Temat 9

HAŁAS, WIBRACJA, MIKROKLIMAT I ICH WPŁYW NA BEZPIECZEŃSTWO PRACY

• hałas

• wibracja

• mikroklimat

• profilaktyka

HAŁAS

• hałasem jest dźwięk o dowolnym charakterze akustycznym, niepożądany w danych warunkach i przez daną osobę (wg PN)

• hałas powoduje ok. 18% wszystkich chorób zawodowych w Polsce i ma tendencję rosnącą

• w zależności od częstotliwości drgań akustycznych rozróżniamy hałas:

• słyszalny - 16 Hz - 16.000 Hz

• niesłyszalny:

• 2 Hz - 50 Hz - hałas infradźwiękowy

• 10.000 Hz - 100.000 Hz - hałas ultradźwiękowy

• częstotliwość drgań akustycznych to ilość drgań ośrodka sprężystego (powietrza) w 1 sekundzie,

• jednostką częstotliwości jest 1 Hz (hertz)

• źródłami hałasu infradźwiękowego są m.in. sprężarki, silniki wysokoprężne, stacje trafo, urządzenia transportowe itp.

• cechą charakterystyczną infradźwięków jest długość fali (do kilku kilometrów) - co umożliwia rozchodzenie się na duże odległości

• źródłami hałasu ultradźwiękowego są m.in. zgrzewarki, aparaty diagnostyczne i lecznicze, wysokoobrotowe maszyny i urządzenia

• cechą charakterystyczną ultradźwięków jest długość fali (bardzo krótka, od 10 ‾¹⁴ m)

• podział źródeł hałasu:

• mechaniczne (maszyny i urządzenia)

• aerodynamiczne i hydrodynamiczne (ruch gazów i płynów)

• technologiczne (kruszenie, łamanie)

• uciążliwość hałasu zależy od:

• natężenia hałasu

• poziomu ekspozycji

• rodzaju źródeł hałasu

• relacji między człowiekiem a źródłem hałasu

• podstawowe określenia charakteryzujące dźwięk to:

• ciśnienie akustyczne - przyrost ciśnienia środowiska ponad ciśnienie statyczne powietrza (Pa)

• natężenie akustyczne - ilość energii przenikająca w jednostce czasu przez powierzchnię prostopadłą do kierunku rozprzestrzeniania się fali (W/m²)

• moc akustyczna - ilość energii akustycznej wyemitowanej przez źródło dźwięku w jednostce czasu (W)

• próg słyszalności - to najmniejsza wartość ciśnienia akustycznego wywołującego wrażenie słuchowe. Wynosi ono 1 x 10‾⁵ Pa (przy częstotliwości 1.000 Hz) lub 10 ‾¹² W/m²

• próg bólu - to wartość ciśnienia wywołującego uczucie bólu. Wynosi ono ok. 100 Pa (przy częstotliwości 1.000 Hz)

• poziom dźwięku (natężenie hałasu) wyrażamy w dB - jest to stosunek ciśnienia akustycznego do wartości progu słyszalności wyrażony w skali logarytmicznej lub odpowiednio stosunek natężenia akustycznego lub mocy akustycznej do wartości odpowiadających progowi słyszalności w tych jednostkach

• decybel (dB) to stosunek opisanych wyżej wielkości równy 1

• stosowanie skali logarytmicznej pozwala na:

• skalowanie szerokiego zakresu wartości poziomu dźwięku

• określenie rzeczywistego narażenia pracownika (prawo Frechneta) - ucho ludzkie ma wrażliwość na dźwięk odpowiadającą skali logarytmicznej

• oddziaływanie dźwięku na organizm ludzki uzależnione jest od częstotliwości dźwięku

• w miernikach poziomu dźwięku stosuje się filtry korekcyjne, których celem jest zbliżenie odbioru rejestrowanego dźwięku do charakterystyki ucha (ma naśladować ucho)

• w ślad za filtrami, które oznaczono: A, B, C wprowadzono pojęcie poziomu intensywności dźwięku A, B, C.

• Filtry przystosowują charakterystykę przyrządu do charakterystyki wrażliwości ucha w zakresach:

• małych (dBA)

• średnich (dBB)

• dużych (dBC)

poziomów intensywności dźwięku

• podział hałasu ze względu na zmienność jego natężenia w czasie

• hałas ciągły - poziom A natężenia bz

• hałas ustalony - poziom dźwięku A zmienia się podczas obserwacji nie więcej niż o 5 dB

• hałas nieustalony - poziom dźwięku A zmienia się o więcej niż 5 dB

• hałas impulsowy - składa się z jednego lub wielu dźwięków, z których każdy trwa krócej niż 1 sek.

