrigeración con líquidos. Se basa en la circulación de una mezcla de agua y anticongelante a través de una red de canales o pequeños tubos, para luego devolver el líquido calentado a un disipador térmico, en dónde se elimina el calor añadido durante su paso por el cuerpo. Las velocidades de circulación del líquido suelen ser del orden de 1 l/min.

El disipador térmico libera energía térmica al ambiente por evaporación, fusión, refrigeración o proceso termoeléctricos. Los trajes refrigerados con líquidos ofrecen un potencial de refrigeración mucho mayor que los sistemas de aire. Si el traje cubre todo el cuerpo y está conectado a un disipador térmico adecuado, puede eliminar todo el calor metabólico y mantener el equilibrio térmico corporal sin necesidad de sudar; este tipo de sistema es el utilizado por los astronautas que trabajan en el exterior de sus naves.

Por lo demás, un mecanismo de refrigeración tan potente como éste exige algún tipo de sistema de control de la temperatura, que suele consistir en el ajuste manual de una válvula que cierra la entrada de parte del líquido circulante una vez que ha pasado por el disipador térmico. Los sistemas de refrigeración con líquidos pueden diseñarse para colgarse a la espalda y proporcionar refrigeración continua durante el trabajo.

Cualquier dispositivo de refrigeración que añada peso y volumen al cuerpo humano puede, lógicamente, interferir con el trabajo. Por ejemplo, el peso de un traje de hielo aumenta considerablemente el coste metabólico de los movimientos y es, por tanto, más útil para trabajos físicos ligeros, como sería el caso de los trabajadores con labores exclusivas de vigilancia en un compartimiento caluroso.

Los sistemas que exigen conectar al trabajador a un disipador térmico pueden ser imposibles de utilizar en muchos tipos de trabajo. La refrigeración intermitente es útil cuando los trabajadores tienen que utilizar prendas protectoras pesadas (como los trajes protectores que se utilizan en la industria química) y no pueden transportar un disipador térmico ni conectarse al mismo mientras trabajan.

La retirada del traje durante los períodos de descanso supone una pérdida de tiempo y conlleva el riesgo de exposición tóxica; en estas circunstancias, es más sencillo que los trabajadores utilicen un traje aclimatado que sólo se conecta al disipador térmico durante los períodos de descansos, permitiendo la recuperación térmica en unas condiciones de lo contrario insoportables.

Ejercicio 3. Cálculo de estrés al calor

En el área del horno se requiere efectuar la evaluación de la exposición del operador a este agente del ambiente de trabajo.

Se realiza la evaluación obteniendo los siguientes datos:

Tbs = 35 ºC

Tbh = 28 º C

Tg = 44 º C

V aire = 353 pies / minuto.

ºF = (1.8 * ºC) + 32

DETERMINE:

1. La temperatura de globo bulbo húmedo.
2. el índice estrés al calor.

DETERMINACIÓN DE LA TEMPERATURA DE GLOBO BULBO HÚMEDO.

Exteriores con carga solar:

Sustituyendo los datos en la ecuación tenemos:

Tgbh = 19.6 + 13.2

Tgbh = 32.8 ºC.

La actividad física de estos trabajadores consiste en estar parado, trabajo moderado en máquina o banco a veces caminando un poco.

Tipo de trabajo: Moderado.

Régimen de trabajo: Continuo, exposición de 8 horas por día y semana de 48 horas.

Limite de exposición a la condición térmica ambiental elevada: 26.7 ºC.

Donde:

Ereq = La evaporación requerida de pérdida de calor BTUH

M = Calor metabólico ganado, BTUH.

R = Calor ganado por radiación, BTUH.

C = Calor ganado por convección, BTUH.

Emax = Evaporación disponible de perdida de calor, BTUH.

Tw = Temperatura media radiante, ºF

Tg = Temperatura de globo, ºF

V = Velocidad del aire, pie/min.

Ta = Temperatura del aire, ºF

Vpa = Presión de vapor de agua del aire, mmhg.

Cálculos.

Conversión de grados centígrados a grados Fahrenheit.

