Wibracje (drgania mechaniczne)

Wibracje inaczej nazywane drganiami mechanicznym - w fizyce określa się ich mianem zjawiska, w których pewna wielkość fizyczna (związana z danym zjawiskiem) zmienia się w czasie. Innymi słowy są to zmiany pewnej wielkości fizycznej w funkcji czasu. Wartość pewnej wielkości fizycznej zmienia się okresowo: rośnie a później maleje wokół charakterystycznego poziomu odniesienia. Wibracje są drganiami akustycznymi o niskich częstotliwościach, rozchodzące się w ośrodkach stałych.Drgania mechaniczne są niekiedy tak zwanym "czynnikiem roboczym". Realizatorzy niektórych maszyn specjalnie wprowadzają je do urządzeń, ponieważ stanowią niezastąpiony element potrzebny do tego, aby dana maszyna spełniała swoje funkcje i była użyteczna technologicznie. Drgania mechaniczne są używane w podczas: kruszenia, szlifowania, mielenia, czyszczenia, wiercenia, drążenia oraz wibrorozdrabniania

Występujące wibracje mogą wiele powiedzieć osobie znającej dana maszynę o jej stanie technicznym oraz o jakości z jaką została wykonana. Drgania mechaniczne mogą też powodować wiele zakłóceń w poprawnym działania maszyny czy też jakiegoś urządzenia, powodując zmniejszenie stopnia ich trwałości oraz niezawodności. Mogą negatywnie wpływać na budowle oraz liczne konstrukcje. Maszyny, które wytwarzają wibracje, mogą wpływać negatywnie na zdrowie człowieka, który ma bezpośredni z nimi kontakt. W wielu przypadkach, długotrwały kontakt z tego typu maszynami, może powodować wiele zmian chorobowych. Z punktu widzenia ochrony oraz bezpieczeństwa pracownika, drgania mechaniczne są bardzo szkodliwym czynnikiem fizycznym, który w wielu przypadkach można wyeliminować, a na pewno w dużym stopniu ograniczyć.

Wibracje oraz ich źródła w miejscu pracy można podzielić na:

• dokonując podziału w zależności od miejsca wnikania wibracji do organizmu pracownika:

• wibracje działające ogólnie, które wnikają do organizmu poprzez nogi człowieka, lub jego boki, miednicę czy też plecy;

• wibracje działające miejscowo, oddziałują na pracownika poprzez kończyny górne;

W zależności od rodzaju drgań na jakie jest narażony człowiek, reakcja jego organizmu jest inna. Dlatego też są ustalone inne normy, jeśli chodzi o ochronę ze względu na drgania działające ogólnie, a inne jeśli chodzi o drgania działające poprzez kończyny górne.

Źródła drgań mechanicznych zostały podzielona na:

• źródła wibracji o działaniu ogólnym - są to między innymi podesty, podłogi pomosty znajdujące się w licznych halach produkcyjnych oraz budynkach w których znajdują się stanowiska pracy. Pierwotnym źródłem tych wibracji są używane maszyny i inne urządzenia o charakterze przenośnym, stacjonarnym albo przewoźnym, które znajdują się w tych pomieszczeniach a nawet poza nimi. Niemniej jednak wprowadzają one w drgania podłogę na której znajduje się operator danej maszyny. Przyczyną wibracji może być ruch kolejowy czy nawet uliczny. Źródłami są również: platformy które drgają, fotele oraz podłogi w pojazdach (na przykład w: samochodach, tramwajach, ciężarówkach, statkach, samolotach, trolejbusach, autobusach jak również w pojazdach kolejowych itd.). Mogą to być również fotele i podłogi w maszynach budowlanych (używanych na przykład przy robotach ziemnych);

• źródła wibracji o działaniu na kończyny górne - ręczne narzędzia o charakterze uderzeniowym które mają napęd elektryczny, pneumatyczny czy też hydrauliczny (są to na przykład: młoty pneumatyczne, wiertarki udarowe, ubijaki mas formierskich oraz betonu, klucze udarowe oraz nitowniki), ręczne narzędzia o charakterze obrotowym z napędem zarówno elektrycznym jak również spalinowym (jak na przykład: szlifierki, wiertarki jak również piły łańcuchowe), dźwignie które sterują maszyny oraz pojazdy obsługiwane rękami, liczne źródła technologiczne (jak na przykład elementy które są obrabiane w trakcie trzymania w dłoniach oraz prowadzone dłonią podczas szlifowania, gładzenia czy też polerowania itd.)

Nie można nie zwrócić uwagi na fakt, iż niektóre narzędzia, jak na przykład młotki czy też pilarki (zaliczane do źródeł o charakterze miejscowym) generują niekiedy wibracje o ogromnej intensywności. W takim przypadku wibracje te, mogą być przenoszone na głowę, tułów oraz barki. Może to mieć bardzo niekorzystny wpływ na zdrowie pracownika, ponieważ niekiedy dochodzi do wzbudzeń w narządach wewnętrznych o charakterze rezonansowym. Tego typu narzędzia są dodatkowo źródłem wibracji o charakterze ogólnym.

2. 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 (organum vestibulocochleare), 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;

Oto kilka wielkości fizycznych, które opisują drgania mechaniczne:

• Wychylenie (nazywane inaczej przemieszczeniem);

• Prędkość drgań mechanicznych;

• Przyspieszenie drgań mechanicznych;

Wartość poszczególnych wielkości fizycznych zależy w dużej mierze od kierunku drgań (układ x, y, z) oraz płci osoby, która jest narażona na drgania. Powinno się zatem dokładnie uwzględnić wszystkie szkodliwe czynniki które są związane z pracą ze źródłami drgań mechanicznych.

Metody minimalizowania negatywnego wpływu wibracji:

1. 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);

2. 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;

3. 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.

Stosowane są pewne przyrządy, które mają działać profilaktycznie (ochrona przeciwwibracyjna): rękawice, obuwie, klęczniki, poduszki, rękawy itd.). Świetne rezultaty w eliminowaniu skutków związanych z drganiami mechanicznymi ma stosownie kilku metod, które wcześniej zostały wymienione.

Dane statystyczne podają, iż w naszym kraju liczba osób pracujących w kontakcie ze źródłami drgań mechanicznych to około 100000. Niestety w warunkach, w których stopień wartości dopuszczalnych został przekroczony, pracuje w Polsce ponad 40000.

3

---