Ocena zagrożenia wibracją na stanowiskach pracy
Zagadnienie nr 15
Drgania mechaniczne (wibracje) występujące powszechnie w różnych dziedzinach aktywności ludzkiej w tym zawodowej zaliczane są do szkodliwych czynników fizycznych.
Są również szkodliwym czynnikiem fizycznym, wymienionym w PN-80/Z-8052 występującym w środowisku pracy dość powszechnie i mogącym niekorzystnie wpływać na pracownika są drgania mechaniczne - powszechnie nazywane wibracjami.
Z występowaniem drgań mechanicznych człowiek spotyka się nie tylko w środowisku pracy, ale również w życiu pozazawodowym - w środowisku swego wypoczynku jeżdżąc na rowerze. Spotykamy je również, gdy korzystamy w życiu codziennym z różnych środków transportu jako pasażerowie.
Wibracje są również często źródłem informacji odnośnie stanu technicznego maszyny i jakości jej wykonywania, jak również mogą powodować zakłócenia w prawidłowym działaniu maszyn i innych urządzeń, zmniejszać ich trwałość i niezawodność oraz niekorzystnie wpływać na konstrukcje i budowle.
Drgania przenoszone drogą bezpośredniego kontaktu z drgającym źródłem do organizmu człowieka mogą też wywierać ujemny wpływ na zdrowie pracownika - mogą być przyczyną dyskomfortu i czynnikiem uszkadzającym zdrowie pracownika.
Drgania określane są w fizyce jako zjawiska, w których wielkości fizyczne charakterystyczne dla tych zjawisk są zmienne w funkcji czasu. Węższym pojęciem są drgania akustyczne definiowane jako ruch cząstek ośrodka sprężystego względem położenia równowagi.
Drgania akustyczne mogą zatem rozprzestrzeniać się w ośrodkach zarówno gazowych, ciekłych, jak i stałych. W tej klasie zjawisk niskoczęstotliwościowe drgania akustyczne rozprzestrzeniające się w ośrodkach stałych przyjęto nazywać drganiami mechanicznymi (wibracjami).
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) - definicja stosowania w dziedzinie ochrony człowieka w środowisku pracy.
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.
Ze względu na ocenę wpływu drgań mechanicznych na człowieka istotne są następujące kryteria:
- charakter zmian drgań w czasie
- rodzaj drgań uzależniony od miejsca ich wnikania
- kierunek rozchodzenia się drgań
- charakter narażenia na drgania
Uwzględniając wprowadzony podział drgań mechanicznych, źródła drgań w środowisku pracy można podzielić również na dwie grupy tj.:
- źródła drgań o działaniu ogólnym
- źródła drgań działających przez kończyny górne, drgania miejscowe
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, trolejbusów oraz pojazdów kolejowych, statków, samolotów itp.)
- siedziska i podłogi maszyn budowlanych (np. do robót ziemnych, fundamentowania, zagęszczania gruntów).
Źródłami drgań działających na organizm człowieka przez kończyny górne - (drgania miejscowe )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 lub prowadzone ręką przy procesach szlifowania, gładzenia, polerowania itp.).
Narażenie na drgania mechaniczne przenoszone do organizmu przez kończyny górne powoduje głównie zmiany chorobowe w układach:
- krążenia krwi (naczyniowym)
- nerwowym
- kostno-stawowym.
W zależności od cech fizycznych i od miejsca wnikania do organizmu
drgania mechaniczne mogą być czynnikiem :
- uciążliwym ( utrudniającym pracę lub obniżającym zdolność jej wykonywania
- szkodliwym ( powodującym stopniowe pogorszenie stanu zdrowia prowadzące do powstania choroby zawodowej
lub
- czynnikiem niebezpiecznym powodującym pogorszenie stanu zdrowia prowadzącym do powstania urazu
Skutki niekorzystnych zmian w organizmie powstałe w wyniku oddziaływania drgań mechanicznych zależą od czasu oddziaływania i ich intensywności
Wrażliwość organizmu na działanie drgań ogólnych zależy nie tylko od ich częstotliwości, ale też od kierunku ich działania ( kierunku rozchodzenia się w organizmie ).
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
Niemniej jednak zgodnie z wymogami oceny pomiary należy wykonać we wszystkich trzech kierunkach, (x,y,z).
Układ odniesienia - drgania miejscowe
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