Ergonomía Aplicada a las Operaciones de Soldadura para Mejorar la Calidad y la Productividad-Edición Única

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Ergonomía Aplicada a las Operaciones de Soldadura para

Mejorar la Calidad y la Productividad-Edición Única

Title

Ergonomía Aplicada a las Operaciones de Soldadura para

Mejorar la Calidad y la Productividad-Edición Única

Authors

Rodolfo Aguirre Galindo

Affiliation

Tecnológico de Monterrey, Universidad Virtual

Issue Date

2000-05-01

Item type

Tesis

Rights

Open Access

Downloaded

18-Jan-2017 21:26:20

(3)
(4)

INSTITUTO TECNOLOGICO

Y DE ESTUDIOS SUPERIORES

DE MONTERREY

U n i v e r s i d a d V i r t u a l

PROGRAMA DE G R A D U A D O S E N

INGENIERIAS Y TECNOLOGIAS

Ergonomía aplicada a las operaciones

de soldadura para mejorar la

calidad y la productividad

T E S I S

Presentada Para Obtener el grado de

Maestro en ciencias con especialidad

en Sistemas de Calidad

Rodolfo Aguirre Galindo

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ERGONOMIA APLICADA A LAS OPERACIONES DE

SOLDADURA PARA MEJORAR LA CALIDAD Y L A

PRODUCTIVIDAD

Tesis presentada

Por

RODOLFO AGUIRRE GALINDO

Presentada ante la Dirección Académica de la Universidad Virtual del

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey

como requisito parcial para obtener el grado académico de

MAESTRO EN CIENCIAS CON ESPECIALIDAD

EN SISTEMAS DE CALIDAD.

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ERGONOMIA APLICADA A LAS OPERACIONES DE

SOLDADURA PARA MEJORAR LA CALIDAD Y LA

PRODUCTIVIDAD

Tesis presentada

Por

RODOLFO AGUIRRE GALINDO

Aprobada en contenido y estilo por:

Ing. David Buitrón Romero, Miembro del Jurado

Ing. José Luis Segovia Garza, Miembro del Jurado

Dra. María del Socorro Marcos Marcos

Directora de Programa

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Agradecimientos

Agradezco a Dios, el haberme dado salud y la oportunidad para cumplir con esta meta importante dentro de mi vida personal y profesional.

Doy gracias a mis Padres por la confianza que siempre han depositado en mí a lo largo de este camino.

Agradezco a mi novia Sandra Revilla Avalos, su apoyo incondicional, ella es mi inspiración en el logro de esta meta.

Agradezco profundamente los consejos e ideas brindados por las siguientes personas: Dr. Jesús S. Garza Tijerina, Ing. Miguel Saavedra Alcántara, Ing. José Luis

Segovia Garza, e Ing. David Buitrón Romero.

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Resumen

E l desarrollo de esta investigación parte del hecho de desconocer material referente al tema de ergonomía en materia de soldadura. Si bien es cierto que en Estados Unidos se han realizado algunos experimentos tratando de encontrar la solución a problemas en operaciones de soldadura, estos estudios fueron en su mayoría realizados en años pasados, lo cual nos deja abierta una importante área de oportunidad.

Los avances que la tecnología ha dado en materia de soldadura, el desarrollo e implantación de nuevos procesos y técnicas de soldadura, usando diferentes tipos de materiales; han provocado que el soldador se vea expuesto a una serie de riesgos en materia de salud.

Entre los principales riesgos que hemos detectado se encuentran: el trabajo en posturas fijas por períodos prolongados de tiempo, el punteo o la soldadura en posiciones no naturales o con inclinación severa del tronco, la carga de materiales de más de 30 Kg. muchas veces sin usar el método adecuado, o bien, materiales pesados surtidos por debajo de la cintura. Lo anterior provoca fatiga en la gente y la aparición de algunos CTD's, los cual se reflejan sobre todo en problemas de espalda baja.

Lo anterior repercute en costos significativos para la empresa; siendo que la causa raíz de estas áreas de oportunidad se pueden resolver ingeniosamente, muchas veces con una mínima inversión, aplicando obviamente los principios de Ergonomía.

Otro factor importante considerado en esta investigación es la emisión de humos en los diferentes procesos de soldadura. Se analizan diferentes procesos y se recomienda el uso de los procesos G M A W - P y STT. Se demuestra además con un estudio toxicológico como es que se deben tomar medidas precautorias en materia y se comparan a lo largo de este trabajo la Normatividad Oficial Mexicana y las normas internacionales como las que marca la OSHA.

De igual forma se trata todo lo relacionado con los CTD's, dando una visión al lector acerca de los posibles riesgos que el cuerpo humano corre al ser expuesto a trabajos con posturas forzadas, incomodas o no naturales, o cuando se somete a un trabajo constante y altamente repetitivo.

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Indice general

Capítulo 1. Introducción

1.1. Historia y Definición de Ergonomía 1

1.2. Relación con otras ciencias 2 1.3. Beneficios de la Ergonomía 2 1.4. Enfoque estratégico de Negocios 3

1.4.1. Ergonomía y Calidad 3 1.4.2. Ergonomía y Productividad 6 1.5. Definición del problema de investigación 7

1.6. Justificación 9 1.7. Objetivos 9 1.8. Hipótesis 10 1.9. Limitaciones y delimitaciones 10

1.10. Referencias del Capítulo 10

Capítulo 2. El proceso de Soldadura

2.1. Introducción 12 2.2. Fundamentos del proceso 12

2.2.1. Principios de operación 12 2.2.2. Características principales 14 2.3. Modos tradicionales de Transferencia de Metal 15

2.4. Altos Niveles en modos de Spray de transferencias en metal 16

2.5. E l equipo requerido 17 2.6. Los requerimientos del proceso y sus aplicaciones 18

2.6.1. Gas Protector 18 2.6.2. Electrodos 20 2.7. Interacción Humana dentro del proceso G M A W - P 21

2.8. Referencias del Capítulo 22

Capítulo 3. Factores de Riesgo

3.1 ¿Qué es un Trauma Acumulativo? 23 3.1.1.- Terminología y patología de los CTD's 24

3.2 Factores de Riesgo 25 3.3 Causa de incrementos en los CTD's 31

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Capitulo 4. Microambiente y salud

4.1 Humos y gases presentes en el proceso GMAW-P y similares 38

4.2 Comparación entre diferentes procesos de soldadura 39

4.3 Normatividad aplicable 40

4.4 Espirometrías 40 4.5 Exámenes de Vista y oído 43

4.6 Efectos del oxido de hierro, C02 y Argón 44

4.7 Estudios de Microambiente 45 4.8. Referencias del Capítulo 46

Capítulo 5. Seguridad e Higiene en Operaciones de Soldadura

5.1. Introducción 48 5.2 Gases y Humos 48 5.3 Radiación 49 5.4 Ruido 51 5.5 Quemaduras 53 5.6 Peligros eléctricos 53 5.7 Incendios y explosiones 55 5.8 Referencias del Capítulo 56

Capítulo 6. Utilidad de la ergonomía en los procesos de Soldadura

6.1. Introducción 57 6.2. Conclusiones 58 6.3. Recomendaciones 58 6.4. Referencias del Capítulo 64

Anexo 1

Lista de Abreviaciones 66

Anexo 2

Glosario de CTD's ó Desordenes Traumáticos Acumulativos 68

Anexo 3

Memorias de resultados de estudio de Microambiente

ó emisión de humo en las operaciones de Soldadura y Corte 70

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Indice de Figuras

Figura 1zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA. Equipo básico en G M A W 13

Figura 2. Surtido de electrodo, gas y electricidad en G M A W 14

Figura 3. Características de transferencias en soldadura de metales 15

Figura 4. Curva Volt-Ampere para corriente pulsada 16

Figura 5. Instalaciones de un equipo automático de G M A W 17

Figura 6. Instalaciones de un equipo semiautomático de G M A W 18

Figura 7. Contorno de gota y patrones de penetración

para varios gases protectores 19

Figura 8. Perfiles de soldadura producidos por diversas

combinaciones de gases protectores 20

Figura 9. E l Ser Humano en el proceso de Soldadura 21

Figura 10. Incidencias en 1998 29

Figura 11. Incidencias Primer Semestre de 1999 30

Figura 12. Incidencias Segundo Semestre de 1999 30

Figura 13. Tasa de emisión de humos para varios procesos de soldadura 39

(12)

