Bezpieczeństwo pracy w wybranych gałęziach gospodarki

Skutki oddziaływania drgań mechanicznych na organizm człowieka

Wyższa Szkoła Zarządzania Ochroną Pracy

W Katowicach

ZZIP 12 c2

Przygotowali: Przemysław Kamiński

Krzysztof Gul

Rysunek przedstawia mechaniczny model ciała człowieka oraz częstotliwości drgań własnych narządów.

Przed wyjaśnieniem jakiego rodzaju skutki może wywoływać oddziaływanie drgań mechanicznych na organizm człowieka, należy wyjaśnić samo pojęcie drań mechanicznych.

Definicja

Drgania mechaniczne (wibracje) - niskoczęstotliwościowe drgania akustyczne rozprzestrzeniające się w ośrodkach stałych i przekazywane do organizmu pracownika przez określoną część jego ciała będącą w bezpośrednim kontakcie z drgającym ośrodkiem ( źródłem drgań).Drgania mechaniczne występujące powszechnie w różnych dziedzinach aktywności ludzkiej w tym zawodowej zaliczane są do szkodliwych czynników fizycznych.

Rozróżnia się:

• Drgania własne

drgania, których charakter zależy tylko od właściwości fizycznych układu drgającego

(bezwładności, tłumienia i sprężystości), a nie od sposobu wymuszenia drgań.

• Drgania wymuszone

drgania układu drgającego wywołane zewnętrznym źródłem energii, mające taki sam charakter, jak siły wymuszające.

• Rezonans drgań

zjawisko zachodzące w układach fizycznych, polegające na szybkim wzroście amplitudy drgań danego układu pod wpływem wymuszającej siły zewnętrznej o częstotliwości wymuszenia równej lub bliskiej częstotliwości drgań własnych układu.

Rozporządzenie Ministra Gospodarki i Pracy z dnia 5 sierpnia 2005r., w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy przy pracach zawiązanych z narażeniem na hałas lub drgania mechaniczne / Dz. U. Nr 127 z 19 sierpnia 2005r., poz. 1318 /. - określa między innymi:

• Drgania mechaniczne - drgania lub wstrząsy przekazywane do organizmu człowieka przez części ciała mające bezpośredni kontakt z drgającym obiektem: jako czynnik szkodliwy dla zdrowia w środowisku pracy występują w postaci drgań miejscowych i ogólnych

• Drgania miejscowe- drgania mechaniczne działające na organizm człowieka

i przenoszone bezpośrednio przez kończyny górne

• Drgania ogólne - drgania mechaniczne o ogólnym działaniu na organizm człowieka, przekazywane do organizmu jak całość przez stopy lub części tułowia, w szczególności przez miednicę lub plecy

Powszechność występowania drgań powoduje, że bez uwzględnienia drgań nie jest możliwa wiarygodna merytorycznie ocena parametrów środowiska pracy. Mimo rosnącej świadomości dotyczącej szkodliwego oddziaływania drgań na człowieka oraz podejmowania działań zmierzających do ich ograniczania nadal liczba osób narażonych na drgania stanowi istotny odsetek zatrudnionych w różnych gałęziach gospodarki.

Jedną z sekcji gospodarki, w której mamy do czynienia z dużą liczbą źródeł drgań mechanicznych jest produkcja przemysłowa. Praktycznie na każdym stanowisku pracy związanym bezpośrednio z produkcją przemysłową pracownik narażony jest na szkodliwe oddziaływanie zarówno drgań miejscowych jak i ogólnych.

Z Rys. 1 wynika, że drgania mechaniczne (wibracja) jest szóstym pod względem liczby zagrożonych pracowników czynnikiem szkodliwym środowiska pracy. W 2006 roku na drgania mechaniczne było narażonych 18788 pracowników. W ostatnich latach liczba pracowników zagrożonych drganiami mechanicznymi rosła.

Źródłami drgań o działaniu ogólnym są np.:

podłogi, podesty, pomosty w halach produkcyjnych i innych pomieszczeniach, na których zlokalizowane są stanowiska pracy. Oczywiście pierwotnymi źródłami drgań są w tym przypadku eksploatowane w pomieszczeniach lub poza nimi maszyny oraz urządzenia stacjonarne, przenośne lub przewoźne, które wprawiają w drgania podłoże, na którym stoi operator. Przyczyną drgań podłoża może też być ruch uliczny czy kolejowy platformy drgające siedziska i podłogi środków transportu (samochodów, ciągników, autobusów, tramwajów i trolejbusów oraz pojazdów kolejowych, statków, samolotów itp.)siedziska i podłogi maszyn budowlanych (np. do robót ziemnych, fundamentowania, zagęszczania gruntów).

