Mteriły szkoleniowe DRGANIA MECHANICZNE ZAGROŻENIA I PROFILAKTYKA Serwis internetowy BEZPIECZNIEJ CIOP-PIB
1. Wprowdzenie Drgnimi nzywne są procesy, w których chrkterystyczne dl nich wielkości fizyczne są zmienne w czsie. Węższym pojęciem są drgni mechniczne, definiowne jko ruch cząstek ośrodk sprężystego względem położeni równowgi. Drgni mechniczne mogą rozprzestrzenić się w ośrodkch zrówno płynnych, jk i stłych. Jednk w spekcie ochrony i bezpieczeństw człowiek w środowisku prcy, rozptrywne są jedynie drgni mechniczne (wibrcje), które rozprzestrzeniją się w ośrodkch stłych. Drgni mechniczne są niejednokrotnie czynnikiem celowo generownym, niezbędnym do relizcji określonych procesów technologicznych. Często jednk stnowią tzw. czynnik resztkowy, są zjwiskiem ubocznym, które w sposób niezmierzony towrzyszy eksplotcji mszyn i urządzeń. W obu przypdkch drgni mechniczne, generowne przez różnego rodzju źródł, mogą powodowć uszkodzeni konstrukcji mechnicznych i zkłócć prwidłową ich prcę tkże przyspieszć zużycie elementów. Prwie zwsze drgni są również bezpośrednią przyczyną hłsu. Przy bezpośrednim kontkcie człowiek z drgjącym źródłem, drgni są przekzywne do jego orgnizmu, i zleżnie m.in. od ich mplitudy orz czsu nrżeni n ich dziłnie, mogą stnowić zgrożenie dl zdrowi, nwet życi. Niekorzystny wpływ drgń mechnicznych n orgnizm człowiek jest od kilkudziesięciu lt przedmiotem systemtycznych obserwcji i bdń. Drgni włsne - drgni, których chrkter zleży tylko od włściwości fizycznych ukłdu drgjącego (bezwłdności, tłumieni i sprężystości), nie od sposobu wymuszeni drgń. Drgni wymuszone - drgni ukłdu drgjącego wywołne zewnętrznym źródłem energii, mjące tki sm chrkter, jk siły wymuszjące. Rezonns drgń - zjwisko zchodzące w ukłdch fizycznych, polegjące n gwłtownym wzroście mplitudy drgń dnego ukłdu pod wpływem wymuszjącej siły zewnętrznej o częstotliwości wymuszeni równej lub bliskiej częstotliwości drgń włsnych ukłdu bez dostrczni dodtkowej energii Ryzyko zwodowe - prwdopodobieństwo wystąpieni niepożądnych zdrzeń związnych z wykonywną prcą, powodujących strty, w szczególności wystąpieni u prcowników niekorzystnych skutków zdrowotnych w wyniku zgrożeń zwodowych występujących w środowisku prcy lub sposobu wykonywni prcy. 1
Źródło drgń mechnicznych - ukłd fizyczny wytwrzjący drgni mechniczne, które są przekzywne do innych ukłdów fizycznych, w tym tkże do orgnizmu człowiek.
. Wielkości chrkteryzujące drgni mechniczne n stnowiskch prcy Podstwowymi prmetrmi chrkteryzującymi drgni są: mplitud częstotliwość Amplitud drgń mechnicznych może być opisn przez jedną z nstępujących wielkości: przemieszczenie (wychylenie) prędkość przyspieszenie. Przy ocenie wpływu drgń mechnicznych n orgnizm człowiek n stnowisku prcy wykorzystywną zzwyczj mirą mplitudy jest przyspieszenie drgń. Wielkość t chrkteryzuje stronę energetyczną ruchu drgjącego; do tego prmetru odnosi się większość obowiązujących obecnie norm krjowych, europejskich i międzynrodowych, podjących metody pomiru drgń n stnowiskch prcy, tkże przepisów ustljących wrtości kryterilne (dopuszczlne) dl drgń mechnicznych ze względu n ochronę zdrowi prcowników. Przebieg sygnłu drgniowego w czsie może mieć różny chrkter. Gdy ruch drgjący odbyw się z jedną częstotliwością (drgni sinusoidlne) m wtedy jedną skłdową drgń. Njczęściej sygnł drgniowy złożony jest z wielu skłdowych drgń o różnych częstotliwościch przebiegjących jednocześnie. Przebieg drgń o jednej skłdowej (sinusoidlnych) przedstwi rys. 1. Rys. 1. Sygnł drgniowy w funkcji czsu 3
Spośród prmetrów chrkteryzujących przyspieszenie drgń występujących n stnowisku prcy wykorzystywn jest wrtość skuteczn przyspieszeni drgń RMS, w m/s, któr uwzględni zrówno historię czsową przebiegu drgń, jk i informcje o wielkości mplitudy. Do nlizy drgń złożonych stosowny jest tkże ich opis w funkcji częstotliwości. Rozkłdnie drgń złożonych n drgni skłdowe o poszczególnych częstotliwościch nzywne jest nlizą widmową. Anliz widmow prowdzi do określeni widm drgń, definiownego jko zbiór wrtości wielkości zmiennej (np. przyspieszeni) odpowidjących poszczególnym częstotliwościom. Rekcj orgnizmu człowiek n dziłnie drgń mechnicznych zleży od wielu czynników, w tym również od częstotliwości, więc od widm drgń występujących n dnym stnowisku prcy. Zróżnicowną rekcję orgnizmu n drgni, w zleżności od ich częstotliwości uwzględni się przez wprowdzenie chrkterystyk korekcyjnych. Po ich zstosowniu uzyskiwne są: skorygowne w dziedzinie częstotliwości wrtości skuteczne przyspieszeni drgń (skorygowne wrtości przyspieszeni drgń) w,rms, w m/s. Podczs pomirów przyspieszeni drgń korekcj częstotliwościow relizown jest przez filtry o odpowiednich chrkterystykch; przepuszczją one w cłości te skłdowe drgń, n które orgnizm człowiek jest njbrdziej wrżliwy, ntomist tłumią skłdowe o częstotliwościch uznwnych z mniej szkodliwe. Wrtości skorygowne przyspieszeni drgń zmierzone n stnowisku prcy z zstosowniem odpowiednich filtrów korekcyjnych, stnowią podstwę do wyznczeni wielkości, służących do oceny nrżeni prcownik n drgni. 4