Indice de Tablas

Tabla 1zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA. Posibles efectos de las operaciones de Soldadura en

el Cuerpo Humano 8

Tabla 2. Peso en Kg. de equipo básico para soldador 22

Tabla 3. Agentes Químicos presentes en el humo de

soldadura y sus efectos 27

Tabla 4. Días perdidos en 1998 y en 1999 34

Tabla 5. Tasa promedio de generación de humos de soldadura (mg/seg) 39

Tabla 6. Volúmenes y capacidades en Espirometría Simple 41

Tabla 7. Volúmenes y capacidades en Espirometría Forzada 41

Tabla 8. Resultados de Espirometría Forzada aplicada a soldadores 42

Tabla 9. Tiempo Arco en operaciones muestreadas 45

Tabla 10. Filtros para lentes de Protección contra la

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Capítulo 1

Introducción

1.1. Historia y Definición de Ergonomía

En la antigüedad nuestros ancestros vivían en un medio ambiente "natural" cuya existencia dependía de lo que pudieran hacer con sus manos (como obtener alimentos) y con sus pies (como perseguir una presa, caminar grandes distancias en busca de comida, o escapar de algún depredador). Con el paso del tiempo el hombre desarrolló herramientas y utensilios, lo cual hizo las operaciones más sencillas y proporcionó un mayor confort en sus vidas.

A lo largo del tiempo y hasta hoy en día la raza humana ha desarrollado nuevas tecnologías que han sido utilizadas para lograr lo inimaginable. De igual forma este cambio rápido ha provocado que nos olvidemos de que las herramientas, el equipo y las estaciones de trabajo que son utilizadas por seres humanos cuyas características físicas varían de un país a otro, o de una región a otra. Esto ha producido un desfase muchas veces significativo entre desarrollo tecnológico y la adaptación del trabajo al Ser Humano.

Hoy en día (década de los 90 's), surge la Ergonomía como una ciencia que contribuye a la Salud y Seguridad del empleado, con miras a lograr un Confort en la realización de su trabajo y su respectivo impacto en materia de Calidad y productividad. E l Bienestar del personal es una de las preocupaciones de la industria de fin de siglo, tomando en cuenta que se incurren en costos altos por dejar a un lado los aspectos que la Ingeniería Humana contempla.

Algunas de las definiciones al término Ergonomía o Ingeniería Humana son las siguientes:

"Es la aplicación conjunta de algunas ciencias biológicas y ciencias de la ingeniería para asegurar entre el hombre y el trabajo óptimo, mutua adaptación, con el fin de incrementar el rendimiento del trabajador y contribuir a su bienestar" (Ref. 1)

"Ergonomía es la ciencia que se ocupa de la interacción del hombre y su lugar de trabajo. E l propósito básico de la Ergonomía es el adaptar el trabajo a la persona en lugar de forzar a la persona a adaptarse a un lugar de trabajo mal diseñado" (Ref. 2)

Un enfoque interdisciplinario que encontramos es el siguiente:

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O S H A (Occupational Safety and Health Administration) en su Web Site (Ref. 3), define Ergonomía como:

"La ergonomía es la ciencia de adaptar el trabajo al trabajador. Cuando hay una desigualdad entre los requisitos físicos del trabajo y la capacidad física del trabajador, desordenes músculo-esqueléticos relativos al trabajo pueden resultar WMSDs (work-related músculoskeletal disorders). Trabajadores que generalmente repiten su misma rutina a lo largo de todo el día, quienes la realizan en una posición incómoda o rígida, o aquellos que tienen que cargar repetidamente objetos pesados, o alguna combinación de estos factores de riesgo, están más propensos a sufrir un WMSDs"

Por último cabe mencionar que Dan MacLeod (Ref. 4) menciona que "ergonomía es un campo de estudio que contempla el diseño de herramientas y tareas de tal forma que sean compatibles con las capacidades y limitaciones del ser humano", por lo que recomienda como algo necesario lo siguiente:

* Adaptar la tarea a la persona * Proveer reglas de trabajo

* Hacer las tareas amistosas para el usuario, y * Analizar la Interfase Hombre-Máquina

1.2. Relación con otras ciencias

La Ergonomía involucra conocimiento de distintas disciplinas (Ref. 1) o ciencias tales como:

• La Medicina • La Fisiología • La Psicología • La Sociología

• La Higiene y la Seguridad • La Ingeniería

Las cuales contribuyen al conocimiento de las condiciones a las cuales está expuesto cualquier ser Humano, de tal forma que se diseñen tareas, herramientas o equipo, acordes a los requerimientos de las personas.

1.3. Beneficios de la Ergonomía

Entre los principales beneficios que provee la Ergonomía se encuentran los siguientes ( Ref. 1):

• Se reduce el número de accidentes • Se reduce el ausentismo del personal

• Se reduce la rotación del personal • Se mejora la seguridad

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• Se mejora la salud del personal • Se incrementa la moral del personal • Se genera calidad del producto

• Se aumenta el prestigio de la empresa en su comunidad • Se reducen los costos asociados a las incapacidades • Se reducen los costos por paros en la línea

• Se reducen los retrabajos

• Se mejora la calidad de vida en el trabajo • Se incrementa la eficiencia de la planta

1.4. Enfoque estratégico de Negocios

"En el marco de la competencia mundial encontramos la necesidad de encontrar nuevas formas de competir. Es claramente posible el competir con éxito en contra de los bajos costos de la mano de obra de algunos países, proporcionando un servicio mejorado, innovación y calidad. La ergonomía nos puede ayudar en el esfuerzo de maximizar el uso de nuestro capital humano, con miras a marcar una diferencia con nuestra competencia." (Ref. 4)

1.4.1. Ergonomía y Calidad

Existen un sinnúmero de paralelismos entre los conceptos de Ergonomía y Calidad. Mientras que ergonomía es una separada y distinta herramienta en el kit de soluciones de problemas de los administradores, por lo que es importante destacar las similitudes entre Ergonomía y Calidad (Ref. 4):

1. - La Ergonomía embona bien dentro del proceso de Control Total de la Calidad.

2. - Los conceptos, herramientas y enfoques del proceso de calidad pueden ser usados en la solución de asuntos ergonómicos.

3. - Ergonomía puede ser usada para mejorar la calidad.

Los dos procesos se refuerzan a sí mismos en una gran variedad de formas. Organizaciones que tienen un verdadero entendimiento de la calidad típicamente son las que más fácil asimilan el valor de la buena ergonomía.

Calidad frecuentemente es definida como el conocimiento de las expectativas y los requerimientos del cliente. Ergonomía es esencialmente definida de la misma manera

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Mucho se ha escrito en la pasada década acerca de los defectos en los productos. La presión tradicional en la industria por la cantidad de producto que sale ha dejado muchos problemas en calidad. La otra cara de la moneda que apunta a la ergonomía es ese mismo enfoque de producir más, lo cuál ha dejado que el humano produzca "defectos" dado la creación de desordenes traumáticos acumulativos (CTD's), así como un relativo estrés mental y errores causados por el ser humano. Particularmente hablando acerca del énfasis que en muchas empresas se realiza por trabajar duro y rápido, en lugar de trabajar inteligentemente ha propiciado que el ser humano este expuesto a una serie de factores físicos de riesgo tales como excesivas repeticiones, y los sistemas administrativos han creado muchas veces estrés psicológico.

E l reto del siglo veintiuno es producir lo más posible, en forma rápida, sin errores, a una buena velocidad y haciendo un uso eficiente de los recursos, pero sin generar salidas negativas tales como: defectos en los productos, errores humanos, y desordenes traumáticos acumulativos

Mejora continua

Un concepto estándar de los programas de calidad total es la mejora continua. La cual indica que no existen soluciones permanentes a una situación particular, y que las mejoras pueden y deberían ser vistas tomando en cuenta cada aspecto del sistema. Un cambio puede ser planeado e implantado, posteriormente deberá ser evaluado para ver las mejoras que serán necesarias en el futuro, después se seleccionan nuevamente los cambios, se planean y se implantan. Este ciclo nunca termina.

