Desarrollo de metodologías para la gestión de agentes físicos (vibración y ruido) en industrias del sector de la construcción

Abstract

En la actualidad, la exposición a ruido y vibraciones es una característica presente en muchos puestos de trabajo del sector de la Construcción y sus industrias afines. En todos los países de la Unión Europea existe una exhaustiva normativa para la gestión de la exposición a ambos Agentes Físicos desarrollada en forma de Directivas, a la que se unen las normas del Organismo Internacional de Estandarización (ISO). No obstante, a la vista de las graves consecuencias a largo plazo para la salud de los trabajadores, se observa que pueden ser mejoradas las metodologías y sistemas de gestión desarrollados en aplicación del marco normativo. En este contexto, la presente Memoria de Tesis Doctoral se centra en el desarrollo de nuevas metodologías para la gestión de la exposición a Agentes Físicos en industrias del sector de la Construcción, concretamente, a las vibraciones transmitidas a cuerpo entero (VCE) y el ruido. Para ello, y como primer paso, se aborda el análisis de los Agentes Físicos a los que están expuestos quienes trabajan en las industrias afines al sector de la Construcción, así como los riesgos para su salud teniendo en cuenta los límites de exposición permitidos legalmente. Además, se analizan las herramientas y metodologías empleadas para la gestión de dichos riesgos en el sector de la Construcción a partir de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones actuales. En segundo lugar, se desarrolla un trabajo de campo consistente en una campaña de medición en dos industrias cuya actividad está vinculada al sector de la Construcción: una planta de gestión de residuos de la construcción y una planta de producción de hormigón. En esta campaña se identifica la presencia de ambos Agentes Físicos en dos escenarios claramente diferenciados: (1) exposición a VCE en los trabajos realizados fuera de las instalaciones industriales derivado de la conducción de vehículos y (2) exposición a ruido en las actividades desarrolladas en las propias instalaciones. De forma complementaria, se desarrolla otra campaña de medición para identificar los factores que condicionan los niveles de VCE transmitidos a los trabajadores y abordar un análisis crítico de las metodologías de evaluación de dicha exposición. En tercer lugar, se ha abordado el diseño y propuesta de nuevas metodologías y marcos de trabajo para gestionar la exposición a VCE y ruido considerando los dos escenarios identificados en la primera campaña de medición. Por un lado, se ha propuesto una Metodología para la Gestión de la Exposición a largo plazo a VCE en conductores de maquinaria pesada. Esta metodología permite gestionar la exposición a través del diseño de actividades, considerando los efectos a largo plazo acumulativos de la exposición sobre el trabajador. A partir de esta propuesta se ha diseñado un Marco de Trabajo, implementado en GIS, para la Optimización del Diseño de Rutas basado en el rendimiento del trabajo y la minimización de la exposición a VCE. La validación del marco de trabajo se llevó a cabo a partir de su aplicación a un caso real, concretamente, a los desplazamientos que se realizan desde una planta de hormigón. Por otro lado, se ha propuesto una Metodología, diseñada en un entorno BIM, para la Gestión de la Exposición al Ruido producido en las propias instalaciones de la industria, basado en la modelización de las fuentes y la simulación de la propagación del ruido en las instalaciones, que permite evaluar el nivel de exposición a ruido de los trabajadores a lo largo de la jornada laboral. Para ilustrar el desarrollo de dicha propuesta se muestra su aplicación a un caso de estudio, específicamente en una planta de hormigón dispuesta en un sistema planta-torre. Las aportaciones generadas en esta Tesis Doctoral constituyen nuevas herramientas de gestión de la exposición a VCE y ruido, contribuyendo a mejorar la calidad de vida de los trabajadores durante sus años de vida laboral y posterior jubilación, ya que ambas proporcionan una evaluación a partir del diseño de actividades y generan una base de datos que permite realizar una evaluación a largo plazo de la exposición de los trabajadores a ambos Agentes Físicos.

Nowadays, a large number of workers in the construction industry are exposed to physical agents such as vibration and noise on a daily basis. All the countries of the European Union have regulations for the management of exposure to both physical agents, developed in the form of Directives, in addition to the standards of the International Organization for Standardization (ISO). However, in view of the serious consequences for workers' health in the long term, it is noted that the methodologies and management systems developed in application of the regulatory framework can be improved. In this context, the main objective of this thesis has been the Development of New Methodologies for the management of exposure to Physical Agents in Industries of the Construction Sector, specifically, whole-body vibration (WBV) and noise. For this purpose, and as a first step, the analysis of the physical agents to which workers in the construction sector are exposed, as well as the risks to their health taking into account the legally permitted exposure limits, is addressed. In addition, the tools and methodologies used to manage these risks in the construction sector based on Information and Communication Technologies are analyzed. Secondly, a field measurement campaign was carried out in two industries involved in the construction sector: a construction waste management plant and a concrete batching plant. From the results obtained in this fieldwork, Physical Agents were identified in two clearly differentiated scenarios: (1) WBV exposure in the activities performed outside the industrial facilities (i.e. driving heavy equipment vehicle) and (2) noise exposure in activities performed in the industrial facilities. Additionally, a further measurement campaign was carried out to compare WBV assessment methods, to analysis the influence of different conditions of displacements and speed and to compare the results given by this evaluation procedure with the exposure limit values. Thirdly, the design of new methodologies and frameworks to manage exposure to WBV and noise has been addressed taking into account the two scenarios identified in the first measurement campaign. On the one hand, a Methodology for the Management of Long-term Exposure to WBV in heavy vehicle drivers has been proposed. The proposed methodology allows managing exposure through the design of activities, considering the cumulative effects of WBV exposure in the long term worker's health. Based on this proposal, a GIS-based Framework has been designed for the Optimization of Route Design using the optimizing criteria of travelled time and WBV exposure. The validation of the framework was carried out by applying it to a real case, specifically to the activity of ready mix concrete delivery from a concrete batching plant. On the other hand, a Methodology based on BIM has been designed to manage the Noise Exposure produced in the industrial facilities. From the modeling of noise sources and the simulation of noise propagation in the industrial facilities, the noise exposure level of workers is calculated. In order to illustrate the proposed BIM-based framework, its application to a case study is shown, specifically, a concrete batching plant arranged as a tower-plant system. The contributions made through this thesis dissertation constitute new tools whose implementation facilitates the management and assessment of WBV and noise exposure on worker's health. Both frameworks contribute to improve the quality of life of workers during their working life and subsequent retirement. Both proposals provide an evaluation based on the design of activities and generate a database that allows a long-term assessment of the exposure of workers to both physical agents.