3. Podził drgń mechnicznych Drgni mechniczne możn podzielić w różnorki sposób, w zleżności od przyjętych kryteriów. Przy ocenie wpływu drgń n orgnizm człowiek istotne są cztery klsyfikcje, w których z kryteri podziłu przyjmuje się: chrkter zmienności drgń w funkcji czsu chrkter nrżeni n drgni rodzj oddziływni drgń, zleżny od miejsc ich wnikni do orgnizmu człowiek Ze względu n różny chrkter zmienności sygnłu drgniowego w czsie, drgni możn podzielić n: ustlone nieustlone. Drgni ustlone są to drgni, których skorygowne wrtości skuteczne przyspieszeni (lub wrtości skuteczne przyspieszeni w tercjowych psmch częstotliwości) zmieniją się nie więcej niż rzy w stosunku do njmniejszej zmierzonej wrtości. Drgni nieustlone są to drgni, których skorygowne wrtości skuteczne przyspieszeni (lub wrtości skuteczne przyspieszeni w tercjowych psmch częstotliwości) zmieniją się więcej niż rzy w stosunku do njmniejszej zmierzonej wrtości. W klsyfikcji drgń istotny jest również podził ze względu n chrkter nrżeni, jkie wywołują. Uwzględnijąc to kryterium drgni możn podzielić n: ciągłe (nrżenie ciągłe) przerywne (nrżenie przerywne) spordyczne (nrżenie spordyczne). Drgni ciągłe są to drgni występujące bez przerw w trkcie cłej zminy roboczej, z pominięciem: regulrnych przerw w prcy, przerw n posiłki, czynności przed podjęciem prcy i po jej zkończeniu. Drgni przerywne są to drgni występujące wielokrotnie w ciągu zminy roboczej, z przerwmi, które mogą być spowodowne przemieszczniem się osób nrżonych, cyklicznością technologii, wyłączniem źródeł itp. Drgni spordyczne są to drgni występujące nieregulrnie, związne z czynnościmi wykonywnymi dorywczo, np. rz w ciągu zminy roboczej, rz w tygodniu itp. 5
Podził drgń ze względu n sposób ich oddziływni drgń n orgnizm człowiek, jest jedną z njwżniejszych klsyfikcji drgń w środowisku prcy. Rozróżnine są drgni: o ogólnym dziłniu n orgnizm człowiek, przenikjące do orgnizmu przez stopy, miednicę, plecy lub boki (drgni ogólne) dziłjące n orgnizm człowiek przez kończyny górne (drgni miejscowe). 6
4. Skutki dziłni drgń mechnicznych n orgnizm człowiek Skutki biologiczne Drgni mechniczne przenoszone z ukłdów drgjących do orgnizmu człowiek mogą negtywnie oddziływć bezpośrednio n poszczególne tknki i nczyni krwionośne bądź też spowodowć wzbudzenie drgń cłego cił lub jego części, nwet struktur komórkowych. Długotrwłe nrżenie człowiek n drgni może wywołć, zburzeni w orgnizmie, doprowdzjąc w konsekwencji do trwłych, nieodwrclnych zmin chorobowych, przy czym rodzj tych zmin zleży od rodzju drgń, n które jest eksponowny człowiek (ogólne czy miejscowe) [3, 5, 6, 7, 8, 14]. Drgni dziłjące n orgnizm człowiek przez kończyny górne Nrżenie n drgni mechniczne przenoszone do orgnizmu przez kończyny górne powoduje głównie zminy chorobowe w ukłdch: krążeni krwi (nczyniowym) nerwowym kostno-stwowym. Wyniki bdń epidemiologicznych wskzują n silny wpływ nrżeni n drgni mechniczne n powstwnie zmin chorobowych w wymienionych ukłdch. Zespół tych zmin, zwny zespołem wibrcyjnym (Hnd-rm vibrtion syndrome - HAVS), zostł uznny w wielu krjch, w tym również w Polsce, z chorobę zwodową. Według dnych sttystycznych zespół wibrcyjny stnowi w Polsce ok. 3 % wszystkich rejestrownych chorób zwodowych i znjduje się n 7. pozycji n liście tych chorób, po przewlekłych chorobch nrządu głosu, zwodowym uszkodzeniu słuchu, pylicch płuc, chorobch zkźnych i inwzyjnych, chorobch skóry orz przewlekłych chorobch oskrzeli. Do niedwn njczęściej rejestrowno postć nczyniową, chrkteryzującą się npdowymi zburzenimi krążeni krwi w plcch rąk. Występujące wówczs npdowe skurcze nczyń krwionośnych objwiją się blednięciem opuszki jednego lub kilku plców. Stąd pochodzi jedno z potocznych określeń tej postci zespołu wibrcyjnego - chorob biłych plców. W osttnich ltch corz częściej rozpoznwne są zminy w ukłdzie kostno-stwowym ręki powstjące głównie n skutek dziłni drgń miejscowych o częstotliwościch mniejszych od 30 Hz. Obserwuje się m.in. znieksztłceni szpr stwowych, zwpnieni torebek stwowych, zminy okostnej, zminy w utkniu kostnym. Mogą występowć też postcie mieszne zespołu wibrcyjnego [6, 7, 8, 9]. 7