La ergonomía también envuelve a la mejora continua. Nada es ergonómicamente correcto, en el sentido de que un problema puede ser arreglado, más sin embargo, existe siempre una mejor manera de hacer las cosas, y las mejoras pueden surgir día a día. La ergonomía posee las perspectivas y la visión para seguir con el proceso de mejora continua.(Ref 4)

Involucramiento del personal y "Empowerment"

Otro elemento de los sistemas de administración total de la calidad es el involucramiento del personal en la toma de decisiones o "empowerment". Nuevos enfoques pueden ser desarrollados por nuestros empleados tanto como se permita su involucramiento en la toma de decisiones en las operaciones y en su lugar de trabajo. E l involucrar al personal de esta manera trae beneficios para la adrninistración como el amplio y profundo conocimiento del personal en los procesos, y para los empleados el autoconocimiento de sus capacidades.

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Entrenamiento

Los esfuerzos de mejora de la calidad frecuentemente enfatizan la necesidad de más entrenamiento a la fuerza de trabajo, tales como el conocimiento técnico específico, mejora en las habilidades de comunicación, y habilidades para resolver problemas en grupo. Sñnilarmente, efectivos programas ergonómicos, típicamente enfatizan el entrenamiento en una variedad de opciones, tales como los principios de ergonomía, métodos de trabajo para la mejora, y uso de equipo ergonómico.

Creación de equipos de trabajo

La mejora en la calidad frecuentemente enfatiza la importancia de los esfuerzos de equipos de trabajo, tal y como lo hacen los programas ergonómicos. La experiencia demuestra que es mejor contar con grupos interdisciplinarios que cuenten con el enfoque para la solución de problemas.

Liderazgo de la Administración

Un liderazgo visible de parte de la administración es importante tanto para calidad como para ergonomía. E l involucramiento de la alta administración es un elemento esencial para convencer a los empleados de que caüdad y ergonomía son necesarias para el éxito del negocio.

Estaciones de trabajo como barreras a la calidad

El diseño pobre de estaciones de trabajo, herramienta y equipo, fácilmente pueden ser una barrera para la calidad, y frecuentemente esto se observa. La gente que trabaja en posturas difíciles e incomodas, quienes están fatigados, o que físicamente no pueden alcanzar los materiales necesarios, están en una posición de no poder hacer el trabajo bien a la primera vez. No importa cuanto tiempo se invierta en la promoción de la calidad si algunos empleados no tendrán lo necesario para lograr los requerimientos de calidad porque sus trabajos han sido diseñados para fallar.

Con la ergonomía podemos diseñar para el éxito. E l hecho de que el premio "Malcolm Baldrigde" incluya el reconocimiento a la ergonomía como parte de los esfuerzos de calidad, enfatiza y da crédito a este argumento.

Es un hecho que los seres humanos pueden tener errores, pero la ergonomía puede ayudar a la producción de calidad. Algunos ejemplos de falta de ergonomía e impactados en la calidad son:

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• Diseños inadecuados de las estaciones de trabajo pueden hacer difícil para el trabajador el alcanzar sus herramientas, accesar las partes o productos, o ver los controles o tableros necesarios.

• E l exceder las capacidades del ser humano pueden causar fatiga o sobrecarga mental, que puede dar como resultados errores y trabajos inconsistentes.

1.4.2. Ergonomía y Productividad

Todos los factores sobre los cuales la ergonomía se aplica dan como resultado un aumento en la eficiencia. E l incrementar una adecuada interacción entre el hombre y las herramientas, significa el ser más efectivos. Las mejoras realizadas ergonómicamente resultan en mejores formas de realizar una tarea.

Un diseño ergonómico de una estación de trabajo o producto es definitivamente más productivo. E l no exceder las capacidades del ser humano no significa el reducir las salidas o el producir menos. "De lo contrario, los buenos diseños permiten una mayor salida con menos esfuerzo humano." (Ref. 4)

Ahora veamos ejemplos más concretos acerca del impacto real de la Ergonomía en la empresas (Ref. 4):

• OSHA estima que los empleadores se gastan $120 billones de dólares en un año, en costos directos e indirectos relacionados a la pobre ergonomía en los Estados Unidos. (Wynn Mike, 1999)

• Los fabricantes están encontrando un segundo beneficio importante a la ergonomía ocupacional: Productividad. (Wynn Mike, 1999)

• Los investigadores Rawling and O'Halloran (1988) hicieron mejoras en el manejo manual de materiales en una planta y obtuvieron de un 10-20 % de incremento en la productividad.

• Brown (1991), realizó mejoras en el equipo de manejo de materiales, y obtuvo un incremento de 85 % en la productividad; el costo beneficio corresponde a una relación de 1 a 10.

• Thomas (1989), realizando mejoras en varias estaciones de trabajo, pudo proyectar un incremento del 30 al 50 % en la productividad, con una inversión que se recuperó en menos de un año.

• Thompson (1990), mediante una mejora que consistió en proporcionar pausa para ejercitarse, obtuvo un incremento de 25 % en la productividad.

La falacia de la velocidad

Velocidad no es sinónimo de productividad. E l llevar el producto fuera de la puerta tan rápido como sea posible puede caer en un desastre de producción:

• La Caüdad del producto se puede deteriorar • E l bienestar de los empleados se puede errar

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Otro serio problema con la velocidad es exceder la capacidad física de producción de la planta, esto traería dificultades como encontrar estaciones de trabajo congestionadas. Es importante siempre considerar el maximizar la eficiencia de todo el sistema, en lugar de la velocidad individual del trabajador. Este mensaje pretende crear conciencia acerca de la importancia de impacto que tiene el producir excesivamente de prisa y la cantidad de desordenes traumáticos acumulativos que se pudieran estar generando en nuestro personal.

E l prevenir los desordenes traumáticos acumulativos (CTD's) no necesariamente significa el disminuir la producción. En el contexto de Administración Total de la Calidad es posible que el reducir la velocidad pueda ayudar a incrementar las salidas. E l número de accidentes, errores, y defectos puede ser disminuido, resultando en un incremento en red de la eficiencia.

Analicemos ahora lo que pasaría si usamos los principios ergonómicos en materia de costos. Es obvio que el hacer que los trabajadores sean más eficientes, me permite utilizar mejor los recursos del negocio sin sacrificar la producción. Ahora si tenemos menos defectos, menos accidentes, es de esperar que mis gastos en materia de pago de tarifas a instituciones de salud, o en indemnizaciones, o días hombre perdidos se vean disminuidos, produciendo así una utilidad mayor al negocio.

1.5. Definición del problema de investigación

E l desarrollo de la presente investigación parte del hecho de desconocer material referente al tema de ergonomía en materia de soldadura. Si bien es cierto que en Estados Unidos se han realizado algunos experimentos tratando de encontrar la solución a problemas en operaciones de soldadura, estos estudios fueron en su mayoría realizados en los setentas, lo cual nos deja abierta una importante área de oportunidad. Lo anterior unido a los avances que la tecnología ha dado en materia de soldadura, el desarrollo e implantación de nuevos procesos y técnicas de soldadura, usando diferentes tipos de materiales; han provocado que el soldador se vea expuesto a una serie de riesgos en materia de salud.

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una excesiva incidencia o propensión de agudos y crónicos desordenes respiratorios. Las enfermedades ocupacionales del soldador pueden incluir asma, siderosis, enfisema, bronquitis crónica, fibrosis del pulmón, y cáncer del pulmón. Evidencia epidemiológica indica que los soldadores generalmente tienen un 40 % de incremento en el riesgo de desarrollar cáncer en el pulmón debido a su trabajo. Otros tipos de cáncer asociados con soldadura incluyen leucemia, cáncer en el estómago, en senos nasales y en el páncreas. E l envenenamiento por cadmio puede afectar el sistema respiratorio y dañar al hígado y ríñones. Una reacción común a la exposición prolongada de los humos de metales, particularmente de los humos del zinc, es una fiebre, con síntomas que incluyen flujo nasal.

