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).
Charakterystyka czynnika
Drgania mechaniczne w wielu przypadkach są czynnikiem roboczym, celowo wprowadzanym przez konstruktorów do maszyn czy urządzeń jako niezbędny element do realizacji zadanych procesów technologicznych np. w maszynach i urządzeniach do wibrorozdrabniania, wibroseparacji, wibracyjnego zagęszczania materiałów, oczyszczania i mielenia wibracyjnego, a także do kruszenia materiałów, wiercenia, drążenia i szlifowania. Jednakże w procesie pracy, w sposób niezamierzony, są przenoszone drogą bezpośredniego kontaktu z drgającym źródłem do organizmu pracowników i mogą wywierać ujemny wpływ na ich zdrowie, doprowadzając niejednokrotnie do trwałych zmian chorobowych. Zatem z punktu widzenia ochrony i bezpieczeństwa człowieka w środowisku pracy, drgania mechaniczne są szkodliwym czynnikiem fizycznym, który należy eliminować lub przynajmniej ograniczać.
Rodzaj niekorzystnych zmian w organizmie będących następstwem zawodowej ekspozycji na drgania oraz szybkość powstawania tych zmian zależą w istotnym stopniu od miejsca ich wnikania do organizmu.
Mając powyższe na względzie, drgania mechaniczne występujące w środowisku pracy podzielono umownie na dwa rodzaje:
- drgania o ogólnym działaniu, przekazywane do organizmu człowieka przez jego nogi, miednicę, plecy lub boki (drgania ogólne);
- drgania działające na organizm człowieka przez kończyny górne (drgania miejscowe).
|
Źródła drgań
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.
|
Przykłady źródeł drgań o działaniu ogólnym:
- 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. Przyczyna 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).
|
Na drgania mechaniczne o ogólnym działaniu na organizm są narażeni przede wszystkim kierowcy, motorniczy, maszyniści, operatorzy maszyn budowlanych i drogowych. W tych przypadkach drgania przenoszone są do organizmu z siedzisk pojazdów przez miednicę, plecy i boki. Należy jednak pamiętać, że zawodowa ekspozycja na drgania ogólne często dotyczy też pracowników obsługujących w pozycji stojącej maszyny i urządzenia stacjonarne eksploatowane w różnych pomieszczeniach pracy. Wówczas drgania przenikają do organizmu pracownika przez jego stopy z drgającego podłoża, na którym usytuowane jest stanowisko pracy, a skutki działania tych drgań są podobne jak drgań transmitowanych z siedzisk.
Przykłady źródeł drgań działających na organizm człowieka przez kończyny górne:
- 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.).
|
Na drgania mechaniczne działające na organizm człowieka przez kończyny górne narażeni są głównie operatorzy wszelkiego rodzaju ręcznych narzędzi wibracyjnych stosowanych powszechnie w przemyśle maszynowym, hutniczym, stoczniowym, przetwórczym a także w leśnictwie, rolnictwie, kamieniarstwie, górnictwie i budownictwie. Zatem obszar potencjalnego zagrożenia pracowników tym rodzajem drgań jest bardzo rozległy.
Skutki oddziaływania drgań mechanicznych na organizm ludzki
Negatywne skutki zawodowej ekspozycji na drgania o działaniu ogólnym dotyczą zwłaszcza:
- układu kostnego,
- narządów wewnętrznych człowieka.
|
W przypadku tego rodzaju drgań brak jest, jak dotąd, środków ochrony indywidualnej zabezpieczających przed ich szkodliwym działaniem.
Narażenie na drgania mechaniczne przenoszone do organizmu przez kończyny górne powoduje głównie zmiany chorobowe w układach:
- krążenia krwi (naczyniowym),
- nerwowym,
- kostno-stawowym.
|
Zespół tych zmian, zwany „zespołem wibracyjnym” jest uznawany w wielu krajach, w tym również w Polsce, za chorobę zawodową.