Zminy w ukłdzie nerwowym powstłe n skutek dziłni drgń miejscowych to głównie zburzeni czuci: dotyku, wibrcji, tempertury, tkże dolegliwości w postci drętwieni czy mrowieni plców i rąk. Jeżeli nrżenie n drgni jest kontynuowne, zminy pogłębiją się, prowdząc do ogrniczeni zdolności do prcy i wykonywni innych czynności życiowych. N drgni mechniczne oddziłujące n orgnizm człowiek przez kończyny górne nrżeni są głównie opertorzy wszelkiego rodzju ręcznych nrzędzi wibrcyjnych stosownych powszechnie w przemyśle mszynowym, hutniczym, stoczniowym, przetwórczym, tkże w leśnictwie, rolnictwie, kmienirstwie, górnictwie i budownictwie. Ztem obszr potencjlnego zgrożeni prcowników tym rodzjem drgń jest brdzo rozległy. Drgni o ogólnym dziłniu n orgnizm człowiek Negtywne skutki zwodowej ekspozycji n drgni o oddziływniu ogólnym dotyczą zwłszcz: ukłdu kostnego nrządów wewnętrznych. W ukłdzie kostnym zminy chorobowe powstją głównie w odcinku lędźwiowym kręgosłup, rzdziej w odcinku szyjnym. Zespół bólowy kręgosłup, będący nstępstwem zmin chorobowych i występujący u osób nrżonych zwodowo n drgni ogólne, zostł uznny w niektórych krjch (np. w Belgii i w Niemczech) z chorobę zwodową, podobnie jk zespół wibrcyjny będący nstępstwem dziłni drgń miejscowych. Niekorzystne zminy w nrządch wewnętrznych, pojwijące się n skutek dziłni drgń ogólnych, są głównie wynikiem pobudzeni poszczególnych nrządów do drgń rezonnsowych (częstotliwości drgń włsnych większości nrządów zwierją się w zkresie - 18 Hz). Ozncz to, że drgni ogólne o częstotliwościch z tego zkresu i wrtościch przyspieszeń przekrczjących określoną wrtość progową mogą wywołć drgni nrządów o niebezpiecznej mplitudzie, co z kolei może doprowdzić do pojwieni się zburzeń w ich czynnościch, krwotoków wewnętrznych, wybroczyn, nwet - w skrjnych przypdkch - do mechnicznego rozerwni nrządów. Njlepiej udokumentowne są niekorzystne zminy w czynnościch nrządów ukłdu pokrmowego, w tym głównie żołądk i przełyku. Bdni dużych grup nrżonych zwodowo n drgni ogólne wskzują jednk, że zburzeni występują również m.in. w nrządzie przedsionkowo-ślimkowym, nrządch ukłdu rozrodczego kobiet, nrządch kltki piersiowej, nrządch jmy nosowo-grdłowej. 8
Drgni o dziłniu ogólnym mogą wywoływć, oprócz uszkodzeń nrządów wewnętrznych, wiele innych zburzeń i schorzeń w orgnizmie, tkich jk zburzeni nrządu równowgi, zburzeni czynności mięśni i ścięgien, uszkodzeni stwów, pogrsznie się ostrości wzroku, zburzeni w ukłdzie krwionośnym. Podobnie jk w przypdku drgń miejscowych, ryzyko wystąpieni zburzeń w orgnizmie człowiek n skutek oddziływni drgń ogólnych jest tym większe, im dłuższy jest czs ekspozycji n drgni i im większ jest ich mplitud. N drgni mechniczne o dziłniu ogólnym n orgnizm są nrżeni przede wszystkim kierowcy, motorniczowie, mszyniści, opertorzy mszyn budowlnych i drogowych. W tych przypdkch drgni przenoszone są do orgnizmu z siedzisk pojzdów przez miednicę, plecy i boki. Zwodow ekspozycj n drgni ogólne często związn jest też z obsługują przez prcowników mszyn i urządzeń stcjonrnych. W tkich przypdkch drgni z obsługiwnych mszyn trnsmitowne są do orgnizmu prcownik (przez miednicę, plecy i boki gdy prcuje w pozycji siedzącej lub przez stopy gdy prcuje n stojąco) przez podłoże. Z drgjącego podłoż, n którym usytuowne jest stnowisko prcy, drgni przenikją do orgnizmu prcownik przez jego stopy, skutki dziłni tych drgń są podobne jk drgń trnsmitownych z siedzisk. Skutki funkcjonlne Skutkom biologicznym oddziływni drgń miejscowych i ogólnych n orgnizm człowiek towrzyszą zzwyczj tzw. skutki funkcjonlne [3, 8]. Zlicz się do nich m.in.: wydłużenie czsu rekcji ruchowej wydłużenie czsu rekcji wzrokowej zkłóceni w koordyncji ruchów ndmierne zmęczenie bezsenność rozdrżnienie osłbienie pmięci. Niekorzystne zminy funkcjonlne prowdzą do obniżeni efektywności i jkości wykonywnej prcy, czsmi w ogóle ją uniemożliwiją. Ze względu n powszechne występownie drgń mechnicznych w środowisku prcy orz negtywne skutki ich oddziływni n orgnizm człowiek, konieczn jest kontrol tego czynnik n stnowiskch prcy zrówno w celu oceny nrżeni zwodowego i ryzyk utrty zdrowi jk i ukierunkowni dziłń ogrniczjących występujące ryzyko. 9