Otros posibles daños a la salud que ocurren al realizar operaciones de soldadura incluyen problemas de visión, dermatitis causada por la exposición a la radiación ultravioleta, quemaduras, y estrés músculo-esquelético provocado por la exposición a posturas fijas o incómodas durante largos períodos de tiempo.

A continuación se muestra la tabla 1, haciendo referencia a los posibles efectos de los procesos de Soldadura en el Cuerpo Humano.

Afectación Toxicológica Afectación Biomecánica Afectación Funcional al organismo

Muñeca Tendinitis Sinovitis Presente

Cuello Tortícolis

Dolores musculares Presente

Espalda Baja

Lumbalgias de esfuerzo Esguinces Dolor Lumbociatico Presente Piel Dermatitis o Quemaduras por Radiación infrarroja y ultravioleta Aparato Respiratorio (Pulmones) Siderosis Asma Enfisema Fibrosis Obstrucciones pulmonares

Sentido de la vista (Ojos)

Problemas de visión Pérdida de agudeza visual

Brazos Estrés Postural

Dolores musculares

Piernas Estrés Postural

Dolores musculares

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Por lo anterior es tiempo de prestarle atención suficiente al desarrollo de proyectos que incrementen la salud de los trabajadores, tomando en cuenta que el ser Humano es el elemento más valioso de cualquier organización, es aquí donde la ingeniería Humana o ergonomía podrá aportan beneficios en materia de prevención y análisis de riesgos.

1.6. Justificación

Como se ha mencionado anteriormente y según el estudio "ba-Depth Survey Report: Control Technology Assessment for the Welding operations"(Ref. 5), las operaciones de soldadura han sido sometidas a una serie de cambios como:

* La generación de nuevas técnicas y procedimientos de soldadura utilizando diferentes materiales.

* Aún y con los avances de la tecnología, los soldadores continúan siendo expuestos a: - Gases y humos que pueden causar daños a la salud

- Posiciones rígidas e incómodas

* Muchas estaciones de trabajo no poseen controles especiales para manejar las emisiones provenientes de los procesos de soldadura.

Por lo anterior y tomando en cuenta que ergonomía busca adaptar el trabajo al trabajador, con la finalidad de eliminar desigualdades entre los requisitos físicos del trabajo y la capacidad física del trabajador y evitar la generación de CTD's o de WMSD's; obvio es que la ingeniería humana aplicada a operaciones de soldadura permitirá detectar importantes áreas de oportunidad que permitan evaluar las condiciones reales de trabajo de las personas involucradas en dichos procesos, pudiendo hacer mejoras a sus estaciones de trabajo, a su herramental y a su equipo de seguridad, repercutiendo así en la mejora de la salud de los trabajadores; y en la calidad y productividad de la operación y de la empresa como sistema.

1.7. Objetivos

£1 Objetivo General, de este trabajo de investigación será:

"Aplicar conocimientos de ergonomía en las operaciones de soldadura, utilizadas por una industria del ramo metal-mecánica, de talforma que se produzcan incrementos en la productividad y calidad de las mismas, sin deteriorar la calidad de vida del trabajador"

realizando actividades como:

* Concientizar a las empresas de la región acerca de la importancia en el uso de la función ergonómica como tal aplicada a procesos de unión, tales como soldadura.

(22)

* Identificar y distinguir los factores inherentes al proceso de soldadura que inciden en el impacto de la función ergonómica, tales como: características del medio ambiente de

operación (Ruido, iluminación, temperatura, polvos, gases).

* Proveer de una evaluación de las condiciones de trabajo en operaciones de soldadura. * Analizar la herramienta y equipo de proceso

* Identificar los posibles CTD's (Comulative trauma Disorders) ó Desordenes Traumáticos acumulativos.

* Analizar los factores a considerar en materia de calidad en los procesos de soldadura * Proponer avances ergonómicos en lo que a soldadura se refiere (herramientas, equipo, y cargas de trabajo)

* Identificar los factores que contribuirán al aumento de la productividad y calidad en operaciones de soldadura.

1.8. Hipótesis

Existe una relación significativa entre los factores ergonómicos correspondientes al medio ambiente de trabajo, a los requerimientos físicos de la operación y al aspecto psicológico y mental de los individuos; con respecto a la rotación del personal y la eficiencia en la ejecución de la operación, producto del confort y la seguridad que se le proporciona al trabajador para realizar la tarea

1.9. Limitaciones y delimitaciones

La presente investigación se centrará en una industria del ramo metal-mecánico, cuyo principal proceso de Soldadura es el denominado "GMAW-P" proveniente de sus siglas en inglés Gas Metal Are Welding - Pulsed.

Se analizarán las operaciones de soldadura de una área de ensamble cuya característica principal es el tiempo de operación prolongado y en los cuales intervenga el Ser Humano.

Se estudiarán las condiciones de trabajo, la herramienta, el equipo de seguridad, y principalmente, los elementos que contiene el aire que el personal respira, y la capacidad pulmonar de los trabajadores

Asimismo se analizará el impacto en la productividad y calidad que se tenga por mejoras ergonómicas realizadas en planta.

1.10. Referencias del Capítulo

(1)zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA "Taller de Ergonomía Industrial Aplicada". Desarrollado por las siguientes

instituciones: Instituto Tecnológico de Saltillo, Servicios Especializados en Administración de Recursos Humanos S.A. de C.V. y Secretaría de Trabajo y Previsión Social. Cd. Acuña, Coahuila, Agosto de 1998

(23)

(2)zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA "Ergonomics at the PC: Raising employee comfort levéis through training".

Professional Safety, 1998.

(3) Occupational Safety and Health Administration. Web Site: http://www.osha.gov

(4) MacLeod Dan.zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA "The Ergonomics Edge: Improving safety, Quality and productivity". Editorial: Van Nostrand Reinhold. United States of America, 1995

(5) Marjorie E. Wallace, Thomas Fischbach, Ronald J. Kovein

"In Depth Survey Report: Control Technology Assessment for the Welding Operations". Report date: June 27, 1997. Kansas City, Kansas

(24)

Capítulo 2

El proceso de Soldadura

2.1. Introducción

E l proceso de G M A W fue desarrollado y se puso a disposición del mercado en 1948, aunque el concepto básico fue introducido en los años veintes (1920's). En sus primeras aplicaciones el proceso fue usado para soldar aluminio usando un gas inerte para crear una atmósfera protectora, dando pauta así a el termino "MIG" (metal inert gas) el cual sigue siendo utilizado para referirse a este proceso. (Ref. 1)

Algunas variaciones se han agregado al proceso, principalmente han sido el uso de diferentes gases protectores como el C 0 2 (Dióxido de carbono), utilizado para la soldadura de materiales ferrosos. Esto eventualmente condujo a que la American Welding Society (AWS) aceptara el término de "gas metal are welding" (GMAW) para este proceso. Los más recientes avances incluyen el corto circuito de transferencia de metal (GMAW-S), una pequeña variación de energía térmica del proceso que permite soldaduras fuera de posición y también soldaduras en placas metáücas de determinado espesor; y un método de corriente pulsada controlada (GMAW-P) que provee un spray de gota uniforme en la transferencia de metal desde el electrodo a un bajo promedio de niveles de corriente.

E l proceso G M A W utiliza equipo automático y semiautomático, y es principalmente aplicado en la producción alta de soldadura. La mayoría de los metales pueden ser soldados con este proceso y en todas las posiciones con pequeñas variaciones de energía en el proceso. G M A W es un proceso económico que se usa ampliamente hoy en día.

2.2. Fundamentos del proceso

2.2.1. Principios de operación

La soldadura por arco metálico en gas inerte (GMAW) incorpora la alimentación automática de un electrodo consumible que es protegido por una fuente externa de gas. Desde que el equipo es capaz de proveer una auto-regulación eléctrica de las características del arco, los únicos controles manuales que son requeridos por parte del soldador para guiar la operación, son el posicionamiento de la pistola, la guía de la misma, y la velocidad de avance. La longitud del arco y el nivel de corriente son mantenidos automáticamente.