ºF = ( 1.8 * ºC) + 32

Temperatura de bulbo seco 30 ºC

(1.8 * 35 ºC ) + 32 = 63 + 32 = 95 ºF

Temperatura de bulbo húmedo 30 º C

((9/5) * 30 ºC + 32 = (270/5) + 32 = 54 + 32 = 86 ºF

Temperatura de globo 40 ºC

((9/5) * 40 ºC + 32 = (360/5) + 32 = 72 + 32 = 104 ºF

R = 17.5 * (Tw-95)

Tw = 171.80 ºF

R = 17.5 * (171.80 – 95)

R = 17.5 * (76.8)

R = 1344 BTUH.

C = -425.16 BTUH

La presión de vapor de agua en el ambiente se obtiene relacionando la temperatura de bulbo seco que es de 86 ºF y la temperatura de bulbo húmedo de 86 en la carta psicrométrica.

Vpa = 28 mmHg y una Humedad relativa del 100 %

Emax = 2449.53 BTUH.

De acuerdo al tipo de actividad (Liviano) y a la tabla 2 de la norma oficial mexicana 015, el calor metabólico es de 137.5 a 162.5 kcal/h, por lo que consideraremos el punto medio es de:

162.5 – 137.5 = 25 / 2 = 12.5 + 137.5 = 150 kcal/h

Conversión.

1 kcal = 3.9657 BTU

150 cal = x

(150 * 3.9657) / 1 = 594.85 BTUH

M = 594.85 BTUH

Ereq = 1513.69 BTUH

ISC = 61.79 %

De acuerdo a este resultado y relacionándolo con la tabla VI del Manual de Higiene Industrial se tiene estres muy severo. Solamente un pequeño porcentaje de la población está cualificado para estos físicamente adecuados. Son necesarios periodos de descanso para hombres no aclimatados previamente. Debe esperarse una reducción en el rendimiento del trabajo físico.

Es deseable una selección médica del personal eliminando para estos trabajos a aquellos que tengan problemas cardiovasculares respiratorios o dermatitis crónicas. Condiciones inadecuadas cuando el esfuerzo mental exigido por el trabajo es apreciable.

IV. 4 Iluminación y sus efectos en la Salud

I. INTRODUCCIÓN.

La iluminación es uno de los factores del ambiente de trabajo que tiene como principal propósito facilitar la visualización de los objetos que ahí se localicen, de modo que el trabajo se pueda realizar en condiciones aceptables de eficacia, comodidad y seguridad.

La iluminación adecuada de un sitio de trabajo reduce la fatiga visual de los trabajadores, mejora la calidad de los trabajos que desempeñan, disminuye los incidentes y los accidentes.

El presente folleto tiene la finalidad de proporcionar información sobre los aspectos generales de la iluminación ya que es uno de los agentes físicos que a pesar de ser importante durante el reconocimiento de las condiciones del ambiente de trabajo, no se le da la relevancia que tiene para prevenir riesgos de trabajo y brindar confort a los trabajadores.

También se presentan algunas propuestas que se pueden aplicar para el control o mejora de la iluminación en los centros de trabajo y que el especialista en seguridad determinará la pertinencia en las recomendaciones que proporcione a los encargados de dichos centros laborales. Cabe resaltar que la forma de evaluar este agente se plantea claramente en la Norma Oficial Mexicana NOM-025-STPS-1999 relativa a las condiciones de iluminación en los centros de trabajo.

2. EL AMBIENTE DE TRABAJO Y SU RELACIÓN CON EL CONFORT VISUAL.

La realización eficiente de casi toda labor o tarea, ya sea industrial, de oficina, de negocios, de servicios o profesional, depende en cierto grado de la visión adecuada. Un alumbrado eficaz es fundamental para cualquier individuo que desempeña una tarea visual.

Los criterios aplicables al ambiente visual son la cantidad de luz o de iluminación, el contraste entre los alrededores inmediatos, la tarea que se va a realizar y la existencia o ausencia de deslumbramiento.

Aunque se han realizado muchas investigaciones en lo que respecta a la cantidad de luz requerida para un trabajo, los valores exactos necesarios son aún asuntos de controversia.

La facultad de ver es proporcional al logaritmo de la iluminación, de manera que se llega pronto a un punto en el que a incrementos grandes de iluminación corresponden aumentos muy pequeños en el desempeño visual de un trabajador.

La visión depende de variables primarias asociadas al objeto visual: tamaño, luminancia, contraste de luminancia entre el objeto y los alrededores y el tiempo disponible para verlo.

