Reducción de ruido en alimentadores vibrantes

El siglo pasado ha sido testigo de cambios sin precedentes en la tecnología de fabricación industrial. Los avances en materiales, métodos y sistemas de control han permitido una mayor calidad, tolerancias más precisas y mayores velocidades de producción. Todo ello se traduce en menores costos, precios más bajos y, en consecuencia, un aumento de la demanda. Este incremento de la demanda impulsa la búsqueda de velocidades cada vez mayores, repitiéndose así el ciclo. A medida que las máquinas de producción se ven exigidas a operar a ritmos más rápidos, aumentan las tasas de ciclo, las vibraciones y, en consecuencia, los niveles de ruido.

Los alimentadores vibratorios no son inmunes a este aumento exponencial de las exigencias de velocidad. Como uno de los componentes fundamentales de los sistemas automatizados de ensamblaje, se les exige operar cada vez más rápido para mantener el ritmo de las crecientes tasas de producción. Además, a medida que el uso de sistemas automatizados de ensamblaje se extiende, también aumenta el número total de alimentadores en una misma instalación. Este incremento tanto en cantidad como en velocidad de funcionamiento provoca un aumento de los niveles de ruido en el entorno laboral.

El ruido —cualquier sonido con un volumen excesivo— se ha identificado desde hace tiempo como una de las principales causas de la pérdida auditiva. Es la principal causa de pérdida de audición prevenible. Además de poner en riesgo a los empleados, los niveles de ruido excesivos se han relacionado con un aumento en la tasa de accidentes, una disminución en la calidad y una baja productividad laboral. Por lo tanto, toda oportunidad para reducir los niveles de ruido debe considerarse como una oportunidad para mejorar la rentabilidad de la empresa.

La mecánica de por qué la exposición a sonidos intensos daña la audición está ahora bien comprendida. Los nervios responsables de la audición, conocidos como cilios en el oído interno, se deterioran lentamente con el tiempo debido a exposiciones continuas a altos niveles de potencia sonora. Finalmente, estos nervios mueren. El empeoramiento de la audición por exposición al ruido es insidioso, lento, persistente y sin dolor. Normalmente, el primer signo de advertencia es el tinnitus, un zumbido en los oídos (o sonidos de murmullo, pitido o chasquido) cuando aparece el daño nervioso. A medida que la pérdida auditiva aumenta, amigos y familiares notan que deben repetir las conversaciones con frecuencia, la radio y la televisión se escuchan a volúmenes anormalmente altos, y las personas con problemas de audición comienzan a perder interés en la vida social (una forma de cambio de personalidad).

Se han detectado otros problemas asociados entre quienes trabajan en entornos ruidosos. Uno de los principales es la seguridad de los trabajadores. El ruido en el lugar de trabajo pone en riesgo a los empleados. Afecta la capacidad de oír las señales de advertencia y reduce la claridad de la comunicación verbal, como las instrucciones y las indicaciones. La discriminación del habla se ve afectada, al igual que la localización del sonido. El ruido limita las interacciones sociales y enmascara información auditiva útil y necesaria. En los trabajadores con pérdida auditiva, estas desventajas auditivas incrementan los riesgos. El ruido ambiental puede provocar errores y, en ocasiones, accidentes. En las instalaciones de producción ruidosas, la pérdida de audición afecta entre el 40 % y el 80 % de la fuerza laboral, frente a un 18 % estimado en la población general.

Existen varios otros efectos negativos de trabajar de manera habitual en entornos ruidosos. Las personas que están expuestas al ruido en su lugar de trabajo con regularidad presentan una mayor tasa de problemas de salud emocional, entre ellos ansiedad, trastornos del sueño, conflictos emocionales con su cónyuge e hijos, así como hipertensión arterial. En un estudio realizado en China, se observó que las mujeres jóvenes adultas desarrollaban diversos problemas reproductivos cuando estaban expuestas a un ambiente laboral ruidoso : 1) Los ciclos menstruales se modificaron y se volvieron menos regulares. 2) El embarazo inicial resultó más difícil de lograr. 3) Quienes lograban quedarse embarazadas presentaban una tasa anormalmente alta de abortos espontáneos. 4) También había un riesgo anormalmente elevado de parto prematuro. 5)Los bebés nacidos vivos mostraban una tasa anormalmente alta de malformaciones congénitas.