E l funcionamiento y control del proceso depende de tres elementos básicos del equipo:

1. - La Pistola de soldar y el cable

(25)

A continuación se muestra un equipo básico para soldadura GMAW:

FIGURA 1.Equipo básico en G M A W

La pistola y el cable desarrollan tres funciones. Surte el gas protector a la región del arco, guía el electrodo consumible a la superficie de contacto, y conduce electricidad al punto de contacto. Cuando el switch o el gatillo de la pistola es presionado, gas, electricidad y electrodo, son simultáneamente surtidos al mismo punto y el arco es creado (Ver figura 2). La unidad de alimentación y la fuente de poder generalmente funcionan a la par para proveer una automática auto-regulación de la longitud del arco. La combinación básica usada para producir esta regulación consiste en un voltaje constante (VC) en conjunción con una velocidad de surtido constante de material aporte.

(26)

FIGURA 2. Surtido de electrodo, gas y electricidad en G M A W

2.2.2. Características principales

La características del G M A W son descritas por los cinco modos básicos de transferencia que pueden ocurrir con este proceso. Tres modos tradicionales de transferencia son el corto circuito, el spray globular, y el axial. Con los más recientes desarrollos en la tecnología de la fuente de poder, se han desarrollado dos niveles más de modos de transferencia, el spray pulsado y el transferencia de tensión de superficie (STT. Surface Tensión Transfer). Aunque estás ultimas fuentes de poder son más caras, las ventajas que presentan fácilmente justifican su costo adicional en muchas aplicaciones.

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mm). E l spray de transferencia pulsado, en el cual el promedio en los niveles de energía es reducido, es otra excepción. STT y el tradicional modo de transferencia de corto circuito son procesos de menor energía generalmente limitados a un espesor de no más de 1/8 de pulgada (32 mm), pero usados en todas las posiciones posibles de soldadura.

2.3. Modos tradicionales de Transferencia de Metal

E l Spray de Transferencia axial (Utiliza como gas protector un rnínimo de 80% de Argón). En este modo, la transferencia de metal a lo largo del arco es en forma de gotas de igual tamaño o menor al diámetro del electrodo. Las gotas son directamente axiales en dirección a la línea recta del electrodo al charco de soldadura (Ver figura 3). E l arco es muy liso y estable. E l resultado es un pequeña salpicadura y una gota de soldadura uniforme que da como resultado una relativa superficie Usa. La energía del arco se extiende hacia afuera en forma de cono. La penetración es profunda, pero menos de la obtenida con una alta energía en un modo de transferencia globular de G M A W .

F I G U R A 3. Características de transferencias en soldadura de metales

Por otra parte, la Transferencia globular (Utiliza un gas protector, combinado con C02 y Helio). En este modo, la transferencia de metal a lo largo del arco es en formas irregulares de glóbulos, moviéndose al azar en un patrón no determinado, resultando en una considerable cantidad de salpicadura. Este patrón es minimizado cuando se usa C 0 2 como gas protector y se ajustan las condiciones de soldadura, tales que la punta del electrodo este abajo de la superficie de metal soldado y fundido, y sin una cavidad generada por la fuerza del arco. Este modo exhibe una profunda penetración. Cuando el Helio es usado se produce una penetración similar a la que da el Argón, pero en un perfil más deseable.

(28)

características de la fuente de poder controlan la relación entre el establecimiento intermitente del arco y el corto circuito del electrodo en el trabajo. La penetración es poco profunda y se debe poner atención a la técnica ejercida para asegurar la fusión en secciones pesadas. Sin embargo, estas características permiten la soldadura en cualquier posición.

2.4. Altos Niveles en modos de Spray de transferencias en metal

Analicemos el Spray de Transferencia Pulsado (GMAW-P). Este modo de transferencia es el más utilizado en la empresa bajo estudio, veamos en que consiste y cuales son sus ventajas. E l spray de transferencia pulsado es una variación de spray de transferencia donde la fuente de poder rápidamente envía pulsos entre un pico y la corriente histórica por un período fijo de tiempo (Ver Figura 4). E l hacer esto, permite un gran control de la transferencia de metal. Por esto, el spray de pulso es capaz de soldarse en todas las posiciones a altos niveles de energía que el modo de corto circuito, esto reduce las oportunidades de tener capas frías. E l spray pulsado también tiene una muy buena estabilidad de arco a altos niveles de surtido de alambre (material aporte).

FIGURA 4. Curva Volt-Ampere para corriente pulsada

La mayoría de las fuentes de poder capaces de producir soldadura pulsada operan con unidades de corriente controlada (CC), en lugar de tener un voltaje constante (CV). Los microprocesadores de alta velocidad controlan sistemas invertidos que son capaces de cambiar desde un pico al fondo por encima de los 40 Khz. Esta alta velocidad de cambio controla la transferencia de metal mientras la baja velocidad de los circuitos cerrados de voltaje controlan la longitud del arco. (Ref. 1)

Transferencia de tensión de superficie (STT). Es un proceso de transferencia en corto circuito con corriente controlada. Existen dos principales diferencias entre la transferencia de tensión de superficie y el tradicional corto circuito: la corriente de

(29)

2.5. El equipo requerido

Como se ha mencionado anteriormente, el proceso G M A W , puede usar equipo automático o semiautomático. E l equipo básico para la instalación de cualquier proceso de GMAW, consiste en lo siguiente:

1. - Una Pistola de Soldar

2. - Un motor para el surtido de alambre y su roles de conducción asociados 3. - Un control de soldadura

4. - Una fuente de poder de soldadura 5. - Una fuente regulada de gas protector 6. - L a interconexión de cables y enchufes.

Los equipos que se muestran a continuación corresponden a los componentes de un equipo automático (figura 5) y semiautomático de soldadura (figura 6). E l equipo usado por la empresa bajo análisis corresponde al tipo semiautomático.

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F I G U R A 6. Instalaciones de un equipo semiautomático de G M A W

2.6. Los requerimientos del proceso y sus aplicaciones

En G M A W , por definición, la unión de los metales es producida por el calentamiento de los mismos con un arco continuo establecido entre estos y los electrodos de metal con relleno consumible. E l gas protector y el electrodo consumible son dos requerimientos esenciales para este proceso.

2.6.1. Gas Protector

La mayoría de los metales exhiben una alta tendencia a combinarse con el oxigeno (generalmente forman óxidos) y de igual forma con el nitrógeno (para formar nitridos de metal). E l Oxigeno de igual manera reacciona con el carbón para formar monóxido de carbono. Estas reacciones producen una serie de deficiencias en la forma de la soldadura como defectos de fusión debido a los óxidos; perdida de fuerza debida a la porosidad, debida a óxidos y nitridos. Estos productos de las reacciones se forman fácilmente debido a que la atmósfera está más o menos compuesta de 80 % de Nitrógeno y 20 % de Oxigeno. La función primaria del gas protector es excluir la atmósfera circunvecina del contacto con el metal recién fundido de la soldadura.

E l gas protector tiene un pronunciado efecto en los siguientes resultados y aspectos de la operación de soldadura:

1. - La característica del arco

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4. - Velocidad de la soldadura 5. - Tendencia a la socavación 6. - Acción de limpieza

E l proceso utilizado por la industria bajo análisis, utiliza una combinación de Argón y C02, en las siguientes proporciones 85 % Argón y 15% C02, veamos a continuación cuales son las características que arroja el usar Argón - C 0 2 como producto de soldadura y a la vez analicemos las ventajas que estos gases tienen sobre otros.