Najczęściej rejestrowaną postacią zespołu wibracyjnego jest tzw. postać naczyniowa, charakteryzująca się napadowymi zaburzeniami krążenia krwi w palcach rąk. Występujące wówczas napadowe skurcze naczyń krwionośnych objawiają się blednięciem opuszki jednego lub więcej palców i stąd pochodzi jedno z potocznych określeń tej postaci zespołu wibracyjnego jako "choroby białych palców".
Rejestrowane nieco rzadziej postacie zespołu wibracyjnego to postać nerwowa i postać kostno-stawowa, przy czym mogą wystąpić też inne postacie mieszane.
Zmiany w układzie nerwowym powstałe na skutek działania drgań miejscowych to głównie zaburzenia czucia dotyku, czucia wibracji, temperatury, a także dolegliwości w postaci drętwienia czy mrowienia palców i dłoni a także całych kończyn górnych.
Zmiany w układzie kostno-stawowym ręki powstają głównie na skutek drgań miejscowych o częstotliwościach mniejszych od 30 Hz. Obserwuje się m.in. zniekształcenia szpar stawowych, zwapnienia torebek stawowych, zmiany okostnej, zmiany w utkaniu kostnym.
Jeżeli narażenie na drgania jest kontynuowane, zmiany pogłębiają się, prowadząc do obniżenia efektywności i jakości wykonywanej pracy, a czasami w ogóle ją uniemożliwiają.
Środki ochrony indywidualnej
W celu ochrony pracowników przed drganiami mechanicznymi działającymi na ich organizm przez kończyny górne stosuje się rękawice antywibracyjne.
Właściwości tłumiąco – wibroizolacyjne rękawic przeznaczonych do ochrony przed drganiami są charakteryzowane przez dwa współczynniki liczbowe:
- skorygowany współczynnik przenoszenia drgań TRM, wyznaczony w czasie badań rękawic dla przedziału częstotliwości 32 – 200 Hz
oraz
- skorygowany współczynnik przenoszenia drgań TRH wyznaczony w czasie badań rękawic dla przedziału częstotliwości 200 – 1250 Hz.
|
Wartości tych współczynników decydują, czy rękawice można uznać za antywibracyjne, czy też nie.
Nie można przypisywać właściwości antywibracyjnych rękawicom, które nie spełniają jednocześnie dwóch następujących warunków:
- TRM < 1 (wartość średnia skorygowanego współczynnika przenoszenia drgań przez rękawicę w zakresie częstotliwości 32 – 200 Hz mniejsza od 1) oraz
- TRH < 0,6 (wartość średnia skorygowanego współczynnika przenoszenia drgań przez rękawicę w zakresie częstotliwości 200 – 1250 Hz mniejsza od 0,6).
|
Oznacza to, że rękawice można uznać za antywibracyjne jeśli:
- przynajmniej nie wzmacniają drgań przekazywanych z rękojeści na dłoń operatora w zakresie częstotliwości 32÷200 Hz,
a jednocześnie
- redukują drgania w zakresie częstotliwości 200÷1250 Hz do wartości mniejszych niż 60 % wartości drgań mierzonych na dłoni operatora, gdy pracuje bez rękawicy.
|
Oprócz wymienionych wyżej warunków podstawowych, rękawice antywibracyjne powinny spełniać inne, ustalone dla takich rękawic wymagania, dlatego też znajdują się one w wykazie środków ochrony indywidualnej podlegających obowiązkowej certyfikacji na znak bezpieczeństwa B. Tylko rękawice z certyfikatem powinny być rozpowszechniane wśród użytkowników.
Należy podkreślić, że stosowanie rękawic antywibracyjnych może nie tylko ograniczyć drgania transmitowane z narzędzi do rąk operatora, ale też zabezpiecza ręce przed niską temperaturą i wilgocią, które to czynniki potęgują skutki oddziaływania drgań, przyspieszając pojawienie się i rozwój choroby wibracyjnej.