1. Tamaño del objeto que se pretende visualizar.

2. Luminancia (brillo fotométrico) simbolo L, unidad .

Concepto de Luminancia.- Intensidad de luz emitida en una dirección dada por unidad de área luminosa o superficie reflectora.

3.- Contraste de la luminancia entre el objeto y los alrededores.

4. Tiempo. La visión no es un proceso instantáneo, requiere de tiempo. El ojo puede ver detalles muy pequeños con bajos niveles de iluminación, si se da tiempo suficiente y se prescinde de la fatiga visual, pero para una visión rápida se requiere más luz.

La cantidad de luz que se necesita para realizar un trabajo satisfactoriamente es afectada por varios factores independientes entre los que destacan:

1. El contraste entre el objeto visto y los alrededores inmediatos. Los colores tienen también una influencia significativa sobre el contraste.
2. La reflectancia de los alrededores inmediatos.
3. Las dimensiones físicas del objeto que se ve.
4. La distancia de visión.
5. El tiempo permitido para ver.

Es evidente que el analista de métodos tendrá cierto control sobre todos estos factores, excepto sobre las dimensiones físicas del objeto visto. Puede ejercer algún control si se planea la operación, de modo que la pieza a trabajar se exponga dimensionalmente en su posición más ventajosa desde el punto de vista de la percepción visual del operario.

CONTRASTE.

DIMENSIONES FÍSICAS DEL OBJETO QUE SE VE.

El tamaño del objeto es el factor que generalmente tiene más importancia en el proceso visual. Cuanto más grande es un objeto en relación con el ángulo visual (ángulo subtendido por el objeto desde el ojo) más rápidamente puede ser visto.

Después de determinar en detalle los requerimientos de iluminación y brillo para el área de estudio, el analista seleccionará las fuentes apropiadas de luz artificial. Dos parámetros importantes en relación con la iluminación artificial son eficacia y el rendimiento de color.

La principal finalidad de una fuente de luz consiste en producirla, y la eficacia con que una lámpara realiza este cometido se expresa en lúmenes emitidos entre watt consumidos, relación llamada eficacia luminosa. La eficacia de las fuentes luminosas reduce el consumo de energía.

El rendimiento del color se relaciona con la diferencia de percepción de color de un objeto observado y el color percibido de este mismo objeto cuando se ilumina con fuentes de luz estándar. Las fuentes luminosas más eficaces (de vapor de sodio de alta y baja presión) tienen un rendimiento de color aceptable y deficiente respectivamente, en consecuencia, no son adecuadas en ciertas operaciones de inspección, en las que es necesario la discriminación del color.

En la siguiente tabla se proporciona información sobre el rendimiento de color y la eficiencia de las principales fuentes de luz artificiales.

Adaptado de Lum-i-neering Associates, 1979; Ross and Baruzzini, Inc. 1975; cortesía de Human Factors Section, Eastman Kodak Co.

3. LA INFLUENCIA DEL COLOR.

El color y la textura tienen efectos psicológicos y emocionales sobre las personas. Por ejemplo, el amarillo es el color aceptado para la mantequilla; por consiguiente, la margarina tiene que hacerse amarilla para que despierte el apetito. Un bistec cocinado 45 seg. en una parrilla electrónica no atraerá a un cliente por su falta de superficie tostada, de color castaño o café, y "apetitosa". Tuvo que ser diseñado un aditamento especial para dorar el bistec.

Los empleados de cierta fábrica en el medio oeste de los Estados Unidos y equipada con aire acondicionado, se quejaban por sentir frío, aunque la temperatura se mantenía a 22º C. Cuando las paredes blancas de la fabrica fueron repintadas de color coral que da la sensación de tibieza, cesaron todas las quejas. Los obreros de otra fábrica se quejaban de que unas cajas demasiado pesadas, hasta que el ingeniero de planta ordenó que todas las cajas mencionadas se pintaran de color verde claro. Al siguiente día varios trabajadores dijeron al supervisor, "¡oiga con estas nuevas cajas más ligeras es diferente!"

Quizá el empleo más importante del color es mejorar las condiciones ambientales de los trabajadores proporcionándoles mayor comodidad visual. Los colores se pueden utilizar para reducir contrastes fuertes, para aumentar la reflectancia, para señalar mejor los peligros, y para llamar la atención hacia características del ambiente de trabajo que necesiten ser destacadas.