• skutki oddziaływania hałasu kumulują się w organizmie ludzkim w czasie

• hałas w środowisku pracy charakteryzowany jest przez:

• poziom ekspozycji na hałas odniesiony do dnia, tygodnia itp.

• maksymalny poziom dźwięku A

• szczytowy poziom dźwięku C (Rozporządzenie MPiPS z 29 listopada 2002r. - Dz. U. nr 217, poz. 1833).

• dopuszczalne wartości poziomu natężenia hałasu nie mogą przekraczać:

czas ekspozycji poziom hałasu (dB)

8 godz. dzień pracy 85

tydzień pracy 85

max. poziom dźwięku A 115

szczytowy poz. dźwięku C 135

dla prac. młodocianych 80

dla kobiet w ciąży 65

• przy natężeniu 85 dB (A) ryzyko trwałego uszkodzenia słuchu po 40 latach pracy nie przekracza 10%

• zaleca się obniżenie poziomu dźwięku do 80 dB (A) a przy hałasie impulsowym do 75 dBA

• normy równoważnego poziomu dźwięku A dla niektórych stanowisk pracy:

• w kabinach sterowania, laboratoriach, halach maszyn do pisania, dalekopisy, urządzenia liczące - 75 dBA

• w kabinach dyspozytorskich, pomieszczeniach do prac precyzyjnych - 65 dBA

• w pomieszczeniach administracyjnych, biurach projektowych itp. - 55 dBA

• dopuszczalne wartości hałasu infradźwiękowego:

• przy 8 godz. ekspozycji - max. 110 dB

• max. dop. (NDNCh) - 137 dB

• dopuszczalne wartości hałasu ultradźwiękowego:

• 8 godz. ekspozycja - max. 120 dB

• max. dop (NDNCh) - 130 dB

• profilaktyka

• eliminacja źródła hałasu lub zmniejszenie natężenia hałasu przez:

• stosowanie mało hałaśliwych urządzeń i procesów technologicznych

• mechanizacje i automatyzację procesów technologicznych

• wymianę maszyn i urządzeń powodujących nadmierny hałas na maszyny i urządzenia spełniające wymogi norm

• utrzymywanie maszyn i urządzeń w wymaganym stanie technicznym

• ograniczenie rozprzestrzeniania się hałasu przez stosowanie:

• izolacji akustycznej stanowiska pracy (ekrany, tłumiki)

• obudowy źródeł hałasu

• zwiększenia chłonności akustycznej

• zmniejszenie czasu ekspozycji na hałas poprzez:

• przesunięcia organizacyjne

• wydzielenie źródła hałasu i zmniejszenie obsługi

• stosowanie ochron osobistych

• wkładki przeciwhałasowe

• nauszniki przeciwhałasowe

• hełmy przeciwhałasowe

• stosowany sprzęt ochrony osobistej musi mieć dopuszczenie (zgodność z wzorcem) lub certyfikat wydany przez CIOP

• ochraniacz słuchu spełnia swoją rolę jeśli po jego zastosowaniu poziom dźwięku (A) obniżony zostanie poniżej dopuszczalnej granicy

• skuteczność tłumienia dźwięku ochraniaczy słuchu wynosi dla:

• typu zewnętrznego 20-45 dB

• wkładek dousznych 15 - 35 dB

• ochrony słuchu mogą być traktowane jako rozwiązania doraźne, gdy nie ma możliwości skutecznego obniżania poziomu hałasu

• sprzęt ochrony słuchu powinien być prawidłowo dobrany, używany i konserwowany

WIBRACJA

• wibracja to zjawisko drgań mechanicznych występujących na stanowisku pracy, których energia przenoszona jest na organizm pracownika za pośrednictwem części ciała stykającej się bezpośrednio ze źródłem drgań

• typy drgań mechanicznych (Cz. Cempel, 1989)

• powstające w wyniku wymuszeń kinetycznych (np. drgająca podłoga, sprężarka)

• powstające w wyniku wymuszeń siłowych (ruch posuwisto-zwrotny lub ruch obrotowy podzespołów maszyn)

• przyczyny powstawania drgań mechanicznych w maszynach i urządzeniach

• konstrukcyjne (np. karbowody)

• technologiczne (np. niedokładności montażowe, luzy na łożyskach)

• eksploatacyjne ( zużycia maszyn)

• podział drgań ze względu na oddziaływanie na organizm pracownika:

• oddziaływanie ogólne (przez podłoże, siedzisko itp.)

