Wpływ drgań mechanicznych na zdrowie kierowcy wielotonowego pojazdu samochodowego

Transkrypt

1 JAGIEŁOWICZ Patrycja Ewa 1 JAGIEŁOWICZ-RYZNAR Celina 2 Wpływ drgań mechanicznych na zdrowie kierowcy wielotonowego pojazdu samochodowego WSTĘP Kierowca pojazdu samochodowego wielotonowego wykonuje wielogodzinną pracę, w której narażony jest na długotrwałe oddziaływanie drgań i wstrząsów pochodzących z pojazdu oraz otoczenia. Drgania pochodzące z pojazdu wywoływane są między innymi przez układ kierowniczy, układ jezdny oraz układ napędowy wraz z silnikiem. Pozostałymi czynnikami wywołującymi drgania są czynniki środowiska, do których należy nawierzchnia drogi, przeszkody na drodze, podmuchy wiatru i inne. Drgania mechaniczne są czynnikiem wpływającym negatywnie na zdrowie kierowcy, prowadzącym niejednokrotnie do nieodwracalnych zmian chorobowych. Podczas prowadzenia pojazdu są przenoszone na organizm na drodze pośredniego lub bezpośredniego kontaktu z drgającym źródłem. Na rysunku 1 zostały przedstawione niektóre ze źródeł drgań oddziałujących na kierowcę. Rys. 1. Źródła drgań działających na kierowcę wielotonowego pojazdu samochodowego Z uwagi na bezpieczeństwo i higienę pracy drgania stanowią szkodliwy czynnik fizyczny. W związku z powyższym drgania mechaniczne należy eliminować, a przypadku braku możliwości ich całkowitego wygłuszenia podejmować działania mające na celu ich ograniczenie. 1 Politechnika Rzeszowska im. I. Łukasiewicza, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Katedra Konstrukcji Maszyn; al. Powstańców Warszawy 12 bud. L-200b; Rzeszów; Tel.: ; pejagielowicz@prz.edu.pl 2 Politechnika Rzeszowska im. I. Łukasiewicza, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Katedra Mechaniki Stosowanej i Robotyki; al. Powstańców Warszawy 12 bud. L-225; Rzeszów; Tel.: ; cjr@prz.edu.pl 7554

2 1. PARAMETRY DRGAŃ MECHANICZNYCH Drgania mechaniczne są niskoczęstotliwościowymi drganiami akustycznymi rozprzestrzeniającymi się w ośrodkach stałych, a przekazywane do organizmu przez część ciała będącą w bezpośrednim kontakcie z ośrodkiem drgającym [1, 2, 6]. Stopień wrażliwości organizmu kierowcy zależy od kilku zasadniczych parametrów, na których podstawie można ocenić stopień uciążliwości drgań. Parametry te zostały przedstawione w tabeli 1 [2, 3, 4]. Tab. 1. Parametry drgań i ich wpływ na organizm człowieka Parametr Wpływ na człowieka drgań mechanicznych kierunek działania drgań kierunek Z działania drgań (drgania pionowe) największa wrażliwość na drgania o częstotliwości 4 8 [Hz], kierunek X oraz Y działania drgań (drgania poziome) największa wrażliwość na drgania o częstotliwości 1 2 [Hz] częstotliwość drgań zakres najbardziej uciążliwej częstotliwości: 1 80 [Hz] amplituda przyspieszenia drgań po przekroczeniu progu odczuwania drgań, organizm człowieka odbiera drgania jako zjawisko niekorzystne, pogarszające samopoczucie, uciążliwe lub szkodliwe pora dnia/nocy drgania odbierane nocą są bardziej uciążliwe Częstotliwość drgań własnych większości narządów wewnętrznych człowieka mieści się w zakresie 1 80 [Hz]. Na rysunku 2 został przedstawiony model ciała ludzkiego z oznaczeniem częstotliwości drgań własnych narządów [6, 7]. Rys. 2. Częstotliwość rezonansowa drgań własnych narządów Praktyczne wytyczne dotyczące pomiaru drgań mechanicznych na stanowisku pracy podane są w normach PN-EN A1: oraz PN-EN ISO : ŹRÓDŁA DRGAŃ Główny wpływ na zmiany zdrowotne wywołane przez drgania mechaniczne występujące w środowisku pracy ma miejsce ich wnikania do organizmu, co zostało przedstawione w tabeli 2 [1, 6, 7]. Tab. 2. Rodzaje drgań i ich źródła Rodzaj drgań Miejsce przekazania Źródła drgań drgania nogi, eksploatowane w pomieszczeniach lub poza nimi maszyny o działaniu miednica, oraz urządzenia stacjonarne, przenośne lub przewoźne, które ogólnym plecy, wprawiają w drgania podłoże, Grupy ryzyka kierowcy, motorniczy, maszyniści, 7555

