1.6. Bezpieczeństwo i ochrona środowiska pracy i otoczenia
Zdrowie to nie tylko brak choroby, ale przede wszystkim stan dobrego fizycznego, psychicznego i socjalnego samopoczucia. Aby możliwe było osiągnięcie takiego stanu, należy optymalizować warunki życia, a zwłaszcza warunki pracy, wypełniającej znaczną jego część. Warunki pracy w głównej mierze kształtują środki pracy, wśród których najistotniejsze są maszyny. Dlatego istotna jest optymalizacja ich konstrukcji w aspekcie zapewnienia bezpieczeństwa i ochrony zdrowia. Dane do takiej optymalizacji wynikają z wzajemnych zależności (relacji) zachodzących w biotechnicznym systemie człowiek-maszyna funkcjonującym w określonym otoczeniu (środowisku).
Podstawą do optymalizacji maszyn pod względem bezpieczeństwa i ergonomii są właściwości psychofizyczne człowieka podczas wykonywania pracy. Wymienić tu należy: wymiary antropometryczne całego ciała człowieka i poszczególnych jego części wraz z zasięgami kończyn górnych i dolnych, z uwzględnieniem możliwości ruchowych poszczególnych stawów; właściwości biomechaniczne, takie jak siły i momenty sił, które człowiek może rozwijać podczas wykonywania czynności, zwłaszcza ciągnienia, pchania, podnoszenia, skręcania itp.; właściwości poszczególnych zmysłów, a zwłaszcza wzroku, słuchu, dotyku, w zakresie odbioru i rozróżniania informacji; możliwe obciążenie fizyczne i psychiczne. Właściwości te, przynajmniej w części, uwzględniają podstawowe wymagania bezpieczeństwa i ochrony zdrowia dotyczące maszyn zawarte w następujących przepisach:
- międzynarodowych, np. Konwencje Międzynarodowej Organizacji Pracy,
- regionalnych, np. dyrektywy obowiązujące w Unii Europejskiej, dyrektywa 89/392/EWG wraz z późniejszymi uzupełnieniami,
- krajowych, Kodeks Pracy oraz przepisy ogólne i szczegółowe BHP, szczegółowe - dotyczą niektórych grup maszyn.
Wymagania ujęte w większości tych przepisów w głównej mierze ukierunkowane są na bezpieczeństwo i ochronę zdrowia podczas eksploatacji maszyn. Wymagania te pośrednio lub bezpośrednio określają również zasady konstrukcji maszyn dla bezpieczeństwa i ochrony zdrowia, które powinny być uwzględnione na etapach projektowania i budowy maszyn.
Normy krajowe, europejskie i międzynarodowe rozwijają i uzupełniają podstawowe wymagania bezpieczeństwa i ochrony zdrowia zawarte w tych przepisach. Przepisy i normy najczęściej podają wartości graniczne (minimalne lub maksymalne), których nie można przekraczać. W ten sposób ustala się np.: minimalne odstępy zapobiegające zgnieceniu tułowia, głowy, kończyn, palców i innych części ciała, wymiary otworów, wartość oporów elementów sterowniczych dla konkretnej maszyny. Warunkują je możliwości siłowe najsłabszego operatora, np. kobiety, przy danym usytuowaniu poszczególnych elementów w przestrzeni oraz liczba przesterowań (częstość użycia).
Normy dotyczące bezpieczeństwa pracy i ergonomii dzieli się na następujące typy:
- typ A - normy zawierające pojęcia podstawowe oraz zasady projektowania i ogólne zagadnienia odnoszące się do wszystkich maszyn,
- typ B1 - normy dotyczące poszczególnych aspektów i czynników związanych z bezpieczeństwem, np. bezpiecznej odległości, temperatury powierzchni, hałasu, drgań, pyłów, substancji chemicznych, mikroklimatu itp.,
- typ B2 - normy dotyczące rodzajów środków służących bezpieczeństwu i stosowanych w wielu różnych maszynach, np. dotyczące osłon, urządzeń oburęcznego sterowania, urządzeń czułych na nacisk, urządzeń blokujących,
- typ C - normy zawierające szczegółowe wymagania dla poszczególnych maszyn lub grup maszyn.
