Evaluación del estrés térmico por calor en el tendido de asfalto

Evaluation of Thermal Stress from Heat in Asphalt Laying

Incluido en la revista Ocronos. Vol. III. Nº 8– Diciembre 2020. Pág. Inicial: Vol. III;nº8:262

Autor principal (primer firmante): Grace Alexandra Puetate Morillo

Fecha recepción: 18 de diciembre, 2020

Fecha aceptación: 28 de diciembre, 2020

Ref.: Ocronos. 2020;3(8):262

Autores:

Grace Alexandra Puetate Morillo

publica-TFG-libro-ISBN

Manonolo Alexander Córdova Suárez

Juan Pablo Muquinche Puca Abreka

Edwin Fernando Mejía Pozo

Damaris Morillo Cuasquen

Abstract

The environmental working conditions and the energy expenditure in the laying workers of asphalt (TA) with exposure to extreme temperature due to heat in works of the Jambelí – Latacunga project – Ambato executed by the Herdoiza Crespo Company were determined. The Balloon and Humid Bulb Temperature (TGBH) was quantified using the standard: UNE-ISO 27243: 1995 and the value of the metabolic rate applying the standard: UNE-ISO 8996: 2995. To deepen the study, the dose of temperature was determined and the percentage of work and rest under the criteria of the American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH). With a TGBH range between 24.97 ° C – 28.46 ° C, 66.6% of the jobs exceed the temperature dose and 33.3% are close to surpassing it. 28.57% of jobs increase 25% rest. The activities of the rake shovel, planchero, oiler and rastrillero of cart, are the activities that have the highest values.

Key words: Balloon temperature, humid temperature, ambient temperature, air speed, energy expenditure.

Resumen

Se determinó las condiciones ambientales de trabajo y el gasto energético en los trabajadores de tendido de asfalto (TA) con exposición a temperatura extrema por calor en trabajos del proyecto Jambelí – Latacunga –Ambato ejecutado por la empresa Herdoiza Crespo. Se cuantificó la Temperatura de Globo y Bulbo Húmedo (TGBH) utilizando la norma: UNE-ISO 27243:1995 y el valor de la tasa metabólica aplicando la norma: UNE-ISO 8996:2995. Para profundizar el estudio se determinó la dosis de temperatura y el porcentaje de trabajo y descanso bajo criterio de la American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH). Con un rango de TGBH entre 24,97 °C – 28,46 °C el 66,6 % de los puestos de trabajo superan la Dosis de temperatura y el 33,3 % está cerca de superarla. El 28,57% de los puestos de trabajo necesitan aumentar el 25% de descanso. Las actividades de rastrillero de pala, planchero, lubricador y rastrillero de carretilla, son las actividades que tienen los valores más altos de del índice de estrés térmico debido al contacto directo con la mezcla asfáltica tendida a altas temperaturas.

Palabras clave: Temperatura de globo, temperatura húmeda, temperatura ambiente, velocidad del aire, gasto energético.

Introducción

El calor es uno de los contaminantes ambientales determinantes en las afectaciones de la salud de los trabajadores (Romero y Vásquez, 2005), especialmente en las épocas del año más calurosas.

Uno de los efectos graves de la exposición a la temperaturas de trabajo elevada es el golpe de calor (GC), considerado como una emergencia médica el GC se produce en ambientes de calor extremo con alta humedad (Sande et al., 2004), la elevación de la temperatura corporal conlleva a disfunciones orgánicas metabólicas que pueden causar la muerte del afectado (Yic et al., 2016).

La elevación de la temperatura tiene consecuencias relacionadas a la fatiga y hasta el estrés laboral. (Almirall et al., 2006). El índice de morbilidad en las empresas se ve incrementado por las afecciones relacionadas a los microclimas laborales determinando pérdidas significativas de ingresos y ausentismo laboral (Delgado Salazar, 2016).

Cuando el cuerpo es incapaz de enfriarse mediante el sudor en actividades laborales que se realizan en medios muy calurosos, como la agricultura, la construcción, los trabajos en autopistas, canteras, etc., pueden presentarse una gran variedad de trastornos como: síncopes, edemas, calambres, agotamiento (Knave et al., 2005).