Claramente, los efectos del ruido pueden tener consecuencias perjudiciales, y se deben realizar esfuerzos para minimizar la exposición al ruido. La reducción del ruido producido por los alimentadores vibratorios es un área que puede contribuir de manera significativa a disminuir la exposición acústica en el lugar de trabajo.

Los datos empíricos que respaldan las afirmaciones anteriores se obtuvieron mediante pruebas comparativas entre un accionamiento cuadrado convencional y un accionamiento SPIROL Serie 2000. Se utilizó el mismo alimentador en ambos ensayos. Las mediciones de ruido se realizaron con el alimentador vacío, con tapas de botellas de plástico y con pasadores en espiral. Se mantuvieron tasas de alimentación constantes entre la Serie 2000 y el accionamiento cuadrado tanto para las tapas como para los pasadores.

Se realizaron y promediaron cuatro mediciones alrededor de cada alimentador vibratorio con el fin de comparar el accionamiento cuadrado con la Serie 2000.

Las mediciones y los análisis fueron realizados por Noise Control Engineering (NCE), ubicada en Billerica, Massachusetts. Los niveles de ruido se midieron con un analizador acústico Larson-Davis Modelo 2900B. El instrumento fue calibrado en campo mediante un calibrador acústico Larson-Davis CAL200 a 94 y 114 dB (re// 20 µPa) a 1.000 Hz.

Las mediciones de ruido global y por banda de octava con ponderación A fueron realizadas por NCE. Los niveles sonoros por banda de octava proporcionan información sobre el carácter frecuencial del ruido. El nivel de ruido total con ponderación A ofrece una medida de la amplitud sonora total, tal como es percibida por el oído humano. La escala con ponderación A es utilizada por la OSHA para establecer los niveles de ruido aceptables. Todas las mediciones se llevaron a cabo en una sala interior con los sistemas de climatización (HVAC) apagados. Los niveles de ruido de fondo (alimentadores inactivos) fueron al menos 20 decibelios inferiores a los niveles de ruido de los alimentadores. Las mediciones de ruido se realizaron en cuatro posiciones alrededor del perímetro de los alimentadores, todas a una distancia de 3 pies (aproximadamente 0,9 metros). Se ensayaron tres condiciones distintas : (1) recipiente vacío; (2) tapas de botellas de plástico; y (3) pasadores metálicos en espiral.

Con el fin de realizar una comparación entre las unidades de accionamiento cuadrado y las unidades de la Serie 2000, NCE promedió todas las ubicaciones de medición para cada alimentador y cada condición. Los niveles de sonido en función de la banda de octava se presentan en la Tabla 1. Las columnas “Delta” muestran los niveles de sonido promedio para el contenedor vacío, las tapas de plástico y los pasadores metálicos, respectivamente. “Delta promedio” presenta la diferencia entre las unidades de accionamiento cuadrado y las de la Serie 2000.

La reducción del nivel de ruido en las fábricas debe ser una prioridad absoluta en cualquier planta de producción. Los programas exitosos provocarán una disminución en las tasas de accidentes, en las reclamaciones por compensación laboral, un aumento de la productividad y una mejora en la moral de los empleados. Todos estos beneficios se combinan para reducir los costos generales, permitiendo a las empresas ser más competitivas y/o rentables. El diseño de doble eje del Sistema de Alimentación Vibratoria Serie 2000 permite aumentar las tasas de alimentación en un tamaño de cuba determinado, operar a la frecuencia natural del sistema y generar un movimiento elíptico más suave. Estas características contribuyen a una reducción de la energía sonora 100 veces menor en comparación con un accionamiento vibratorio convencional, o, dicho de otro modo, una reducción cuádruple del ruido percibido por el oído humano. Por lo tanto, la Serie 2000 debería constituir un componente fundamental de los programas de reducción de ruido en aquellas instalaciones que utilizan o planean utilizar alimentadores vibratorios en sus procesos de fabricación.