Las ventas están condicionadas por los colores. La gente reconoce al instante los productos por el patrón de colores utilizado en envases, emblemas, membretes, camiones y edificios. Algunas investigaciones indican que en las preferencias de color influye la nacionalidad, la localidad y el clima.

Las ventas de un producto hecho originalmente con un cierto color, aumentaron cuando se usaron varios colores escogidos según las diferencias en las demandas de los clientes.

En la siguiente tabla se ilustran los efectos emocionales típicos y la significación psicológica de los principales colores.

En la siguiente figura se presentan las parejas de colores que dan matices armoniosos; así como también los colores complementarios.

Rueda de colores basada en el sistema cromático de Munsell.

El color se especifica en función de tres características:

a) Tono (Tonalidad)

b) Valor (brillo)

c) Cromaticidad (saturación)

En sentido visual, por textura se entiende los patrones o formas de contraste en las reflexiones de luz que identifican una superficie. La influencia de la textura de las superficies sobre los cliente, es tan significativa como la del color. Los expertos en mercadotecnia han advertido desde hace algún tiempo la preferencia creciente del público consumidor por los acabados tipo espejo, como las fachadas vidriosas de edificios y tiendas, telas de Koroseal y acabados cromados en enseres y automóviles.

Otros tipos de acabados también crean interés e inspiran al trabajador respeto y orgullo en su ambiente. Por ejemplo, existen acabados martillados que simulan la textura moteada de metales tratados con martilleo y acabados de Rigid-Tex, metales rigidizados y presentados en rollos, que proporcionan varios tipos de textura y vienen terminados en una diversidad de colores.

4. ILUMINACIÓN NATURAL.

La determinación de los sistemas de iluminación natural es, quizá, uno de los aspectos que más ligado está a la arquitectura industrial y, por tanto, es uno de los factores más difícilmente modificables o adaptables posteriormente a las necesidades específicas, si en el diseño y construcción del edificio no se han considerado previamente.

Salvo en casos muy especiales, la iluminación natural es deseable en la mayoría de las situaciones.

La iluminación natural tiene una serie de ventajas e inconvenientes entre los que destacan:

Ventajas.

• Corresponde a una fuente prácticamente inagotable y totalmente gratuita.
• Posee una calidad cromática óptima.
• Puede proporcionar niveles de iluminación muy elevados.
• En muchos de los casos supone un bajo costo de instalación.
• Bajo costo de mantenimiento.
• Asegura una comunicación visual con el exterior, lo que supone un factor de bienestar ambiental complementario.
• Sus variaciones se relacionan con el ciclo biológico humano circadiano.

Inconvenientes.

• No se dispone de ella en todo momento (día / noche, nublado / despejado, edificaciones interiores / exteriores, etc.)
• Hay variaciones de intensidad y orientación.
• Puede producir elevados contrastes en caso de penetración solar directa y deslumbramientos.
• Puede entrar en competencia con las necesidades de aislamiento térmico, bien por pérdidas de calor por transmisión, como incrementos de carga radiante directa, efecto invernadero, etc.

Estos últimos inconvenientes se pueden convertir en ventajas, en determinados casos bajo determinadas circunstancias.

5. ILUMINACIÓN ARTIFICIAL.

La iluminación artificial industrial se basa fundamentalmente en la generación controlada de la luz, aprovechando algunos de los fenómenos de termoradiación y luminiscencia que puede lograse dentro de las unidades de iluminación conocidas como lámparas.

LAS LÁMPARA Y SUS CARACTERÍSTICAS.

El tipo de lámpara y luminaria a instalar, según los distintos tipos de recintos y tareas a realizar, es uno de los factores más importantes a considerar, por lo que ante la elección de las lámparas y luminarias, se deben tener en cuenta parámetros, tales como:

• Luminancia.
• Distribución luminosa.
• Rendimiento lumínico.

Luminancia y distribución luminosa.

La iluminación y distribución luminosa de una lámpara es un factor importante por varios motivos, principalmente porque una iluminación elevada puede ser motivo de deslumbramientos y molestias en el trabajo.

Se considera como valor máximo tolerable de la iluminación el de 7,500 (candelas / metro cuadrado). En general, para evitar los deslumbramientos directos se puede optar por la elección de lámparas de baja iluminación, o por la disposición indirecta, semidirecta o con difusores.