Rysunek przedstawia kruszarkę szczękową ,gdzie operator stojący na górze narażony jest na wibracje powstające poprzez prace szczek kruszarki oraz przesiewaczy.

Źródłami drgań działających na organizm człowieka przez kończyny górne są głównie:

ręczne narzędzia uderzeniowe o napędzie pneumatycznym, hydraulicznym lub elektrycznym (młotki pneumatyczne, ubijaki mas formierskich i betonu, nitowniki, wiertarki udarowe, klucze udarowe itp.)ręczne narzędzia obrotowe o napędzie elektrycznym lub spalinowym (wiertarki, szlifierki, piły łańcuchowe itp.)dźwignie sterujące maszyn i pojazdów obsługiwane rękami źródła technologiczne np. obrabiane elementy trzymane w dłoniach .

Rysunek przedstawia pracę młotem spalinowym gdzie na drgania narażone są głównie górne kończyny ,a w szczególności nadgarstki oraz ramiona.

Ze względu na ocenę wpływu drgań mechanicznych na człowieka należy uwzględnić:

• charakter zmian drgań w czasie

• rodzaj drgań uzależniony od miejsca ich wnikania

• kierunek rozchodzenia się drgań

• charakter narażenia na drgania

Rodzaje drgań mechanicznych występujących w środowisku pracy poza drganiami miejscowymi i ogólnymi:

• drgania ustalone

• drgania nieustalone

• wstrząsy

• drgania w osi x, y, lub z

• drgania ciągłe, przerywane lub sporadyczne

W zależności od własności fizycznych oraz miejsca wnikania do organizmu człowieka drgania możemy podzielić:

• uciążliwe ( utrudniające pracę lub obniżające zdolność jej wykonywania

• szkodliwe ( powodujące stopniowe pogorszenie stanu zdrowia prowadzące do powstania choroby zawodowej

lub

• niebezpieczne powodujące pogorszenie stanu zdrowia prowadzące do powstania urazu

Wrażliwość organizmu na drgania mechaniczne zależą nie tylko od częstotliwości drgań, lecz również od kierunku rozchodzenia się ich w organizmie człowieka.

Wpływ na to ma niesymetryczna budowa ciała ludzkiego. Wobec tego w drganiach ogólnych możemy wyróżnić następujące składowe:

• składowa pionowa (z ) - rozchodzące się wzdłuż kręgosłupa ( z wyjątkiem, gdy pracownik leży)

• składowa pozioma (x) - rozchodzące się w płaszczyźnie od pleców do klatki piersiowej człowieka

• składowa pozioma (y) - rozchodzące się w płaszczyźnie od ramienia prawego do lewego

Jednakże dla prawidłowości wyników, pomiaru należy dokonywać we wszystkich trzech płaszczyznach.

Rysunek 1. Układ odniesienia dla drgań miejscowych

• kierunek x - oś prostopadła do płaszczyzny yz

• kierunek y - oś prostopadła do osi z, przechodząca wzdłuż linii dłoni

• kierunek z - oś równoległa do kierunku wyznaczonego przez kość śródręcza i trzecią kość śródręcza

Układ odniesienia - drgania ogólne

• składowa pionowa (z ) - rozchodzące się wzdłuż kręgosłupa ( z wyjątkiem, gdy pracownik leży)

• składowa pozioma (x) - rozchodzące się w płaszczyźnie od pleców do klatki piersiowej człowieka

• składowa pozioma (y) - rozchodzące się w płaszczyźnie od ramienia prawego do lewego

Rysunek 2. Anatomiczny (ruchomy) układ współrzędnych odniesienia przy pomiarach drgań o ogólnym działaniu na organizm człowieka

Wpływ drgań mechanicznych na organizm ludzki:

Wprowadzono tak zwany "zespół wibracyjny układu ręka - ramię". Jest on w licznych krajach zakwalifikowany jako choroba zawodowa.