5. Źródł drgń mechnicznych w środowisku prcy Uwzględnijąc podził drgń ze względu n rodzj ich oddziływni n orgnizm człowiek, czyli podził n drgni ogólne i miejscowe, źródł drgń możn również podzielić w podobny sposób. Źródłmi drgń o dziłniu ogólnym są np.: podłogi, podesty, pomosty w hlch produkcyjnych i innych pomieszczenich, n których zloklizowne są stnowisk prcy. Wymienione źródł drgń związne są bezpośrednio z eksplotcją w pomieszczenich lub poz nimi mszyn orz urządzeń: stcjonrnych, przenośnych lub przewoźnych, które wprwiją w drgni podłoże, n którym przebyw opertor. Przyczyną drgń podłoż może też być ruch uliczny czy kolejowy pltformy siedzisk i podłogi środków trnsportu (smochodów, ciągników, utobusów, trmwjów, trolejbusów orz pojzdów kolejowych, sttków, smolotów itp.) siedzisk i podłogi mszyn budowlnych (np. do robót ziemnych, fundmentowni, zgęszczni gruntów). Źródłmi drgń dziłjących n orgnizm człowiek przez kończyny górne są głównie: ręczne nrzędzi uderzeniowe o npędzie pneumtycznym, hydrulicznym, splinowym lub elektrycznym (młotki pneumtyczne, ubijki ms formierskich i betonu, nitowniki, wiertrki udrowe, klucze udrowe itp.) ręczne nrzędzi obrotowe o npędzie elektrycznym, pneumtycznym lub splinowym (wiertrki, szlifierki, piły łńcuchowe itp.) dźwignie sterujące mszyn i pojzdów, obsługiwne ręcznie źródł technologiczne (np. obrbine elementy trzymne w dłonich lub prowdzone ręką przy procesch szlifowni, głdzeni, polerowni itp.). Niektóre nrzędzi ręczne, zliczne do typowych źródeł drgń miejscowych (np. młoty, pilrki), mogą generowć drgni o brdzo dużej mplitudzie. Wówczs drgni te mogą być przenoszone przez brki n tułów i głowę, co w konsekwencji może doprowdzić do wzbudzeni drgń rezonnsowych nrządów wewnętrznych. W tkim przypdku nrzędzi ręczne są również źródłmi drgń o dziłniu ogólnym [8]. Przedstwiony podził źródeł drgń nie wyklucz oczywiście innych podziłów, np. podziłu ze względu n przyczyny powstwni drgń [3, 8], jest jednkże użyteczny przy ocenie nrżeni prcowników. 10
6. Pomiry drgń mechnicznych i ocen nrżeni - wrtości dopuszczlne Ogólne zsdy wykonywni pomirów drgń mechnicznych w środowisku prcy określ rozporządzenie Ministr Zdrowi w sprwie bdń i pomirów czynników szkodliwych dl zdrowi w środowisku prcy [17]. Szczegółowy opis metod pomiru i oceny drgń mechnicznych zwierją nstępujące normy: PN-EN ISO 5349 Drgni mechniczne. Pomir i wyzncznie ekspozycji człowiek n drgni przenoszone przez kończyny górne. Część 1:Wymgni ogólne., Część : Prktyczne wytyczne do wykonywni pomirów n stnowisku prcy. [, 3], PN-EN 1453+A1 Drgni mechniczne. Pomir i oblicznie zwodowej ekspozycji n drgni o ogólnym dziłniu n orgnizm człowiek dl potrzeb ochrony zdrowi. Wytyczne prktyczne. [4]. Wielkością mierzoną n stnowisku prcy jest skorygowne przyspieszenie drgń. Zrówno dl drgń ogólnych jk i miejscowych pomiry wrtości skorygownej przyspieszeni wykonuje się w trzech prostopdłych do siebie kierunkch: x, y, z prwoskrętnego, prostokątnego ukłdu współrzędnych. Pomiry przeprowdz się w typowych wrunkch występujących n dnym stnowisku prcy, przy wykonywniu przez prcownik typowych czynności, podczs normlnej eksplotcji pojzdu, nrzędzi, mszyny lub urządzeni. Zmierzone n stnowisku prcy skorygowne skuteczne przyspieszenie drgń, chrkteryzujące drgni w poszczególnych kierunkch x, y i z, wrz z czsem ich dziłni jest podstwą do wyznczeni wielkości służących do oceny nrżeni n drgni: dziennej ekspozycji (odniesionej do 8 godzin ), ekspozycji krótkotrwłej (trwjącej 30 min lub krócej). Określenie dziennej ekspozycji pozwl n uwzględnienie nrżeni prcownik n drgni pochodzące z różnych źródeł (np. podczs obsługi kolejno kilku nrzędzi, które wytwrzją drgni o różnych mplitudch i częstotliwościch) w ciągu cłego dni prcy. Poprzez dwki drgń (wyznczne podczs obliczeń wrtości dziennej ekspozycji jko wielkość pomocnicz) określne dl wszystkich zidentyfikownych czynności wykonywnych przez prcownik w nrżeniu n drgni bierze się pod uwgę nie tylko mplitudę drgń le i czsy trwni poszczególnych oceninych czynności. Zleżność opisując dwkę drgń: t związn jest z rekcją orgnizmu człowiek n docierjącą do niego energię w postci drgń. Jk możn zuwżyć nie jest to zleżność liniow, co ozncz, że zwiększenie mplitudy drgń wywołuje 11
negtywne skutki w orgnizmie w zncznie większym stopniu, niż wynikłoby to ze wzrostu wrtości przyspieszeni drgń. Wyzncznie ekspozycji krótkotrwłej m n celu zidentyfikownie sytucji, w których n prcownik dziłją drgni o brdzo dużych mplitudch, lecz przez stosunkowo krótki czs (30 min lub krócej). Wyznczenie dziennej ekspozycji w tkich przypdkch mogłoby doprowdzić do błędnej oceny nrżeni energi drgń dziłjących tk krótko po przeliczeniu jej n wrtość równowżną z 8 godzin osiągnęłby wrtość, z której mogłoby wynikć, że zgrożeni nie m lub jest niewspółmiernie młe. Brdzo duż mplitud drgń dziłjących nwet brdzo krótko może wywołć brdzo niebezpieczne skutki w orgnizmie prcownik. W zleżności od rodzju drgń - ogólne czy dziłjące przez kończyny górne - różny jest sposób wyznczni dziennej ekspozycji i ekspozycji krótkotrwłej. Drgni dziłjące przez kończyny górne mierzone są rękojeścich i uchwytch nrzędzi, dźwignich i elementch sterujących itp. Sposób oceny nrżeni n nie jest nstępujący: N podstwie zmierzonych