Por otra parte, la pavimentación de calles y carreteras necesitan tender asfalto. El asfalto es un material de origen natural o subproducto de derivados del petróleo (Y. Díaz y Burbano, 2011), está compuesto por Hidrocarburos (HC) y minerales su empleo genera peligros por la presencia de compuestos orgánicos aromáticos y temperaturas elevadas necesarias para generar fluidez en los componentes (Szaniszló y Ungváry, 2001).

La International Standarization Organization (ISO) ha desarrollado varias normas que se ocupan de calcular los indicadores de confort térmico sea para la persona o para un grupo afectado por temperaturas extremas de trabajo. Existen varios métodos de evaluación de microclimas térmicos que determinan el confort del puesto analizado. Para condiciones extremas de calor se utiliza el método recomendado por la UNE-EN ISO 27243:1995 (Kralikova et al., 2014) el cual recomienda el uso del índice de Temperatura de Globo y Bulbo Húmedo (TGBH). Este índice se fundamenta en que la temperatura del cuerpo no supere los 38ºC como resultado de la combinación de la temperatura ambiental el calor generado y la ropa de trabajo que se utilice(Cabrera et al., 2004).

Para evaluación de micro climas de trabajo el uso de equipos homologados es imprescindible para garantizar datos acertados. El uso del medidor TGBH es muy recomendado para este trabajo (Arias Ortiz, 2016). En cuanto a la cantidad de ropa que el trabajador determina un factor importante en el intercambio de calor del sistema.

El porcentaje de trabajo y descanso juega un papel fundamental en la recuperación del individuo expuesto a climas con temperaturas de trabajo adversas. La American Conference of Industrial Hygienists (ACGIH) determina los límites de exposición para temperaturas de trabajo (TLV’S) catalogadas en tres niveles de exigencia y cuatro condiciones de trabajo y descanso. Una vez determinada la TGBH la comparación determinará una dosis comparativa al TLV’S que asignará un nivel de riesgo y las actuaciones preventivas. Es necesario determinar las medidas preventivas considerando todos los elementos del puesto de trabajo para garantizar una buena gestión del riesgo (J. M. C. Díaz, 2009) y cumplir las exigencias determinadas en el Decreto ejecutivo 2393 (Molina Cajas, 2016).

En la construcción de la vía Jambelí-Latacunga-Ambato la exposición continua de los trabajadores a temperaturas extremas, sustancias químicas peligrosas (Méndez González et al., 2014), maquinarias en movimiento, manipulación de equipo menor, requiere medidas preventivas acertadas y que se sustenten en evaluaciones cualitativas para evitar accidentes y enfermedades del trabajo.

Metodología

Estudio de trabajo

Para identificar los puestos de trabajo con riesgo crítico se aplica una matriz de riesgos laborales propia de la empresa. Esta matriz considera el nivel de riesgo considerando el nivel de probabilidad, consecuencia y frecuencia de la exposición (Leones Vásquez, 2011).

La metodología de evaluación de estrés térmico empieza con un análisis exploratorio de las condiciones de los puestos críticos en cuanto a ropa de trabajo y condiciones de temperatura. Para profundizar el estudio se considera la aplicación de la metodología recomendada por el Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el trabajo (INSHT) ver Figura 1.

En los casos donde se supere la TGBH y se determine un posible riesgo laboral se debe aplicar el análisis de Sobrecarga Térmica, pues permite conocer mejor las fuentes de estrés térmico y valorar los beneficios de las modificaciones propuestas (Gutiérrez et al., 2018).

Figura 1. Flujograma para realizar la evaluación de estrés térmico por calor. Adaptado de NTP 922, Estrés por calor (I) INSHT, (2015).

Ver: Anexos – Evaluación del estrés térmico por calor en el tendido de asfalto, al final del artículo

Cálculo del Gasto Metabólico (GM)

Se determinó la tasa metabólica utilizando el método de observación que recomienda la norma ISO UNE- 8996:2005. Se estimó valores de tasas metabólicas de tablas preestablecidas para actividades tipo y ciclos de trabajo pre- identificados. Se calcula sumando el gasto de calor basal (MB) ver Tabla 1., postura del cuerpo (PC) ver Tabla 2., tipo de trabajo (TT) ver tabla 3. y si existe desplazamiento (D) ver tabla 4.