3 (drgania ogólne) boki tułowia ruch uliczny oraz kolejowy, platformy drgające, siedziska i podłogi środków transportu, siedziska i podłogi maszyn budowlanych drgania o działaniu miejscowym (drgania miejscowe) kończyny górne ręczne narzędzia uderzeniowe o napędzie pneumatycznym, hydraulicznym lub elektrycznym, ręczne narzędzia obrotowe o napędzie elektrycznym lub spalinowym, dźwignie sterujące maszyn i pojazdów obsługiwane rękami, źródła technologiczne, na przykład obrabiane elementy trzymane w dłoniach lub prowadzone ręką przy procesach technologicznych operatorzy maszyn budowlanych i drogowych operatorzy ręcznych narzędzi wibracyjnych stosowanych powszechnie w różnych gałęziach przemysłu Źródłami drgań w przypadku kierowcy wielotonowego pojazdu samochodowego jest przede wszystkim układ kierowniczy, ale również siedzisko, podłoga, urządzenia wentylacyjne i klimatyzacyjne. Wśród przyczyn drgań układu kierowniczego należy wymienić: niewyważenie lub niepoprawne wyważenie kół, niedokręcenie lub niewłaściwe dokręcenie kół, nierównomierne zużycie opon lub ich punktowe uszkodzenia, zanieczyszczenia kół, niepoprawnie pracujący układ hamulcowy, na przykład zwichrowane tarcze hamulcowe, niepoprawnie pracujący przegub napędowy, wygięcie półosi i ich bicie, usterki zawieszenia, na przykład luzy na sworzniach lub zużytych tulejach wahaczy, luzy na wybitych lub wyrobionych drążkach kierowniczych, niepoprawna geometria zawieszenia, usterka układu napędowego, na przykład zużycie przegubów. 3. SKUTKI ODDZIAŁYWANIA DRGAŃ Reakcje na drgania są kwestią indywidualną i zależną od takich czynników jak wiek, otaczające zapachy czy wrażenia wzrokowe. W przypadku długotrwałego oddziaływania drgań na kierowcę pojawiają się określone zmiany biologiczne. Skutki oddziaływania drgań mechanicznych na organizm zostały przedstawione w tabeli 3 [1, 6, 7]. Tab. 3. Skutki oddziaływania drgań mechanicznych na organizm Rodzaj drgań Zmiany chorobowe drgania wpływ na układ kostny (zmiany głównie w odcinku lędźwiowym kręgosłupa, rzadziej w odcinku o działaniu szyjnym), ogólnym zespół bólowy kręgosłupa, (drgania ogólne) wpływ na narządy wewnętrzne niekorzystne zmiany w czynnościach narządów układu pokarmowego (żołądek i przełyk) oraz zaburzenia funkcjonowania narządu przedsionkowoślimakowego, zmiany w czynnościach narządów układu rozrodczego, narządów klatki piersiowej, drgania o działaniu miejscowym (drgania miejscowe) narządów jamy nosowo-gardłowej zmiany chorobowe w układzie naczyniowym, zmiany chorobowe w układzie nerwowym, zmiany chorobowe w układzie kostno-stawowym, zespół wibracyjny Zespół wibracyjny, zwany potocznie chorobą białych palców, jest chorobą dotykających kierowców zawodowych jeżdżących na długie trasy. Zgodnie z rozporządzeniem Rady Ministrów z dnia 30 lipca 2002 r. w sprawie wykazu chorób zawodowych, szczegółowych zasad postępowania w sprawach zgłaszania podejrzenia, rozpoznawania i stwierdzania chorób zawodowych oraz podmiotów właściwych w tych sprawach (Dz. U. 2002, nr 132, poz. 1115) zespół wibracyjny uznawany jest za chorobę zawodową. Choroba ta charakteryzuje się napadowymi zaburzeniami 7556

4 krążenia krwi w palcu lub palcach rąk. Jest to tak zwana postać naczyniowa, podczas której pojawiają się napadowe skurcze naczyń krwionośnych, czego objawami jest blednięcie opuszków palców. Zespół wibracyjny może być też postaci nerwowej (objawy: zaburzenia czucia dotyku, czucia wibracji, temperatury, dolegliwości w postaci drętwienia czy mrowienia palców i dłoni, a także całych kończyn górnych), kostno-stawowej wywołanej przez drgania miejscowe o częstotliwościach mniejszych od 30 [Hz] (objawy: zniekształcenia szpar stawowych, zwapnienia torebek stawowych, zmiany okostnej, zmiany w utkaniu kostnym) lub mieszanej. Pod wpływem długotrwałego narażenia na drgania następuje pogłębienie się zmian chorobowych obniżające efektywność pracy lub nawet ją uniemożliwiające. Zmiany biologiczne nie są jedynymi zauważalnymi zmianami zachodzącymi w organizmie kierowcy. Efektem oddziaływania drgań ogólnych i miejscowych są też tak zwane skutki funkcjonalne przedstawione na rysunku 2 [1, 6, 7]. Skutki funkcjonalne są ściśle związane ze skutkami biologicznymi, a ich następstwem może być stres związany z pogarszającą się wydajnością i jakością pracy. Rys. 2. Skutki funkcjonalne drgań mechanicznych W celu eliminowania lub ograniczenia szkodliwego wpływu drgań konieczne są pomiary wspomnianych wcześniej parametrów. Badania i analizy przeprowadzane podczas pracy kierowcy umożliwiają ocenę zawodowego ryzyka utraty zdrowia wynikającego z ekspozycji na drgania, jak również wpływają na charakter podejmowanych działań zmniejszania tego ryzyka. Istotną rolę odgrywa profilaktyka, do której należy zaliczyć poprawną technicznie organizację pracy kierowcy, w tym serwisowanie pojazdu i częste sprawdzanie stanu technicznego ogumienia i zawieszenia. Niemniej jednak zarówno pracodawcy jak i pracownicy uważają, że głównym źródłem drgań nie jest sam pojazd samochodowy, a zły stan nawierzchni dróg. Konstrukcja pojazdu, w której głównym elementem jest zawieszenie kół jezdnych, ma na celu wibroizolację, czyli łagodzenie drgań wywołanych jazdą po nierównej drodze [5]. WNIOSKI Choroby powstałe na skutek szkodliwego działania drgań mechanicznych są obecnie uznawane jako jedne z wielu chorób zawodowych. Brakuje jednak powszechnej świadomości u pracodawców niekorzystnego wpływu drgań na kierowców wielotonowych pojazdów samochodowych. Z tego też względu należałoby przede wszystkim określić zalecenia co do konieczności przeprowadzania pomiarów drgań podczas czynności kierowania pojazdem. Zminimalizuje to zagrożenie zdrowia, a nawet życia nie tylko kierowców, ale również innych uczestników ruchu drogowego. Nie istnieje skuteczny sposób na całkowite wyeliminowanie drgań mechanicznych ze środowiska pracy kierowcy 7557