trzech skłdowych drgń: hwx, i ; hwy, ; i hwz, i dl kżdej wyodrębnionej czynności jką wykonuje prcownik podczs dni prcy, obliczn jest wrtość sumy wektorowej skorygownych skutecznych przyspieszeń drgń hv, i wg wzoru (5) : (5) hv, i hwx, i hwy, i hwz, i gdzie: hwx, i ; hwy i i, ; hwz, i - skorygowne skuteczne wrtości przyspieszeni drgń, zmierzone dl kierunku x, y i z n stnowisku prcy przy wykonywniu i-tej czynności w nrżeniu n drgni, w m/s. - numer kolejnej czynności wykonywnej w nrżeniu n drgni Określ się tkże cłkowity czs nrżeni prcownik n drgni w ciągu doby, t (w min) będący sumą czsów trwni t i (w min) poszczególnych i -tych czynności, ze wzoru (6): t n t i i 1 (6) gdzie: n - liczb czynności wykonywnych w nrżeniu n drgni n kontrolownym stnowisku prcy. 1
W zleżności od długości wyznczonego cłkowitego czsu nrżeni prcownik n drgni w ciągu doby t e, przeprowdzne są odpowiednie obliczeni: gdy określony czs cłkowity t jest równy lub krótszy niż 30 min ( t <= 30 min), dl kontrolownego stnowisk prcy, spośród n wyznczonych sum wektorowych wybiern jest mksymln wrtość sumy wektorowej skorygownych, skutecznych przyspieszeń drgń hv, mx - ekspozycj krótkotrwł, w m/s, wg wzoru (7): gdzie: hv mx mx h, v mx hv, hv, (7) hv i - jk we wzorze (1), n - jk we wzorze ().... i 1 hv n jeżeli określony czs cłkowity t jest dłuższy niż 30 min (t >30 min) wyznczn jest dzienn (8-godzinn) ekspozycj n drgni, A(8) w m/s, wg wzoru (8): gdzie: hv i A 8) 1 T n i 1 hv t i i ( (8) - sum wektorow skutecznych, wżonych przyspieszeń drgń, wyznczon dl i tej czynności wykonywnej w nrżeniu n drgni ze wzoru 1, w m/s, i t i - numer kolejnej czynności wykonywnej w nrżeniu n drgni, - czs trwni i-tej czynności wykonywnej w nrżeniu n drgni, w minutch, n - liczb czynności wykonywnych w nrżeniu n drgni n kontrolownym stnowisku prcy, T - 480 min (8 godzin). gdy określony czs cłkowity t jest dłuższy niż 30 min lecz jedn lub więcej czynności trwło krócej (lub równo) niż 30 min (t > 30 min le t i <= 30 min ), wyznczn jest dzienn ekspozycj n drgni A (8) wg wzoru (4) orz dodtkowo, spośród sum wektorowych wyznczonych dl czynności o czsie trwni krótszym lub równym 30 min ( t i <= 30 min), wybiern jest sum wektorow o njwiększej wrtości hvmx - ekspozycj krótkotrwł, wg wzoru (7). Drgni dziłjące w sposób ogólny mierzone są n siedziskch pojzdów, pltformch, podłogch itp. Sposób ich oceny zncznie różni się od stosownego do 13
oceny drgń dziłjących przez kończyny górne. Zmist oblicznej wrtości sumy wektorowej (wyzncznej n podstwie trzech skłdowych kierunkowych skorygownych przyspieszeń drgń) wyzncz się tzw. dominujące skorygowne przyspieszenie drgń njwiększą wrtość skorygownego przyspieszeni drgń wybierną spośród trzech skłdowych kierunkowych przyspieszeń, więc w rzeczywistości jedną skłdową kierunkową. N jej podstwie, w zleżności od długości wyznczonego cłkowitego czsu nrżeni prcownik n drgni w ciągu doby t, przeprowdzne są nstępujące obliczeni: gdy określony czs cłkowity t jest równy lub krótszy niż 30 min ( t <= 30 min), dl kontrolownego stnowisk prcy wybiern jest wrtość dominują, spośród n wyznczonych skutecznych, skorygownych w, mx przyspieszeń drgń w, l i, z uwzględnieniem włściwych współczynników 1,4,, 1,4 w, y, w, z ) w m/s, wg wzoru (9). Współczynniki o wrtościch 1,4 dl ( w x kierunku x i y orz 1,0 dl kierunku z odzwierciedlją zróżnicowną rekcję orgnizmu człowiek n drgni poziome i pionowe. gdzie: wl i w mx mx wl mx wl, wl..., (9) i 1 wl n - skorygowne skuteczne wrtości przyspieszeni drgń, zmierzone dl kierunku l ( l x lub l y lub l z ) n stnowisku prcy przy wykonywniu i-tej czynności w nrżeniu n drgni, w m/s, n - jk we wzorze (). jeśli określony czs cłkowity t jest dłuższy niż 30 min (t >30 min) wyznczn jest dl kżdego kierunku l (l=x lub l=y lub l=z) oddzielnie 8-godzinn ekspozycj, A ( 8) l w m/s, wg wzoru (10): n 1 A( 8) l kl wl t i i (10) T i 1 gdzie: wl i - jk we wzorze (9), l x lub l y lub l z k l - współczynnik kierunkowy (k x = k y = 1,4 ; k z = 1) t i - czs trwni i-tej czynności wykonywnej w nrżeniu n drgni, w minutch, n - liczb czynności wykonywnych w nrżeniu n drgni n kontrolownym stnowisku prcy, T - 480 min (8 godzin). 14