Aplicando la ecuación 1. se integra todos los gastos energéticos producidos en el puesto de trabajo así:

Ver “Fórmula 1”: Anexos – Evaluación del estrés térmico por calor en el tendido de asfalto, al final del artículo

Donde:

MB= metabolismo basal (W/m2)

PC= Postura del cuerpo (W/m2)

TT=tipo de trabajo (W/m2)

D=desplazamiento (W/m2)

Cuando existe exposición a temperaturas extremas en más de una actividad para el mismo puesto de trabajo el Gasto Metabólico total GMt se calcula con la ecuación 2. Así:

Ver “Fórmula 2”: Anexos – Evaluación del estrés térmico por calor en el tendido de asfalto, al final del artículo

Donde:

GMt= gasto metabólico total (W/m2)

GMi= Gasto metabólico para cada actividad (W/m2)

ti=Tiempo de exposición de cada actividad (°C)

La aplicación del método de observación requiere una selección de actividades específicas con exposición a temperaturas de trabajo. Para ello se requiere un estudio previo de tiempos y movimientos básicos donde se determine por observación y análisis de campo (Niebel y Niebel, 1996) los tiempos estándar de exposición a condiciones de estrés térmico.

No se consideró el método de tanteo por la baja precisión y un muy alto riesgo de error. Así mismo se descartó el uso del método de análisis y actuación experta por no contar con una evaluación de las actividades de ocio y no disponer de equipos de calorimetría directa (Reyes et al., 2007).

Tabla 1. Metabolismo basal en función de edad y sexo.

Ver: Anexos – Evaluación del estrés térmico por calor en el tendido de asfalto, al final del artículo

Nota: La tabla contiene los valores solo para varones porque en tendido de asfalto de la (HCC) no trabajan mujeres. Adaptado de la Nota técnica de Prevención NTP 323.

Tabla 2. Metabolismo para la postura corporal. Valores excluyendo el metabolismo basal.

Ver: Anexos – Evaluación del estrés térmico por calor en el tendido de asfalto, al final del artículo

Nota: La tabla contiene los valores de cinco posibilidades de posturas, se toman en cuenta las actividades de más exposición. Tomado de la Nota técnica de Prevención NTP 323.

Tabla 3. Metabolismo para distinto tipos de actividades (TT).

Ver: Anexos – Evaluación del estrés térmico por calor en el tendido de asfalto, al final del artículo

Nota: Los valores en intervalos se aplican cuando las actividades no se definen o tienen múltiples tareas. Tomado de la Nota técnica de Prevención NTP 323.

Tabla 4. Metabolismo para desplazamiento (D).

Ver: Anexos – Evaluación del estrés térmico por calor en el tendido de asfalto, al final del artículo

Nota: mi= mano inclinada; mv= mano vertical. Tomado de la Nota técnica de Prevención NTP 323.

Cálculo de la temperatura de globo y bulbo húmedo (TGBH)

Se calculó el índice TGBH en las actividades con exposición a temperatura de trabajo siguiendo la Norma UNE-EN ISO 27243:1995. Se utilizó un aparato de medición de temperatura TGBH de marca Extech HT30.

Para interiores sin carga solar el índice TGBH es:

Ver “Fórmula 3”: Anexos – Evaluación del estrés térmico por calor en el tendido de asfalto, al final del artículo

Para exteriores con carga solar se utiliza la ecuación 2. Así:

(Fórmula 3b) (2)

La dosis de exposición a temperatura se considera los límites de exposición de la ACGIH.

Ver “Fórmula 4”: Anexos – Evaluación del estrés térmico por calor en el tendido de asfalto, al final del artículo

Donde:

TGBH= Temperatura de globo y bulbo húmedo, (°C)

Th= Temperatura húmeda de bulbo natural, (°C)

Tg= Temperatura de globo, (°C)

Ta= temperatura del aire, (°C)

Cálculo del porcentaje de trabajo y descanso (%T – %d)

Se determina el %T-%d utilizando la curva de la ACGIH, ver figura 2.

Ver: Anexos – Evaluación del estrés térmico por calor en el tendido de asfalto, al final del artículo

Figura 2. Valores permisibles de exposición al calor. Tomado de ACGIH INSHT, (2015).

Resultados y discusión

Resultados del estudio de trabajo

Resultados del gasto metabólico (GM)

Se determinaron 7 puestos de trabajo con exposición a condiciones de trabajo extremo. La selección se realizó con el uso de los datos del diagnóstico inicial de riesgos de la empresa HCC.