5 jakim jest kabina pojazdu samochodowego, niemniej jednak można podjąć szereg działań mających na celu zmniejszenie ich oddziaływania. Należy pamiętać, że drgania są nie tylko zagrożeniem dla kierowcy, ale również powodują przyspieszone zużycie elementów zawieszenia czy układu kierowniczego. Streszczenie W artykule został omówiony wpływ drgań mechanicznych na organizm kierowcy na stanowisku pracy jakim jest kabina pojazdu. Charakter działających drgań może być dwojakiego rodzaju kierowcy są narażeni na drgania ogólne, których źródłem jest podłoga kabiny i siedzisko, jak również oddziaływują na nich drgania miejscowe przekazywane z układu kierowniczego. Również czynniki zewnętrzne typu nierówności terenu generują drgania. Artykuł przedstawia biologiczne i funkcjonalne skutki działania drgań mechanicznych. Niekorzystne zmiany przejawiają się w pogorszeniu sprawności funkcjonowania narządów zmysłów, obniżeniu samopoczucia kierowcy oraz zmniejszeniu ogólnej wydajności organizmu. Drgania mechaniczne są tylko jednym z wielu szkodliwych czynników fizycznych występujących podczas pracy kierowcy wielotonowego pojazdu samochodowego. Wpływają na obniżenie efektywności i jakości pracy. Słowa kluczowe: pojazd wielotonowy, drgania Effect of mechanical vibrations on the health of the driver of the multi-tone car vehicle Abstract The impact of mechanical vibration on the driver s body, in the car cabin being the work station, was presented. There can be two types of vibrations drivers are exposed to the whole-body vibration whose source is in the cab floor and seat, and the other ones are vibrations transmitted from the steering system. External factors, like the ground unevenness, can generate vibrations. The biological and functional effects of mechanical vibrations were presented, too. The adverse changes appear in efficiency of the sense organs deterioration and reduction of driver comfort and overall body efficiency, as well. Mechanical vibrations are only one of many harmful physical factors found during the work of multi ton automotive vehicle driver. These factors have impact on decreasing the efficiency and quality of work. Keywords: a multi-ton vehicle, vibrations BIBLIOGRAFIA 1. Harazin B. Drgania mechaniczne. Ocena narażenia i ryzyka zdrowotnego oraz zapobieganie uszkodzeniom zdrowia. Instytut Medycyny Pracy i Zdrowia Środowiskowego, Sosnowiec Kowalski P. Pomiar i ocena drgań mechanicznych w środowisku pracy. Bezpieczeństwo pracy. Nr 9/2006, s Norma PN-EN A1:2011 wersja polska. Drgania mechaniczne Pomiar i obliczanie zawodowej ekspozycji na drgania o ogólnym działaniu na organizm człowieka dla potrzeb ochrony zdrowia Wytyczne praktyczne. 4. Normy PN-EN ISO :2004 wersja polska. Drgania mechaniczne Pomiar i wyznaczanie ekspozycji człowieka na drgania przenoszone przez kończyny górne Część 2: Praktyczne wytyczne do wykonywania pomiarów na stanowisku pracy. 5. Prochowski L., Żuchowski A. Samochody ciężarowe i autobusy. WKiŁ, Warszawa Wągrowska-Koski E., Pawlaczyk-Łuszczyńska M. Drgania mechaniczne. Wskazówki do rozpoznawania i zapobiegania chorobom wywołanym przez wibracje ogólne. Instytut Medycyny, Łódź Zaborowski T., Żukowski P. Podstawy zagrożeń hałasem i wibracją zdrowia człowieka. IBEN, Gorzów Wlkp