gdy określony czs cłkowity t jest dłuższy niż 30 min lecz jedn lub więcej czynności trwło krócej (lub równo) niż 30 min (t > 30 min le t i <= 30 min ), wyznczn jest 8-godzinn ekspozycj, A ( 8) w m/s, wg wzoru (10) orz dodtkowo, spośród n wyznczonych skorygownych skutecznych przyspieszeń drgń, wl i dl czynności trwjących krócej lub równo 30 min ( t i <= 30 min), wybiern jest wrtość dominującą w, mx wg wzoru (9). l Ocen nrżeni prcownik (z uwzględnieniem jego ewentulnej przynleżności do tkich grup jk młodocini czy kobiety w ciąży) n drgni mechniczne poleg n porównniu wrtości wyznczonych wielkości chrkteryzujących drgni z określonymi w przepisch ich wrtościmi dopuszczlnymi [11, 13, 15]. Wrtości dopuszczlne (NDN) Obowiązujące obecnie wrtości dl dziennej ekspozycji i ekspozycji krótkotrwłej określone jko dopuszczlne ze względu n ochronę zdrowi prcowników podne są w rozporządzeniu Ministr Gospodrki i Prcy w sprwie njwyższych dopuszczlnych stężeń i ntężeń czynników szkodliwych dl zdrowi w środowisku prcy (NDN) [18]. Zmieszczono je w tbeli 1. Tbel 1. Wrtości dopuszczlne ekspozycji n drgni mechniczne (NDN) [18] Rodzj drgń Wrtości dopuszczlne dziennej ekspozycji n drgni mechniczne (NDN) Wrtości dopuszczlne krótkotrwłych ekspozycji n drgni mechniczne (NDN) Drgni dziłjące przez kończyny górne (drgni miejscowe) A 8 dop,8 m s hv, 30 min, dop 11, m s Drgni o dziłniu ogólnym A dop 8 0,8 m s w, 30 min, dop 3, m s (drgni ogólne) Rozporządzenie Ministr Gospodrki i Prcy w sprwie bezpieczeństw i higieny prcy przy prcch związnych z nrżeniem n hłs lub drgni mechniczne [19] wprowdz, z dyrektywą 00/44/WE, dodtkowe kryterium oceny dziennej ekspozycji n drgni - próg dziłni. Wrtości progów dziłni zwier tbel. 15
Tbel. Wrtości progów dziłni dl dziennej ekspozycji n drgni mechniczne Rodzj drgń Drgni dziłjące przez kończyny górne (drgni miejscowe) Drgni o dziłniu ogólnym (drgni ogólne) Wrtości progów dziłni dl drgń mechnicznych A dzilnie 8,5 m s A dzilnie 8 0,5 m s Po przekroczeniu podnych w rozporządzeniu wrtości prcodwc zobowiązny jest do podjęci dziłń zmniejszjących ryzyko zwodowe (ze względu n drgni). W Rozporządzeniu Rdy Ministrów w sprwie wykzu prc wzbronionych młodocinym i wrunków ich ztrudnini przy niektórych z tych prc [1] podno wrtości dopuszczlne drgń mechnicznych dl tej grupy prcowników. Przedstwiono je w tbeli 3; zmieszczono w niej tkże wrtości dopuszczlne drgń mechnicznych dl kobiet w ciąży z rozporządzeni Rdy Ministrów w sprwie wykzu prc szczególnie uciążliwych lub szkodliwych dl zdrowi kobiet [0]. Tbel 3. Wrtości dopuszczlne ekspozycji drgń mechnicznych (NDN) dl młodocinych i kobiet w ciąży [0,1] Rodzj drgń Rodzj ekspozycji Wrtości dopuszczlne (NDN) dl młodocinych Wrtości dopuszczlne (NDN) dl kobiet w ciąży Drgni dziłjące przez dzienn ekspozycj A dop 8 1,0 m s A dop 8 1,0 m s kończyny górne (drgni miejscowe) ekspozycj krótkotrwł hv, 30 min, dop 4,0 m s hv, 30 min, dop 4,0 m s Drgni o dziłniu ogólnym (drgni ogólne) dzienn ekspozycj ekspozycj krótkotrwł A dop 8 0,19 m s w, 30 min, dop 0,76 m s Prc wzbronion 16
7. Ogrnicznie nrżeni n drgni Ogrnicznie nrżeni n drgni związne jest z minimlizowniem ilości energii wibrokustycznej docierjącej ze źródł do orgnizmu człowiek. Podejmowne w tym zkresie dziłni opierją się n rozwiąznich technicznych i orgnizcyjnych. Rozwiązni techniczne to m.in. : minimlizownie drgń u źródł ich powstwni (zmniejsznie wibroktywności źródeł), minimlizownie drgń n drodze ich propgcji, utomtyzcję procesów technologicznych i zdlne sterownie źródłmi drgń, dodtkowe ukłdy redukcji drgń, ktywn i semi-ktywn redukcj drgń. Zmniejszenie wibroktywności źródeł możn osiągnąć ingerując w ich konstrukcję (minimlizcj luzów, poprw wyrównowżeni elementów wirujących, elimincj wzjemnych uderzeń elementów współprcujących i ich włściwy montż, włściwe mocownie mszyn do podłoż - fundmentownie itp.) [, 3, 4, 8]. Tłumienie drgń n drodze ich propgcji uzyskuje się np. przez wprowdzenie dyltcji między fundmentmi mszyn i urządzeń otoczeniem, stosownie mteriłów wibroizolcyjnych w różnej postci (mty, podkłdki, specjlne wibroizoltory), tkże przez stosownie środków ochrony indywidulnej. W przypdku zmniejszni nrżeni n drgni mechniczne dziłjące przez kończyny górne njczęściej stosownym środkiem ochrony indywidulnej są rękwice ntywibrcyjne [10, 1, 6, 7, 8]. Skuteczność rękwic ntywibrcyjnych chrkteryzują współczynniki przenoszeni drgń podwne przez producentów: - wrtość średni skorygownego współczynnik przenoszeni drgń przez rękwicę wyznczon w zkresie częstotliwości 3 00 Hz, - wrtość średni skorygownego współczynnik przenoszeni drgń przez rękwicę wyznczon w zkresie częstotliwości 00 150 Hz. Poniewż te sme rękwice mogą zupełnie inczej spełnić swoją funkcję w zleżności od chrkteru widm drgń generownych przez źródło, wywiernych przez prcownik sił zcisku i ncisku, wrunków środowiskowych, sposobu prcy, konieczny jest ich włściwy dobór [6-8]. Do technicznych metod ogrniczni zgrożeni powodownego drgnimi mechnicznymi zlicz się tkże utomtyzcję procesów technologicznych i zdlne 17