En la tabla 5. se presentan el cálculo del gasto metabólico (GM) en los puestos de trabajo de tendido de asfalto.

Tabla 5. Resultados del Gasto Metabólico (GM)

Ver: Anexos – Evaluación del estrés térmico por calor en el tendido de asfalto, al final del artículo

Nota: Cada valor es el resultado promedio de tres ensayos.

El GM es más elevado en los puestos donde existe desplazamiento sin embargo todos los puestos presentan un valor considerable aunque sean actividades sedentarias.

Resultados de la temperatura de globo y bulbo húmedo (TGBH)

En la tabla 6. se observa el resultado del cálculo de las condiciones termo-higrométricas.

Tabla 6. Resultados de TGBH

Ver: Anexos – Evaluación del estrés térmico por calor en el tendido de asfalto, al final del artículo

Nota: cada valor es el resultado promedio de tres ensayos.

Las condiciones de trabajo se consideraron heterogéneas por lo que la medición de los valores de temperatura se realizó en los tobillos, cintura y cabeza.

Determinación del % de trabajo y % de descanso

En la figura 3. Se observa la interpolación de la TGBH con el Gasto metabólico por puesto de trabajo. El 28,7 % de los puestos analizados determinan la necesidad de un 25% de descanso por cada hora trabajada.

Ver: Anexos – Evaluación del estrés térmico por calor en el tendido de asfalto, al final del artículo

Figura 3. Interpolación del % de Trabajo y % de descanso.

P1= Lubricador, P2= Planchero, P3= Operador del rodillo, P4= Operador terminadora, P5= Rastrillero carretilla, P6= Operador rodillo neumático, P7= Rastrillero de pala. El factor de transformación de unidades es de 1,55 W/m2 equivale a 1Kcal/h. Tomado de ACGIH INSHT, (2015).

En la tabla 7. se observa el porcentaje de trabajo y descanso que resultó al intersecar los resultados de la TGBH y el GM por puesto.

Tabla 7. Resultados de % trabajo – % descanso.

Ver: Anexos – Evaluación del estrés térmico por calor en el tendido de asfalto, al final del artículo

Nota: cada valor es interpolado según la TGBH y el GM de cada puesto.

En la tabla 8. se observa la dosis de exposición a temperatura de trabajo en cada puesto analizado en el tendido de asfalto. Todos los puestos estudiados determinan dosis de exposición a temperatura de trabajo cercana a la unidad por lo que se pueden considerar que cualquier variación en la cantidad de ropa de trabajo o un aumento en la intensidad de las actividades físicas incidirán directamente en superar los valores límites establecidos en el Decreto Ejecutivo 2393.

Tabla 8. Resultados de Dosis de exposición a temperatura

Ver: Anexos – Evaluación del estrés térmico por calor en el tendido de asfalto, al final del artículo

Las dosis de temperatura en todos los puestos analizados están cerca de uno o lo superan, por lo que se deben dar medidas de prevención inmediatas.

Conclusiones

Los resultados han determinado que el 57,14% tienen una Dosis de exposición a temperatura extrema superior a 1 lo que implica un riesgo alto para sufrir trastornos sistémicos por calor, se debe implementar medidas preventivas inmediatas para evitar sanciones por rebasar los límites ocupacionales emitidos en el Decreto Ejecutivo 2393

Con una temperatura promedio Ta de 26,2 °C, Temperatura de globo Tg de 28,2 °C, Temperatura húmeda Th de 26,2 °C, el promedio de TGBH es de 26,5 °C, siendo el puesto de Planchero el que tiene un nivel de riesgo de exposición a temperatura de trabajo más alto.

En los siete puestos analizados las condiciones de ropa de trabajo y equipo de protección personal contribuyen a un sobrecalentamiento generalizado y un pobre intercambio de calor con el exterior por tener ropa de trabajo general y sin base a ninguna norma.

Debido a que la TGBH superó el límite de exposición de la ACGIH, se recomienda iniciar un estudio de sobrecarga térmica para establecer la tasa de sudoración, la temperatura interna rectal y establecer requerimiento de hidratación.

Anexos – Evaluación del estrés térmico por calor en el tendido de asfalto

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