Odmiany zespołu wibracyjnego:

• naczyniowa - jest to postać najczęstsza, objawia się częstymi problemami w krążeniu krwi w palcach u rąk. Objawia się on bladnięciem opuszków palców (jednego lub kilku), jest to tak zwana "choroba białych palców";

• nerwowa - objawia się jako mrowienia bądź drętwienie palców czy też całych rąk, występują problemy z prawidłowym czuciem dotyku, temperatury czy też wibracji

• kostna albo kostno - stawowa - charakteryzuje się zniekształceniem szpar stawowych, zmianami okostnej, anomaliami w utkaniu kostnym, liczne zapalenia torebki stawowej

Wibracje o charakterze ogólnym powodują:

• Zmiany w układzie kostnym - występują patologiczne zmiany we fragmencie lędźwiowym kręgosłupa, niekiedy w odcinku szyjnym. W licznych krajach, ból kręgosłupa został zakwalifikowany jako choroba zawodowa.

• Zmiany w narządach wewnętrznych - występują liczne zmiany w prawidłowym funkcjonowaniu układu pokarmowego jak na przykład żołądka oraz przełyku, problemy z narządem przedsionkowo -ślimakowym , narządach układu płciowego kobiet, narządach w klatce piersiowej, narządach w jamie nosowo - gardłowej.

Poza wymienionymi skutkami biologicznymi występują również:

• Wzrost czasu reakcji ruchowej;

• Wzrost czasu reakcji wzrokowej;

• Problemy z koordynacją ruchów;

• Rozdrażnienie;

• Problemy z pamięcią;

• Bezsenność;

Do oceny narażenia drgania miejscowe gdy całkowity czas narażenia pracownika na drgania t przekracza 30 minut, wykorzystuje się wielkość nazywaną 8-godzinną (lub inaczej dzienną) ekspozycją na drgania obliczaną z zależności:

gdzie :

n - liczba czynności wykonywanych w narażeniu na drgania,

i - numer kolejnej czynności wykonywanej w narażeniu na drgania, sumy wektorowych, skutecznych ważonych przyspieszeń drgań dla i-tej czynności

ti - czas wykonywania i-tej czynności,

T - 480 minut (wartość odpowiadająca 8 godzinom) Podstawowymi wielkościami służącymi do oceny narażenia na drgania ogólne są:

wartość dominująca skutecznych ważonych przyspieszeń drgań, oraz 8-godzinna (dzienna) ekspozycja na drgania dla dominującego kierunku drgań.

Wartości progów działania dla wielkości charakteryzujących drgania mechaniczne

Wartości dopuszczalne (NDN) drgań mechanicznych

Metody minimalizowania negatywnego wpływu wibracji:

• Techniczne

• zmniejszenie drgań u samego źródła ich wytwarzania (minimalizowanie wibroaktywności źródeł);

• zmniejszenie drgań już na drodze ich rozprzestrzeniania się (propagacji);

• wprowadzenie automatyzacji oraz zdalnego sterowania źródłami (sterowanie na odległość);

• Organizacyjno - administracyjne:

• zmniejszenie czasu pracy podczas której pracownik jest narażony na wpływ drgań mechanicznych;

• stworzenie odpowiednich miejsc gdzie pracownicy mogą odpocząć;

• stwarzanie warunków do tego, aby pracownik narażony na wibracje wykonywał również inne czynności, które nie są bezpośrednio związane z działaniem drgań mechanicznych;

• organizowanie odpowiednich szkoleń i kursów dla pracowników w celu uświadomienia im, jak należy pracować, obsługiwać maszyny, aby negatywny wpływ na nich został minimalizowany.

• Profilaktyka medyczna - należy usunąć z miejsca pracy osoby, których wyniki badań odbiegają nawet nieznacznie od normy, w celu eliminacji prawdopodobieństwa, iż praca z maszynami będącymi źródłami wibracji, wywrze negatywny wpływ na ich stan zdrowia. Należy przeprowadzać liczne badania kontrolne pracownikom narażonym na przebywanie ze źródłami drgań mechanicznych, aby jak najwcześniej wykryć możliwe zmiany chorobowe wywołane pracą w trudnych warunkach.

Do podstawowych środków ochrony indywidualnej stosowanych przed drganiami mechanicznymi należą: rękawice, obuwie, klęczniki, poduszki, rękawy itd.

---