Las disposiciones legales son las siguientes:

a) No se emplearán lámparas desnudas a menos de 5 metros del suelo, exceptuando de este requisito a aquellas que en el proceso de fabricación, se les haya incorporado de modo eficaz protección antideslumbrante.

b) El ángulo formado por el rayo luminoso procedente de una lámpara descubierta, con la horizontal del ojo del trabajador, no será inferior a 30º.

c) Se utilizarán para el alumbrado localizado, reflectores opacos, que oculten completamente al ojo del trabajador la lámpara, cuyo brillo no deberá ocasionar tampoco deslumbramientos por reflexión.

d) Los reflejos o imágenes de las fuentes luminosas en las superficies brillantes, serán evitados pintando las máquinas de colores mates.

El parámetro de la distribución de la intensidad luminosa es un dato que normalmente es proporcionado por los fabricantes de las lámpara de luminarias, y es muy conveniente en todos los casos, pero es imprescindible cuando se trata de iluminaciones en el exterior o en recintos de elevada altura en el que se tiene que recurrir a iluminaciones muy dirigidas o intensivas, ya que para la determinación de la separación entre las luminarias, y obtener niveles uniformes en las áreas de trabajo, es necesario conocer el tipo de haz o tipo de luminosidad de las lámparas y luminarias.

CRITERIOS DE EVALUACIÓN.

De acuerdo a la metodología de evaluación y control de la iluminación que señala la Norma Oficial Mexicana NOM-025-STPS-1999, existen 2 parámetros de observación que son el nivel mínimo de iluminación que se requiere en un área de trabajo de acuerdo a la actividad que se desarrolla y el nivel máximo de reflexión que debe tener el sitio de trabajo de acuerdo al punto de visualización, es decir, de acuerdo a la tarea que se realiza, el patrón deberá proveer de un sistema de iluminación que garantice, por lo menos, tener la cantidad de unidades Lux que recomienda la norma.

Para ello existe la tabla contenida en la norma mencionada donde se especifican los niveles mínimos de iluminación que deben presentarse en el plano de trabajo, para cada tipo de tarea visual o área de trabajo.

NIVELES MÍNIMOS DE ILUMINACIÓN

De realizar la evaluación en el lugar de trabajo y encontrar niveles por debajo de lo señalado en la presente tabla implicará sanciones administrativas a la empresa, por lo que el patrón deberá presentar su estudio respectivo hasta que haya mejorado los niveles de iluminación.

Sin embargo, el proporcionar altos niveles de iluminación en un sitio de trabajo también debe tener su control, y esto es con relación al factor de reflexión que se genera en el punto de visualización; es decir, se debe correlacionar el nivel de iluminación que se refleja sobre la superficie de visualización con el nivel de iluminación incidente y multiplicar el resultado por 100 para obtener un porcentaje de reflexión.

La metodología marca que para obtener el cálculo del factor de reflexión de las superficies:

1. Se efectúa una primera medición (E1), con la fotocelda del luxómetro colocada de cara a la superficie, a una distancia de 10 cm ± 2 cm, hasta que la lectura permanezca constante (nivel de iluminación reflejada)
2. la segunda medición (E2), se realiza con la fotocelda orientada en sentido contrario y apoyada en la superficie, con el fin de medir la luz incidente;
3. el factor de reflexión de la superficie (Kf) se determina con la siguiente ecuación:

Posteriormente, se compara contra los niveles máximos permisibles del factor de reflexión de la tabla 2.

TABLA 2

NIVELES MÁXIMOS PERMISIBLES DEL FACTOR DE REFLEXIÓN

NOTA: Se considera que existe deslumbramiento en las áreas y puestos de trabajo, cuyo Kf supere los valores establecidos en esta tabla.

Así se complementa la identificación de factores de riesgo a la fatiga visual.

CONDICIONES NECESARIAS PARA EL CONFORT VISUAL

Fernando Ramos Pérez y

Ana Hernández Calleja

Los seres humanos poseen una capacidad extraordinaria para adaptarse a su ambiente y a su entorno inmediato. De todos los tipos de energía que pueden utilizar los humanos, la luz es la más importante. La luz es un elemento esencial de nuestra capacidad de ver y necesaria para apreciar la forma, el color y la perspectiva de los objetos que nos rodean en nuestra vida diaria. La mayor parte de la información que obtenemos a través de nuestros sentidos la obtenemos por la vista (cerca del 80 %). Y al estar tan acostumbrados a disponer de ella, damos por supuesta su labor.