En materia de gases inertes protectores se puede utilizar Argón ó Helio. Una combinación de estos dos gases es usada para la soldadura de materiales no ferrosos, y es usada también para soldar acero inoxidable y aceros de baja aleación. Las diferencias básicas entre el Argón y el Helio son:

1. - Densidad

2. - Conductividad Térmica 3. - Características del arco

La densidad del Argón es aproximadamente 1.4 veces la del aire (más pesado), mientras que la densidad del Helio es aproximadamente 0.14 veces que la del aire (más liviano). E l gas más pesado es más efectivo como ninguno en proporción del flujo para la soldadura de arco y el área cubierta por soldadura en una superficie plana. Por consiguiente, el Helio como gas protector, requiere aproximadamente dos o tres veces más proporción de flujo que el Argón en orden de proveer la misma y efectiva protección. (Ref. 1)

E l Helio posee más alta conductividad térmica que el Argón, y también produce un arco de plasma en el cual la energía del arco es más uniformemente dispersada. E l plasma del arco del Argón es caracterizado por una alta energía en el centro interno y menos energía calorífica en el manto exterior. Esta diferencia afecta fuertemente el comportamiento de la gota al soldar. E l arco producido por el Argón da un comportamiento de gota, frecuentemente caracterizado por un patrón de penetración. A continuación se muestra la Figura 7 donde se describe los contornos de gota y los patrones de penetración para varios gases protectores.

(32)

Por lo general y debido a un voltaje en el arco notoriamente menor que el del Helio, el arco del Argón tiende a ser más estable. E l arco del Argón (incluyendo mezclas con cuando menos 80 % de Argón) produce un spray de transferencia axial a niveles de corriente por encima de la corriente de transición. La más pronta ionización del Argón facilita el comienzo del arco y provee una superficie de acción limpia cuando es usado con polaridad reversa (electrodo positivo).

E l Argón usado individualmente produce excelentes resultados en la soldadura de materiales no ferrosos, sin embargo, los gases protectores en su forma pura no producen características satisfactorias de operación en la soldadura de materiales ferrosos. Por lo que si se adiciona de 3 a 10 % de C 0 2 (o arriba de 25 % de C02), produce una mejora sustancial. La cantidad óptima de C 0 2 que se añadirá al gas inerte es una función de la condición de la superficie del metal base (metal que se va a soldar), la geometría de la unión, la posición o técnica de soldadura, y la composición química del metal base. La combinación de Argón - C 0 2 tiende a reforzar la gota y produce una forma y perfil como se muestra en la Figura 8.

FIGURA 8. Perfiles de soldadura producidos por diversas combinaciones de gases protectores

Adicionalmente se producen ventajas que se pueden ofrecer en las combinaciones de Argón - C 0 2 , cuando se sueldan materiales como acero alto carbón, tal y como se usa en la empresa estudiada, se encuentran: buen patrón de gota, minimización de salpicaduras, reducción de oportunidad de capas frías, y el evitar soldar fuera de posición.

2.6.2. Electrodos

Es muy importante en Ingeniería de soldadura el considerar los aspectos de los materiales aporte o electrodos para lograr una máxima calidad en el proceso de unión. Es por esto importante considerar que la composición del material aporte deberá ser compatible con el material base, en cuando menos una de las siguientes características:

1. - Química 2. - Fuerza 3. - Ductilidad 4. - Dureza

(33)

igualación de colores. Sin embargo las anteriores consideraciones son secundarias a la compatibilidad metalúrgica del metal base con el material aporte.

Los electrodos se clasifican en tablas que proporcionan los distribuidores de este tipo de materiales y se encuentran ordenados de acuerdo al tipo de material base que se utilizará, de igual forma la AWS (American Welding Society) provee este tipo de tablas. Es importante que el Ingeniero de Procesos, haga una selección adecuada del tipo de material aporte a utilizar.

2.7. Interacción Humana dentro del proceso GMAW-P

Es importante considerar la interacción que realiza el ser humano al realizar una tarea o utilizar una tecnología. Veamos a continuación una figura que nos ejemplifica las implicantes existentes dentro del proceso de Soldadura:

FIGURA 9. El Ser Humano en el proceso de Soldadura

(34)

Equipo y herramienta de Proceso

Peso en Kg.

Careta para soldar 0.700 Kg. Pistola de soldar 1.600 Kg. Herramienta para chisporroteo 1. 0 Kg.

T A B L A 2. Peso en Kg. de equipo básico para soldador

Asimismo, es conveniente mencionar que como parte del equipo de seguridad se utilizan elementos como: guantes de carnaza, overol de carnaza, mangas, protectores de brazos, zapatos de seguridad, lentes de seguridad, y tapones auditivos.

2.8. Referencias del Capítulo

(35)

Capítulo 3

Factores de Riesgo

3.1.- ¿Qué es un Trauma Acumulativo?

Un desorden traumático Acumulativo ó C T D por las siglas que representa en el idioma inglés (Comulative Trauma Disorder), puede ser descrito como un deterioro o daño que sufren las articulaciones y los tejidos que le rodean por causa de un sobre uso. Cada coyuntura ó articulación puede ser potencialmente afectada, pero la espalda baja y las extremidades o miembros superiores son las áreas que reciben frecuentemente más daños. Un C T D se distingue de un trauma agudo por el hecho de que ocurre con el paso del tiempo, producto de un estrés constante sobre una parte o áreas del cuerpo, mientras que los traumas agudos son accidentes ocurridos instantáneamente como cortaduras o caídas.

Los CTD's generalmente pasan desapercibidos para la población en general, aún y que cuando menos una vez en sus vidas han experimentado los síntomas de los mismos, tales como un dolor leve de la parte baja de la espalda.

Muchos CTD's están relacionados con los deportes o algunas actividades de recreación. Los pitchers del béisbol, por ejemplo, desarrollan varios desordenes en sus brazos por el esfuerzo acumulativo de un movimiento repetitivo realizado con fuerza y donde el brazo se encuentra en una posición incómoda. De hecho este problema limita el número de pitchers por juego y puede llevar a la quiebra sus lucrativas carreras. Los catchers también sufren de problemas en las manos, resultado del impacto fuerte y repetitivo de la bola. Los corredores de largas distancias sufren problemas en las extremidades inferiores. E l origen de los términos como codo del tenis o codo del golfista es obvio.

Similarmente, en los lugares de trabajo muchos empleados podrán experimentar un CTD de una forma u otra durante su vida laboral. Se puede afirmar que todas las profesiones pueden ser afectadas, pero obvio es que unas más que otras.

Frecuentemente, un desorden traumático puede ser temporal y con dolores leves. Pero en las formas más severas, un C T D puede ser muy doloroso y puede causar una incapacidad permanente. Este tipo de desordenes pueden interferir con todos los aspectos diarios de un ser humano. A pesar de que existen diferencias basadas en el tipo de desorden y la parte del cuerpo afectada, los síntomas de este tipo de desordenes incluyen:

* Molestias, dolor y malestares. * Limitado margen de movimiento

* Rigidez o engarrotamiento de coyunturas * Entumecimiento, sensaciones de picazón * Tensión muscular

(36)

* Ruidos de estallamiento y chasqueo en las coyunturas * Sensaciones de que alguna parte se esta quemando (fuego) * Hinchazón y enrojecimiento

* Sensación de piquetes de agujas y alfileres * Debilidad y torpeza de las partes afectadas

Jean Paul Becker (Ref. 1), nos dice que generalmente al sufrir una lesión traumática acumulativa generalmente se pasa por las siguientes etapas:

Etapa temprana:

* E l cuerpo duele y se siente cansado al trabajar, pero los síntomas desaparecen durante el tiempo fuera del trabajo.

* La lesión no interfiere con la habilidad de laborar

* La lesión traumática acumulativa es reversible si es tratada apropiadamente

Etapa intermedia:

* E l área lesionada empieza a doler y muestra debilidad casi al principio de la jornada y permanece así después de finalizar esta.

* La realización del trabajo es más difícil

* La lesión traumática acumulativa es todavía reversible si es tratada apropiadamente.

Etapa tardía:

* E l área lesionada duele y muestra debilidad hasta en reposo * Se afecta el sueño

* Aún las tareas ligeras se hacen muy difíciles

* La lesión traumática ya no es reversible, pero sus efectos pueden ser aligerados si son tratados apropiadamente.

3.1.1.- Terminología y patología de los CTD's

José D. Porter (Ref. 2), indica que para entender la patología de los CTD's es necesario recordar que los músculos tienen su origen en un hueso, pasan a través de una articulación y terminan en un tendón, el cual se inserta a su vez en otro hueso. Algunos tendones, principalmente aquellos que se encuentran alrededor de la muñeca, están encerrados en una suave funda lubricante por la cual atraviesan. Esta funda es conocida como funda o vaina sinovial.