W procesie projektowania konkretnej maszyny istotne jest poznanie wszystkich odnoszących się do niej przepisów i norm. Gdy istnieją normy typu C zawierające wymagania odnoszące się do danej maszyny, należy sprawdzić czy nie ma jednak konieczności sięgnięcia do norm innych typów. Oprócz wymagań normatywnych w procesie projektowania należy uwzględniać dane wynikające z analizy przyczyn i okoliczności wypadków i następstw zdrowotnych, które zaistniały w procesie użytkowania podobnych maszyn. Opinie i uwagi bezpośrednich użytkowników o powstających sytuacjach niebezpiecznych, które tylko dzięki szczęśliwemu zbiegowi okoliczności nie doprowadziły do wypadków, oraz o innych zagrożeniach i uciążliwościach występujących podczas użytkowania podobnych maszyn stanowią ważne źródła danych wyjściowych do projektowania maszyn. Ważność tych danych i konieczność ich wykorzystywania przez projektantów, narzuca system ich zdobywania poprzez monitoring stanu eksploatacyjnego maszyn i urządzeń w trakcie ich użytkowania i gromadzenia ich w komputerowych bazach danych. Możliwości stworzone przez technikę pomiarową i komputerową pozwalają na ciągłe obserwowanie i gromadzenie licznych cech sygnałów związanych z działaniem maszyn.
Stosując technikę komputerową, można w skuteczny sposób, świadomie wpływać na poziom bezpieczeństwa maszyn i związanego z nim poziomu ryzyka zawodowego.
Projektując maszynę lub stanowisko pracy, faktycznie kształtujemy wzajemne relacje w systemie człowiek-maszyna-środowisko. Z komputerowym zapisem konstrukcji wiąże się możliwość współdziałania modeli maszyny, człowieka i środowiska na etapie procesu projektowania. Należy dążyć, aby proces projektowania maszyny przebiegał od początkowego etapu założeń w pełnym powiązaniu z trójwymiarowymi modelami maszyny, człowieka i otoczenia.
W procesie projektowania należy przeprowadzać symulacje komputerowe możliwych stanów pracy projektowanych obiektów technicznych i czynności operatora.
W związku z tym należy na wstępie określić:
- cechy psychofizyczne populacji przyszłych użytkowników projektowanej maszyny lub stanowiska pracy (płeć, wiek, sprawność fizyczną i psychiczną),
- podział funkcji pomiędzy człowieka, a projektowaną maszynę i wyposażenie stanowiska pracy,
- czynności robocze związane z eksploatacją i sposób ich wykonywania,
- charakterystyczne czynniki niebezpieczne, szkodliwe i uciążliwe stwarzane przez maszynę dla człowieka i środowiska,
- wpływ czynników środowiska na warunki pracy maszyny i operatora.
Analizując wyniki symulacji, można racjonalnie kształtować poszczególne węzły konstrukcyjne, przyjmując jako kryteria optymalizacji wskaźniki związane z bezpieczeństwem i ochroną zdrowia. Elementami i układami szczególnie istotnymi ze względu na bezpieczeństwo i ochronę zdrowia montowane w maszynach i urządzeniach są: elementy i układy zapobiegające przeciążeniom i awariom maszyny, układy sterowania, wyposażenie pneumatyczne i hydrauliczne, wyposażenie elektryczne, konstrukcyjnie czynniki niebezpieczne oraz szkodliwe i uciążliwe, środki ochrony zbiorowej instalowane na maszynach (np. osłony dźwiękoizolacyjne) stosowane ze względu na likwidację lub ograniczenie czynników szkodliwych dla człowieka. Istotne jest: dobranie właściwych materiałów, racjonalne kształtowanie bezpiecznych odległości pomiędzy elementami, konstrukcyjne ograniczanie ekspozycji na czynniki niebezpieczne i szkodliwe, eliminowanie ostrych krawędzi i naroży, wystających części itp., zapewnienie możliwości odłączania i wytracania energii, umożliwienie bezpiecznego dostępu do miejsc wykonywania wszystkich czynności związanych z eksploatacją maszyny, zapewnienie bezpieczeństwa przy przemieszczaniu maszyn lub ich elementów, zapewnienie możliwości rozpoznawania i lokalizacji usterek, instalowanie czujników dla diagnozowania pracy maszyny.
W procesie projektowania należy także uwzględnić podstawowe wymagania ergonomii poprzez: zapewnienie wygodnej pozycji ciała i unikania zbędnych ruchów podczas obsługiwania maszyny, zapewnienie dobrej widoczności przebiegu pracy i otoczenia, unikanie pracy operatora wymuszanej cykliczną pracą maszyny, dostosowanie maszyny trzymanej bądź prowadzonej ręcznie, a także elementów sterowniczych do możliwości fizycznych człowieka i jego charakterystycznych ruchów oraz do budowy anatomicznej kończyn, dostosowanie elementów informacyjnych do możliwości psychofizycznych człowieka, unikanie drgań, hałasu, oddziaływań ekstremalnych temperatur i innych czynników szkodliwych.
Czynniki szkodliwe dla człowieka w środowisku pracy
Problemy bezpieczeństwa i ochrony środowiska pracy uwzględniane powinny być także w dokumentacji techniczno-ruchowej (DTR) lub instrukcji obsługi maszyny lub urządzenia.
13