sterownie źródłmi drgń. Metody te pozwlją oddlić prcowników od obszrów zgrożonych drgnimi mechnicznymi, zmniejszją ztem ryzyko utrty zdrowi n skutek dziłni drgń. Poprzez przyłącznie do drgjących obiektów dodtkowych ukłdów mechnicznych tkich jk np. dynmiczne elimintory drgń, możliwe jest ogrniczenie mplitudy ich drgń. Poniewż elimintory drgń wymgją dostrojeni ich do konkretnej częstotliwości (wąskiego zkresu częstotliwości), tkie rozwiązni stosowne są dl mszyn i urządzeń stcjonrnych generujących drgni ustlone lub zbliżone do ustlonych. Metody ktywnej redukcji drgń nleżą do njbrdziej nowoczesnych i efektywnych sposobów ogrniczni lub eliminowni drgń mechnicznych. Redukcję drgń tymi metodmi uzyskuje się poprzez zstosownie w miejscch zgrożonych drgnimi dodtkowych ukłdów mechnicznych. Aktywne sterownie zpewni dostosowywnie się ich n bieżąco do wrunków (drgń wytwrznych przez źródło) tk, by efekt redukcji w kżdej chwili był jk njwiększy. Metody orgnizcyjno-dministrcyjne ogrniczni zgrożeń drgnimi mechnicznymi to głównie: skrcnie czsu nrżeni n drgni w ciągu zminy roboczej, wydzielnie specjlnych pomieszczeń do odpoczynku, przesuwnie do prcy n innych stnowiskch osób szczególnie wrżliwych n dziłnie drgń, szkoleni prcowników: w celu uświdomieni im występujących zgrożeń powodownych ekspozycją n drgni, w zkresie bezpiecznej obsługi mszyn, nrzędzi, pojzdów. Metody orgnizcyjno-dministrcyjne powinny być stosowne zwłszcz tm, gdzie brk jest możliwości ogrniczeni zgrożeń metodmi technicznymi [1, 9, 30]. W minimlizcji zgrożeń drgnimi mechnicznymi niebgtelną rolę odgryw tkże profilktyk medyczn. M on n celu przede wszystkim niedopuszczenie do ztrudnini osób szczególnie wrżliwych n dziłnie drgń mechnicznych n stnowiskch opertorów mszyn i nrzędzi wytwrzjących drgni o zncznych mplitudch. U osób ze schorzenimi stn czynnościowy orgnizmu pod wpływem drgń może zncznie się pogorszyć. Osoby prcujące w wrunkch nrżeni n drgni powinny być systemtycznie poddwne bdniom okresowym. Zkres i 18
częstotliwość wstępnych, okresowych i kontrolnych bdń lekrskich prcowników nrżonych w miejscu prcy n dziłnie różnych czynników, w tym tkże drgń mechnicznych, określ rozporządzenie Ministr Zdrowi i Opieki Społecznej w sprwie przeprowdzni bdń lekrskich prcowników, zkresu profilktycznej opieki zdrowotnej nd prcownikmi orz orzeczeń lekrskich wydwnych do celów przewidzinych w kodeksie prcy [16]. W prktyce, w wlce z zgrożenimi powodownymi drgnimi mechnicznymi njlepsze rezultty dje stosownie kilku wymienionych metod jednocześnie. 19
8. Podsumownie Zwodowe nrżenie n drgni mechniczne jest problemem bdnym zrówno przez służby techniczne, jk i medyczne. Źródł ndmiernych drgń mechnicznych i związne z nimi zgrożenie zdrowi, występują powszechnie w środowisku prcy. Wyniki bdń wskzują, że prcownicy wykorzystujący zwodowo pojzdy jednośldowe mogą być tkże nrżeni n drgni mechniczne, przekrczjące wrtości dopuszczlne ustlone ze względu n ochronę zdrowi. Według dnych sttystycznych, spośród ok. 6 mln, ok. 40 tys. osób prcuje w wrunkch zgrożeni drgnimi mechnicznymi, tj. w wrunkch przekroczeni ustlonych dl drgń wrtości njwyższych dopuszczlnych ntężeń. Corocznie stwierdznych jest pond 00 nowych przypdków zespołu wibrcyjnego, czyli choroby zwodowej wywoływnej dziłniem drgń miejscowych. Zespół wibrcyjny stnowi,7% wszystkich zrejestrownych przypdków chorób zwodowych i znjduje się n 7 pozycji listy tych chorób. Ze względu n niepożądne skutki zwodowej ekspozycji n drgni mechniczne: zdrowotne, społeczne i ekonomiczne (obniżenie wydjności i jkości prcy, koszty związne z bsencją w prcy, leczeniem i rentmi inwlidzkimi), konieczne jest: szybkie rozpoznwnie zgrożeni w przedsiębiorstwie kontrolownie stnowisk prcy przez wykonnie pomirów drgń zgodnie z obowiązującymi procedurmi nlizownie i oceninie stnu zgrożeni i ryzyk zwodowego podejmownie n bieżąco przedsięwzięć zmierzjących do ogrniczeni zgrożeń drgnimi oprcowywnie progrmów poprwy bezpieczeństw prcy, m.in. w zkresie ogrniczni zgrożeń drgnimi mechnicznymi relizownie oprcownych progrmów prowdzenie wstępnych i okresowych bdń lekrskich prcowników orgnizownie szkoleń w celu poszerzeni wiedzy o występującym zgrożeniu orz szkoleń w zkresie prwidłowej, bezpiecznej obsługi pojzdów, mszyn i urządzeń. 0