• oddziaływanie miejscowe (narzędzia ręczne)

• źródła drgań o oddziaływaniu ogólnym są:

• prasy hydrauliczne i mechaniczne

• przesiewacze sitowe

• wtryskarki

• maszyny do robót ziemnych

• urządzenia i elementy wentylacji lokalnej

• urządzenia filtrująco-wentylacyjne

• inne

• źródła drgań oddziaływujące przez kończyny górne:

• narzędzia ręczne (młotki udarowe, wiertarki udarowe itp.)

• narzędzia ręczne obrotowe (wiertarki, piły łańcuchowe itp.)

• dźwignie sterujące maszyn i pojazdów obsługiwane rękami lub nogami

• źródła technologiczne (np. obrabiane elementy trzymane w dłoniach)

• maszyny do obróbki obsługiwane ręcznie (np. piły tarczowe, szlifierki)

• inne

• podział drgań ze względu na zmienność skutecznego przyspieszenia

• drgania ustalone (zmiany nie większe niż 2 razy w stosunku do najmniejszej wartości)

• drgania nieustalone (więcej niż 2 razy)

• podział drgań ze względu na czas narażenia:

• ciągłe - przez całą dniówkę

• przerywane - występują wielokrotnie w czasie dniówki, z przerwami

• sporadyczne - występują nieregularnie (np. raz na zmianę, raz w tygodniu)

• wartości progowe czucia wibracji przez człowieka to drgania o częstotliwości 15 - 800 Hz

• drgania oddziałują na system nerwowy oraz bezpośrednio na tkanki stykające się ze źródłem drgań

• człowiek wykazuje największą wrażliwość na drgania o częstotliwości 4 - 8 Hz

• szczególnie niebezpieczne są drgania o częstotliwości niskiej z uwagi na możliwość powstania rezonansu z drganiami narządów wewnętrznych człowieka

• częstotliwość rezonansowa wynosi przykładowo:

• kończyny górne - 3 Hz

• kończyny dolne - 5 Hz

• kręgosłup - 8 Hz

• płuca i serce - 4 - 9 Hz

• żołądek - 8 Hz

• narządy jamy brzusznej - 4,5 - 10 Hz

• gałka oczna - 60 - 90 Hz

• zespół wibracyjny - to zmiany chorobowe powstałe na skutek oddziaływania na organizm drgań

• objawy chorobowe dotyczą głównie:

• układu krążenia

• układu kostno-stawowego

• układu nerwowego

• zaburzeń czynności przewodu pokarmowego

• zaburzeń ogólnych (głowa, bezsenność itp.)

• skuteczność drgań zależy również od kierunku przenoszenia go na organizm (x, y, z)

• ocenę oddziaływania drgań na organizm ludzki wydaje się przez pomiar wartości skutecznego przyspieszenia (m/s²)

• do pomiaru służy wibrometr

• profilaktyka

• w przypadku drgań miejscowych

• siła docisku na narzędzie nie powinna przekraczać 200 N

• siła zaciskania ręki na uchwycie nie powinna przekraczać 50 N

• temperatura powietrza powinna wynosić min. 16°C, wilgotność względna 40-60%, prędkość powietrza poniżej 0,3 m/s

• należy stosować rękawice chroniące przed oddziaływaniem drgań

• w przypadku drgań ogólnych należy stosować:

• materiały wibroizolacyjne (osłabienie drgań ogólnych)

• materiały wibroizolacyjne, które wpływają na osłabienie energii drgań akustycznych i mechanicznych na drodze ich rozprzestrzeniania się (wibratory gumowe, sprężyny itp.)