Ahora bien, no debemos olvidar que ciertos aspectos del bienestar humano, como nuestro estado mental o nuestro nivel de fatiga, se ven afectados por la iluminación y por el color de las cosas que nos rodean. Desde el punto de vista de la seguridad en el trabajo, la capacidad y el confort visuales son extraordinariamente importantes, ya que muchos accidentes se deben, entre otras razones, a deficiencias en la iluminación o a errores cometidos por el trabajador, a quien le resulta difícil identificar objetos o los riesgos asociados con la maquinaria, los transportes, los recipientes peligrosos, etcétera.

Los trastornos visuales asociados con deficiencias del sistema de iluminación son habituales en los lugares de trabajo. Dado que la vista es capaz de adaptarse a situaciones de iluminación deficiente, a veces no se tienen estos aspectos en cuenta con la seriedad que se debería.

El correcto diseño de un sistema de iluminación debe ofrecer las condiciones óptimas para el confort visual. Para conseguir este objetivo, debe establecerse una primera línea de colaboración entre arquitectos, diseñadores de iluminación y los responsables de higiene en el trabajo, que debe ser anterior al inicio del proyecto, con el fin de evitar errores que pueda ser difícil corregir una vez terminado. Entre los aspectos más importantes que es preciso tener en cuenta cabe citar el tipo de lámpara y el sistema de alumbrado que se va a instalar, la distribución de la luminancia, la eficiencia de la iluminación y la composición espectral de la luz.

El hecho de que la luz y el color afectan a la productividad y al bienestar psicofisiológico del trabajador debe animar a los técnicos en iluminación, fisiólogos y ergonomistas a tomar iniciativas destinadas a estudiar y determinar las condiciones más favorables de luz y color en cada puesto de trabajo. La combinación de iluminación, el contraste de luminancias, el color de la luz, la reproducción del color o la elección de los colores son los elementos que determinan el clima del colorido y el confort visual.

Factores que determinan el confort visual

Los requisitos que un sistema de iluminación debe cumplir para proporcionar las condiciones necesarias para el confort visual son los siguientes:

• Iluminación uniforme;
• Luminancia óptima;
• Ausencia de brillos deslumbrantes;
• Condiciones de contraste adecuadas.
• Colores correctos,
• Ausencia de luces intermitentes o efectos estroboscópicos.

Es importante examinar la luz en el lugar de trabajo no sólo con criterios cuantitativos, sino también cualitativos. El primer paso es estudiar el puesto de trabajo, la precisión que requieren las tareas realizadas, la cantidad de trabajo, la movilidad del trabajador, etcétera. La luz debe incluir componentes de radiación difusa y directa. El resultado de la combinación de ambos producirá sombras de mayor o menor intensidad, que permitirán al trabajador percibir la forma y posición de los objetos situados en el puesto de trabajo.

Deben eliminarse los reflejos molestos, que dificultan la percepción de los detalles, así como los brillos excesivos o las sombras oscuras. El mantenimiento periódico de la instalación de alumbrado es muy importante. El objetivo es prevenir el envejecimiento de las lámparas y la acumulación de polvo en las luminarias, cuya consecuencia será una pérdida constante de luz. Por esta razón, es importante elegir lámparas y sistemas fáciles de mantener.

Una bombilla incandescente mantiene su eficiencia hasta los momentos previos al fallo, pero no ocurre lo mismo con los tubos fluorescentes, cuyo rendimiento puede sufrir una reducción del 75 % después de mil horas de uso.

Factores que afectan a la visibilidad de los objetos

El grado de seguridad con que se ejecuta una tarea depende, en gran parte, de la calidad de la iluminación y de las capacidades visuales. La visibilidad de un objeto puede resultar alterada de muchas maneras. Una de las más importantes es el contraste de luminancias debido a factores de reflexión, a sombras, o a los colores del propio objeto y a los factores de reflexión del color. Lo que el ojo realmente percibe son las diferencias de luminancia entre un objeto y su entorno o entre diferentes partes del mismo objeto.

La luminancia de un objeto, de su entorno y del área de trabajo influyen en la facilidad con que puede verse un objeto. Por consiguiente, es de suma importancia analizar minuciosamente el área donde se realiza la tarea visual y sus alrededores.