Bibliogrfi 1. Augustyńsk D., P. Kowlski: Strtegi ochrony prcowników przed drgnimi mechnicznymi według nowych przepisów prwnych europejskich i krjowych. Bezpieczeństwo Prcy, str. 8-10, Nr 5 (416), Centrlny Instytut Ochrony Prcy, Wrszw, mj 006.. Cempel Cz.: Wibrokustyk stosown. Wrszw, PWN 1989. 3. Engel Z.: Ochron środowisk przed drgnimi i hłsem. Wrszw, PWN 1993. 4. Engel Z., Koton J., Kowlski P., Szop J.: Metody ochrony przed drgnimi mechnicznymi. [W:] Ochron przed hłsem i drgnimi w środowisku prcy. Red. D. Augustyńsk, W. M. Zwiesk. Wrszw, CIOP 1999, s.151-169. 5. Griffin M. J.: Hndbook of Humn Vibrtion. London, Acdemic Press 1990. 6. Hrzin B.: Drgni mechniczne. Sosnowiec, IMPiZŚ 1996. 7. Hrzin B.: Zgrożenie zdrowi wywołne dziłniem drgń mechnicznych. Sosnowiec, IMPiZŚ 000. 8. Kordeck D., Lipowczn A.: Drgni mechniczne (wibrcje). [W:] Bezpieczeństwo prcy i ergonomi. Red. D. Kordeck. T.1. Wrszw, CIOP 1999, s. 33-37. 9. Koton J., Hrzin B.: Skutki zdrowotne zwodowego nrżeni n drgni miejscowe. Wrszw, CIOP 000. 10. Koton J., Kowlski P., Szop J.: Rękwice ntywibrcyjne metod bdń i kryteri oceny. Bezpieczeństwo Prcy 1997, nr 3, s. 0-. 11. Koton J., Szop J.: Drgni mechniczne. [W:] Ocen ryzyk zwodowego. T. 1. Podstwy metodyczne. Wyd.. Wrszw, CIOP 001. 1. Koton J., Szop J.: Rękwice ntywibrcyjne ocen skuteczności i zsdy doboru do stnowisk prcy. Bezpieczeństwo Prcy 1999, nr 11, s. -5. 13. Kowlski P.: Pomir i ocen drgń mechnicznych w środowisku prcy według nowych przepisów prwnych. Bezpieczeństwo Prcy, str. 4-6, Nr 9 (40), Centrlny Instytut Ochrony Prcy, Wrszw, wrzesień 006. 14. Mrkiewicz L.: Wibrcje. Wrszw, Inst. Wyd. CRZZ 1980. 15. Pelmer P. L., Tylor W., Wssermn D. E.: Hnd-Arm Vibrtion. New York, Vn Nostrnd Reinhold 199. 16. Rozporządzenie Ministr Zdrowi i Opieki Społecznej z dni 30 mj 1996 r. w sprwie przeprowdzni bdń lekrskich prcowników, zkresu profilktycznej opieki zdrowotnej nd prcownikmi orz orzeczeń lekrskich wydwnych do celów przewidzinych w Kodeksie Prcy. (Dz. U. 1996 Nr 69, poz. 1
33, ze zminmi osttni zm.: Dz. U. 001, nr 18 poz. 1405, Dz. U. 010, nr 40, poz. 1611). 17. Rozporządzenie Ministr Zdrowi z dni 0 kwietni 005 r. w sprwie bdń i pomirów czynników szkodliwych dl zdrowi w środowisku prcy. (Dz. U. 005 Nr 73 poz. 645, Dz.U. 011 nr 33 poz. 166). 18. Rozporządzenie Ministr Gospodrki i Prcy z dni 10 pździernik 005 r. zmienijące rozporządzenie w sprwie njwyższych dopuszczlnych stężeń i ntężeń czynników szkodliwych dl zdrowi w środowisku prcy. (Dz. U. 005 Nr 1 poz. 1769, Dz.U. 007 nr 161 poz. 114, Dz.U. 009 nr 105 poz. 873, Dz.U. 010 nr 141 poz. 950, Dz.U. 011 nr 74 poz. 161). 19. Rozporządzenie Ministr Gospodrki i Prcy z dni 5 sierpni 005 r. w sprwie bezpieczeństw i higieny prcy przy prcch związnych z nrżeniem n hłs lub drgni mechniczne. (Dz. U. 005 Nr 157 poz. 1318). 0. Rozporządzenie Rdy Ministrów z dni 10 wrześni 1996 r. w sprwie wykzu prc szczególnie uciążliwych lub szkodliwych dl zdrowi kobiet. (Dz. U. nr 114, poz. 545 ze zm. Dz.U. 00, nr 17, poz. 109). 1. Rozporządzenie Rdy Ministrów z dni 5 lipc 005 r. zmienijące rozporządzenie w sprwie wykzu prc wzbronionych młodocinym i wrunków ich ztrudnini przy niektórych z tych prc. (Dz. U. 005, nr 136 poz. 1145, Dz.U. 006 nr 107 poz. 74).. PN-EN ISO 5349 1 Drgni mechniczne. Pomir i wyzncznie ekspozycji człowiek n drgni przenoszone przez kończyny górne. Część 1: Wymgni ogólne. 3. PN-EN ISO 5349 Drgni mechniczne. Pomir i wyzncznie ekspozycji człowiek n drgni przenoszone przez kończyny górne. Część : Prktyczne wytyczne do wykonywni pomirów n stnowisku prcy. 4. PN-EN 1453 Drgni mechniczne. Pomir i oblicznie zwodowej ekspozycji n drgni o ogólnym dziłniu n orgnizm człowiek dl potrzeb ochrony zdrowi Wytyczne prktyczne. 5. PN- EN ISO 8041 Drgni mechniczne oddziłujące n człowiek. Mierniki. 6. PN EN 40: Wymgni ogólne dl rękwic. 7. PN EN 388: Rękwice ochronne chroniące przed zgrożenimi mechnicznymi 8. PN EN ISO 10819 Drgni i wstrząsy mechniczne Drgni odziłujące n orgnizm człowiek przez kończyny górne Metod pomiru i oceny współczynnik przenoszeni drgń przez rękwice n dłoń opertor. 9. PN-N-18001Systemy zrządzni bezpieczeństwem i higien prcy. Wymgni.
30. PN-N-1800 Systemy zrządzni bezpieczeństwem i higieną prcy. Ogólne wytyczne do oceny ryzyk zwodowego. 3
PYTANIA SPRAWDZAJĄCE 1. Jk definiowne są drgni dziłjące w środowisku prcy?. Poprzez jkie części cił dziłją n prcownik drgni ogólne? 3. Jkie zburzeni obejmuje zespół wibrcyjny? 4. Dl jkiego czsu nrżeni określone są w polskich przepisch wrtości NDN dl drgń mechnicznych? 5. Co to jest rezonns drgń? 6. Jk wielkość fizyczn wykorzystywn jest podczs pomirów drgń n stnowiskch prcy? 7. Od czego zleży wrtość ekspozycji n drgni? 8. Wymień skutki funkcjonlne dziłni drgń mechnicznych n prcownik. 9. Czy wrtości dopuszczlne dl drgń mechnicznych są tkie sme dl wszystkich prcowników? 10. Jkie środki techniczne stosowne są przy ogrniczniu nrżeni n drgni w środowisku prcy? 11. Czy do wszystkich nrzędzi ręcznych powinny być stosowne tkie sme rękwice ntywibrcyjne? 1. W jkim celu wykonuje się bdni medyczne prcownikom przed ich ztrudnieniem w wrunkch nrżeni n drgni mechniczne? 4