En la base de la muñeca, por el lado de la palma de la mano, los tendones que se dirigen hacia los dedos están agrupados en el túnel ligamentoso conocido como túnel carpaL el cual evita que estos se separen al momento de la contracción de los músculos flexores del antebrazo. También pasan a través de este túnel pequeños vasos sanguíneos y fibras del nervio mediano. Este último, proporciona fibras nerviosas al dedo pulgar, al índice y al cordial, así como a la mitad del dedo anular.

(37)

antebrazo, y la supinación, o giro externo del antebrazo; estos músculos tienen sus inserciones en las esquinas exteriores del húmero a la altura del codo y son mejor conocidos como epicóndilos medio y lateral, respectivamente.

La inflamación, hinchazón, dolor, e incremento en la sensibilidad puede ocurrir en cualquiera de estas estructuras y, aunque las condiciones resultantes son básicamente las mismas, cada una de ellas se identifica con un nombre particular, dependiendo de la zona en la que ocurre.

De esta manera el sufijo "itis", que significa inflamación, identifica los traumas acumulativos. Por ejemplo, hablamos de tendonitis cuando se trata de un tendón; de sinovitis cuando se trata de la membrana sinovial; tendosinovitis cuando se trata tanto del tendón como de la vaina que lo envuelve; epicondilitis cuando afecta los epicóndilos, etc. Una condición aparte, pero que se considera relacionada con las anteriores es el síndrome del túnel carpal, el cual ocurre cuando hay inflamación de las estructuras del túnel carpal.

Muchos de los desordenes traumáticos acumulativos, con su nombre y descripción,

pueden ser apreciados en elzyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA AnexozyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA 2.

3.2.- Factores de Riesgo

Existen una serie de factores que pueden incrementar el riesgo de desarrollar un CTD. Los factores envueltos en estos y la continua exposición a cada uno de ellos causará el desarrollo de estos desordenes.

Dentro de los factores se encuentran todos aquellos relacionados con las condiciones de trabajo, tales como:

Físicas

* Repetición: E l número de movimientos diarios realizados por una particular

parte del cuerpo humano.

Debido al hecho de que el proceso de la empresa no es del tipo línea de ensamble, las repeticiones excesivas no son algo que ocurran frecuentemente.

* Fuerza: E l esfuerzo requerido para hacer esos movimientos

(38)

algún imán, el técnico prefiere hacerlo manualmente, por lo tanto, la educación dentro del proceso ergonómico de una empresa es fundamental.

* Posturas Incómodas: Las posiciones del cuerpo que se desvían de las formas

neutrales para realizar los movimientos, principalmente muñecas torcidas, codos lejos de posiciones normales del cuerpo, o una espalda baja torcida.

Se pudo observar a lo largo de esta investigación en que muchas veces un mal diseño de algún dispositivo de soldadura puede estar provocando que las personas tengan problemas de Tortícolis, lumbalgias o dorsalgias. Atribuyo esto a los siguientes factores: el desconocimiento de las dimensiones antropométricas de nuestro personal, o la importación de maquinaria y equipo de otras latitudes diseñados para otras poblaciones.

Verificamos la existencia de operaciones donde el técnico experimentaba posturas con inclinación severa de tronco, ya que se tenía que puntear a tan solo 50 cm del suelo debido a que los dispositivos estaban situados a una altura baja, por lo cuál procedimos a su corrección para evitar la incidencia futura de problemas relacionados con la operación.

* Estrés de contacto: E l excesivo contacto de tejidos sensitivos del cuerpo y partes

filosas o puntiagudas, o superficies rugosas de una herramienta o equipo de trabajo. Lo observado y también corregido es el diseño de la herramienta para quitar el chisporroteo, se le adaptó un mango que permite que la muñeca se encuentre en posición neutral o natural, con esto evitamos desviaciones de la misma y evitamos lesiones futuras.

* Vibración: La exposición a herramientas o equipos vibratorios, ya sea con una

herramienta de mano o sometiendo todo el cuerpo a una vibración.

Este factor es importante, aunque no se observa frecuentemente en las operaciones de soldadura analizadas.

* Temperaturas extremas: Exposición a calor o frío excesivo.

Para proteger las manos de la temperatura baja de los metales en el invierno, los soldadores utilizan como parte de su equipo de seguridad guantes de carnaza adecuados para aislar y eliminar este factor.

Ambientales

(39)

estudian por la toxicología, la cuál trata de ver los efectos de esas sustancias en el cuerpo humano.

La Soldadura no es la excepción, hemos ya mencionado que existen varios procesos de unión, y además comentado que se pueden unir diversos materiales base y aporte cuya composición química puede variar. De aquí la existencia y variación de un gran número de agentes químicos presentes en el humo de soldadura (Ref. 5 y 6). A continuación se muestra un condensado con algunos agentes químicos y sus efectos:

Agente Químico Efectos a corto plazo Efectos a largo plazo Limite de exposición Zinc (Zn). Se utiliza

en la manufactura de latón, metales

galvanizados y otras aleaciones.

Fiebre por humo de soldadura: síntomas como fiebre, escalofrío, nausea, irritación de garganta, fatiga,

Ninguno 5 mg/m3

Cadmio (Cd).

Frecuentemente es utilizado para formar una capa protectora contra el óxido en el acero, o se encuentra presente como

elemento de aleación.

Irritación severa de los pulmones

Edema pulmonar Enfisema Pulmonar

Agente cancerígeno para el Hombre.

Daño a ríñones

0.05 mg/m3

Berilio (Be). Se usa

como elemento de aleación con el cobre y otros metales base.

Suele causar fatiga y debilidad general.

Neumonía química Dificultad para respirar Tos crónica

Pérdida de peso

0.002 mg/m3

Oxido de Hierro (FeO). Es el

principal elemento de aleación en la

manufactura del acero.

Irritación de fosas nasales, garganta y pulmones

Pigmentación férrica de los pulmones, debida a deposito de Hierro, sin embargo, los depósitos no son peligrosos

10 mg/m3

Mercurio (Hg). Los

compuestos de mercurio son usados para cubrir metales y protegerlos del óxido.

Dolor de estomago, diarrea, daño al riñon y fallo respiratorio

Temblores en cuerpo Inestabilidad emocional Daño auditivo

0.05 mg/m3

Plomo (Pb). Se

produce por la soldadura o corte de metales que han sido tratados con pinturas o primers a base de plomo

Envenenamiento por plomo causando, perdida del apetito,

sabor a metal en la boca, nausea, calambres

abdominales e insomnio.

Puede provocar anemia, debilidad general, afecta el cerebro, sistema nervioso central, sistema circulatorio, sistema reproductor,

ríñones, y músculos.

(40)

Fluoruros. Este Tipo de compuestos se encuentran en capas que cubren varios tipos de fundentes.

Irritación de ojos, nariz y garganta.

Salpullido superficial en piel.

Edema Pulmonar (Fluido en los pulmones) y daño a la estructura ósea.

2.5 mg/m3

Monóxido de Carbono (Co) Es un gas que usualmente se forma en buena cantidad en operaciones que

utilizan elzyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA CO2 como

gas protector en áreas poco ventiladas

Dolor de cabeza, nausea, vértigo, flash en

los ojos Ninguno 55 mg/m 3

OzonozyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA (O3)

Se produce por la luz ultravioleta del Arco de soldadura. Se produce en procesos como G M A W , GTAW y corte con plasma

Irritación de las membranas mucosas, dolor de cabeza, dolor en el pecho, resequedad en el tracto respiratorio superior.

Edema pulmonar 0.2 mg/m3

zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA7

Oxidos de

Nitrógeno (NO, zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA

N O2 ) . Se produce

debido a la luz ultravioleta del arco en contacto con elementos como el Nitrógeno y el Oxigeno, presentes en el aire 0 utilizados

como gases protectores en el proceso

Irritación de ojos, nariz y garganta. Dificultad para respirar, dolores en el pecho

Edema pulmonar 9 mg/m3

T A B L A 3. Agentes Ojúmicos presentes en el humo de soldadura y sus efectos

Organización del trabajo

* Condiciones estresantes: Incluye todas aquellas situaciones estresantes relacionadas con la administración y los sistemas gerenciales. Tales como: ambigüedad de roles y conflictos, relaciones interpersonales, fa||lta de control, presión contra tiempo.