Otro factor es el tamaño del objeto a observar, que puede ser adecuado o no, en función de la distancia y del ángulo de visión del observador. Los dos últimos factores determinan la disposición del puesto de trabajo, clasificando las diferentes zonas de acuerdo con su facilidad de visión. Podemos establecer cinco zonas en el área de trabajo.

Un factor adicional es el intervalo de tiempo durante el que se produce la visión. El tiempo de exposición será mayor o menor en función de si el objeto y el observador están estáticos, o de si uno de ellos o ambos se están moviendo. La capacidad del ojo para adaptarse automáticamente a las diferentes iluminaciones de los objetos también puede influir considerablemente en la visibilidad.

Distribución de la luz; deslumbramiento.

Los factores esenciales en las condiciones que afectan a la visión son la distribución de la luz y el contraste de luminancias. Por lo que se refiere a la distribución de la luz, es preferible tener una buena iluminación general en lugar de una iluminación localizada, con el fin de evitar deslumbramientos. Por esta razón, los accesorios eléctricos deberán distribuirse lo más uniformemente posible con el fin de evitar diferencias de intensidad luminosa.

El constante ir y venir por zonas sin una iluminación uniforme causa fatiga ocular y, con el tiempo, esto puede dar lugar a una reducción de la capacidad visual. Cuando existe una fuente de luz brillante en el campo visual se producen brillos deslumbrantes; el resultado es una disminución de la capacidad de distinguir objetos. Los trabajadores que sufren los efectos del deslumbramiento constante y sucesivamente pueden sufrir fatiga ocular, así como trastornos funcionales, aunque en muchos casos ni siquiera sean conscientes de ello.

El deslumbramiento puede ser directo (cuando su origen está en fuentes de luz brillante situadas directamente en la línea de visión) o reflejado (cuando la luz se refleja en superficies de alta reflectancia).

En general, se produce más deslumbramiento cuando las fuentes de luz están montadas a poca altura o en grandes habitaciones, porque las fuentes de luz así ubicadas pueden entrar fácilmente en el ángulo de visión que provoca deslumbramiento.

Distribución de luminancias entre diferentes objetos y superficies: cuanto mayores sean las diferencias de luminancia entre los objetos situados en el campo de visión, más brillos se crearán y mayor será el deterioro de la capacidad de ver provocado por los efectos ocasionados en los procesos de adaptación de la visión.

Tiempo de exposición: incluso las fuentes de luz de baja luminancia pueden provocar deslumbramiento si se prolonga demasiado la exposición. Evitar el deslumbramiento es un propósito relativamente sencillo y puede conseguirse de diferentes maneras. Una de ellas, por ejemplo, es colocar rejillas bajo las fuentes de iluminación, o utilizar difusores o reflectores parabólicos que puedan enfocar la luz apropiadamente, o instalar las fuentes de luz de modo que no interfieran con el ángulo de visión.

A la hora de diseñar el ambiente de trabajo, la correcta distribución de la luminancia es tan importante como la propia iluminación, pero también es importante considerar que una distribución de luminancias excesivamente uniforme dificulta la percepción espacial y tridimensional de los objetos.

Ejercicio 4. Iluminación.

Como se detectó en el reconocimiento sensorial, en el área de ensamble existen problemas de iluminación, por lo que es necesario llevar a cabo la evaluación y determinar la prioridad de las zonas por mejorar.

El departamento de armado de asientos y respaldos es de 4 metros de ancho por 12 metros de largo y 7 metros de altura, el departamento de perforación de asientos y respaldos es de 4 metros de ancho por 6 metros de largo y 7 metros de altura, el departamento de colocación de antiderrapantes es de 4 metros de ancho por 12 metros de largo y 7 metros de altura y el departamento de colocación de pijas es de 4 metros de ancho por 6 metros de largo y 7 metros de altura.

El techo es de laminas de asbesto y en el centro (justamente debajo del área de ensamble) se encuentra una línea de lamina acrílica transparente que permite la introducción de la luz solar. Las luminarias son de lámparas fluorescentes tubulares de color blanco que solo se activan durante la noche, sin embargo, en esta área solo se encuentran dos luminarias, una a 4 metros de la entrada y otra a 4 metros de la salida.

CROQUIS DE DISTRIBUCIÓN DEL ÁREA DE ENSAMBLE

Se realiza la evaluación de los niveles de iluminación durante el día y la noche encontrándose los siguientes resultados:

EVALUACIÓN DE DÍA.