(41)

* Actividades después del trabajo: Las cosas, actividades o deportes que los individuos suelen realizar en casa, y en los momentos de descanso, pueden también causar desordenes traumáticos.

* Condición Física: La pobre condición física de algunos individuos juega un rol importante en el desarrollo de algunos (no de todos) CTD's.

* Otras enfermedades: Factores tales como la gota o la diabetes mellitus pueden también estar implicadas.

Consecuencias de los factores de riesgo

Veamos a continuación como los factores de riesgo físico y de organización en el trabajo, se reflejan en los índices de accidentes y lesiones. La siguiente tabla nos muestra las incidencias encontradas en el año de 1998 en la empresa bajo estudio, para ver como estos factores mencionados anteriormente contribuyen al desarrollo de CTD's.

Cabe mencionar que del total de los problemas detectados en 1998, el 51 % corresponden a problemas relacionados con pobre Ergonomía en la estación de trabajo y el 49 % corresponde a problemas relacionados con el área de Seguridad Industrial.

FIGURA 10. Incidencias en 1998

(42)

FIGURA 11. Incidencias Primer Semestre 1999

FIGURA 12. Incidencias Segundo Semestre 1999

Como se puede apreciar en el primer semestre de 1999, el 47 % de las incidencias corresponden a problemas relacionados con Ergonomía, mientras que en el segundo semestre solamente el 42 % corresponde al mismo rubro. Cabe mencionar que las mejoras ergonómicas iniciaron en el segundo semestre de 1999 y se logró abatir los índices en casi

(43)

3.3.- Causa de incrementos en los CTD's

Según Dan McLeod (Ref. 3), el incremento en los CTD's se debe básicamente a tres causas principales:

Io

E l aumento en el conocimiento y la conciencia acerca de los CTD's y su respectivo reporte.

2o Los cambios en la tecnología han causado que hoy en día las personas estén expuestas a una serie de factores de riesgo.

3o

Aumento en el estrés mental.

Incremento en el conocimiento y el reporte de los CTD's

Es un hecho que las personas han estado expuestas a lo largo del tiempo a las lesiones traumáticas acumulativas, prueba de ello son algunas pinturas antiguas donde se muestra al hombre realizar tareas pesadas de una manera radimentaria y dañina. Es hasta hoy en día que este tipo de lesiones han salido a la luz debido al conocimiento que las personas poseen hoy en día acerca de estas, y de su misma operación de trabajo, esto es resultado de factores como:

* E l personal de piso es capaz de reconocer este tipo de lesiones antes de que ocurran o empiecen a surtir efectos (prevención) .

* Los administradores y los encargados de la salud en la planta se están preocupando por capacitar más a sus empleados en este tipo de cuestiones y se preocupan porque los factores de riesgo sean identificados y detenidos a tiempo.

* Las técnicas de diagnóstico de CTD's están en aumento y cada día son más amigables. * Compañías que participan en premios de Calidad como el Malcom Baldridge, o que están afiliados a Instituciones como la OSHA, tiene que cuidar el aspecto ergonómico.

* La reglamentación del país a cargo de la Secretaria del Trabajo y Previsión Social, exige la aplicación de normas en materia de Ergonomía y seguridad industrial, de igual forma existen Normas ISO para la certificación en materia como la ISO-18000.

Cambios en la Tecnología

La naturaleza del trabajo ha cambiado significativamente en los últimos años, causando importantes riesgos y aumento en el número de casos de lesiones traumáticas acumulativas. Básicamente existen tres factores importantes que han contribuido al desarrollo de este problema:

* Incremento en la especialización de las tareas

(44)

realizan usando C A D , la consecuencia es el uso prolongado de una sola mano manipulando el "mouse" de la computadora, y el respectivo daño que puede ser causado a la muñeca. * Incrementos en las líneas de ensamble

Existen una relativa tendencia a transformar procesos de muchas industrias en líneas continuas de ensamble o producción en donde se manejan altos volúmenes de producción, y repetitivos modos o formas de operar. Es por esto que la gente se está viendo expuesta a una serie de factores de riesgo que antes no existían.

* Automatización

Muchas industrias en está última década han comenzado a tener parte de sus proceso automatizados, afectando los lugares de trabajo y las tareas de varias maneras. Especialmente podemos hablar de ciertas labores manuales que la tecnología no ha sido capaz de automatizar. Estas, diferencias han situado al ser humano en una posición en la que tienen que realizar tareas de mucho esfuerzo en forma casi constante y por períodos prolongados, tales como operaciones de carga-descarga, o de movimiento de materiales dentro de la planta.

Aumento de estrés mental

E l aumento en el nivel de estrés psicológico puede aumentar el riesgo de desarrollar una lesión traumática acumulativa. E l exceso de presión en el trabajo, la presión de la familia, y otras serie de factores externos pueden predisponer el organismo de ciertos individuos, quienes se colocan rápidamente en una posición donde su salud física y mental pudieran verse afectadas.

3.4.- Costos de los CTD's

Los costos financieros pueden ser tan grandes como sea el daño físico de los trabajadores que han sido afectados. Los CTD's pueden incrementar los costos directos e indirectos en una gran variedad de formas:

Como se pudo apreciar en las figuras 10, 11 y 12 de incidencias, el principal problema provocado por una pobre ergonomía en las operaciones de la planta son las lumbalgias y los dolores en la espalda baja. Si analizamos el origen de las lumbalgias nos daremos cuenta que la estructura ósea del ser humano continua en evolución; podemos decir que llevamos relativamente poco tiempo de desplazarnos en forma erguida, lo cual provoca que este problema se presente y se refleje en cifras significativas a nivel mundial.

Según como lo señala el Dr. Gerardo Osio (Ref. 4), dentro de la industria este tipo de problemas repercute seriamente en costos, señala que tan solo en los Estados Unidos:

Figure

FIGURA 1.Equipo básico en GMAW

FIGURA 1.Equipo

básico en GMAW p.25
FIGURA 2. Surtido de electrodo, gas y electricidad en GMAW

FIGURA 2.

Surtido de electrodo, gas y electricidad en GMAW p.26
FIGURA 3. Características de transferencias en soldadura de metales

FIGURA 3.

Características de transferencias en soldadura de metales p.27
FIGURA 4. Curva Volt-Ampere para corriente pulsada

FIGURA 4.

Curva Volt-Ampere para corriente pulsada p.28
FIGURA 5. Instalaciones de un equipo automático de GMAW

FIGURA 5.

Instalaciones de un equipo automático de GMAW p.29
FIGURA 6. Instalaciones de un equipo semiautomático de GMAW

FIGURA 6.

Instalaciones de un equipo semiautomático de GMAW p.30
FIGURA 7. Contorno de gota y patrones de penetración para varios gases protectores

FIGURA 7.

Contorno de gota y patrones de penetración para varios gases protectores p.31
FIGURA 8. Perfiles de soldadura producidos por diversas combinaciones de gases

FIGURA 8.

Perfiles de soldadura producidos por diversas combinaciones de gases p.32
FIGURA 9. El Ser Humano en el proceso de Soldadura

FIGURA 9.

El Ser Humano en el proceso de Soldadura p.33
FIGURA 10. Incidencias en 1998

FIGURA 10.

Incidencias en 1998 p.41
FIGURA 11. Incidencias Primer Semestre 1999

FIGURA 11.

Incidencias Primer Semestre 1999 p.42
FIGURA 13. Tasa de emisión de humos para varios procesos de soldadura

FIGURA 13.

Tasa de emisión de humos para varios procesos de soldadura p.51
FIGURA 14. Torque sobre séptima cervical

FIGURA 14.

Torque sobre séptima cervical p.73
FIGURA 15. Postura Natural ó neutral de las vértebras cervicales

FIGURA 15.

Postura Natural ó neutral de las vértebras cervicales p.74
FIGURA 16. Postura forzada de las vértebras cervicales

FIGURA 16.

Postura forzada de las vértebras cervicales p.74