• powłoki tłumiące i tłumiki drgań

MIKROKLIMAT

• mikroklimat to środowisko cieplne, w którym przebywa człowiek. Obejmuje ono zespół czynników fizycznych, a mianowicie: temperaturę powietrza, wilgotność, prędkość ruchu powietrza i promieniowanie cieplne

• komfort cieplny to stan środowiska, w którym człowiek nie czuje ani chłodu ani ciepła

• stan środowiska cieplnego, w jakim przebywa człowiek, charakteryzują:

• średnia temperatura powietrza,

• średnia temp. promieniowania otaczających powierzchni

• względna prędkość ruchu powietrza

• bezwzględna wilgotność powietrza

• wydatek energetyczny pracownika

• odzież okrywająca pracownika

• mikroklimat wpływa w znacznym stopniu na ogólne samopoczucie pracownika, na jego sprawność fizyczną i umysłową, na wydajność pracy, zachowanie dobrego zdrowia i wypadkowość

• najodpowiedniejsze warunki mikroklimatyczne to:

• temp. powietrza 23-25°C latem

• temp. powietrza 20-22°C zimą

• wilgotność względna 40-60%

• prędkość powietrza w pomieszczeniu

• 0,2 - 0,3 m/s latem

• 0,15 m/s w zimie

• dla prawidłowego funkcjonowania organizmu człowieka potrzebne jest zrównoważenie bilansu cieplnego i utrzymanie temp. ciała w granicach 36,5-37,5°C

• utrzymanie równowagi pomiędzy wszystkimi parametrami tworzącymi środowisko fizyczne pracy nazwane jest komfortem cieplnym (najlepsze samopoczucie)

• podstawą kwalifikacji środowisk termicznych jest skala ocen odczuć cieplnych człowieka - PMV (wg PN-N-08013:1985, środowisko umiarkowane)

• odczucia wg tej skali są następujące:

zimno -3 dość ciepło +1

chłodno -2 ciepło +2

dość chłodno -1 gorąco +3

obojętnie +/- 0

• komfort cieplny w środowisku umiarkowanym istnieje gdy: -0,5 < MPV < +0,5

• alternatywą dla w/w wzoru jest analiza równania bilansu cieplnego człowieka:

S = M - R - C - E - B, gdzie

S - ilość ciepła otrzymywanego lub odprowadzonego przez ustrój do otoczenia

M - wewnątrzustrojowa produkcja ciepła

R - ciepło promieniowania

C - ciepło unoszenia (oddawane przez przewodzenie i konwekcję)

E - ciepło parowania wydzielonego potu (plus pocenie dyfuzyjne przez skórę, niewyczuwalne)

B - straty ciepła związane z oddychaniem

• do oceny obciążenia cieplnego organizmu człowieka w środowisku gorącym stosowany jest wskaźnik WBGT (wg PN-N-080011:1985, środowisko gorące)

• wskaź. WBGT stanowi połączenie dwóch wielkości temperatury:

• wg termometru wilgotnego naturalnego (bez wymuszonego przepływu powietrza wokół zwilżonej osłony) - tnw

• wg temperatury termometru poczerniałej kuli - tg

WBGT = 0,7 tnw + 0,3 tg (1)

lub stosując psychoaspirator Assmana:

WBGT = 0,67tw+0,33t (2)

gdzie:

tw - temperatura termometru wilgotnego [ºC],

t - temperatura termometru suchego [ºC]

różnica pomiędzy (1) i (2) - 0,2ºC

• zatem, dla oceny czy pracownik ma zapewnione warunki komfortu cieplnego należy określić wartość wskaźnika MPV poprzez:

• oszacowanie wartości izolacyjnej używanej odzieży

• oszacowanie wartości metabolicznej produkcji ciepła w organizmie

• pomiar temperatury powietrza, prędkości ruchu powietrza, wilgotności powietrza i średniej temp. promieniowania

• skorzystanie z programów komputerowych

• jeśli obliczone wartości MPV są większe od (+2) - pracownik odczuwa „zbyt gorąco”, jeśli MPV jest mniejsze od (-2) - pracownik odczuwa „zbyt zimno”

• dla MPV > +2 należy wykonać pomiary dla określenia wartości wskaźnika WBGT (środowisko gorące)

• dopuszczalne wartości WBGT (wg PN-85/N-080011) wynoszą:

Lp	Klasa metabolizmu	Poziom metabolizmu (M) do powierzchni skóru W/m²	Dopuszczalne wartości WBGT
						Osoba zaaklimatyzowana w środowisku gorącym		Osoba zaaklimatyzowana w środowisku gorącym
1.	spoczynek	M ≤ 65	33		32
2.	praca lekka	65 <M≤ 130	30		29
3.	praca umiarkowana	130<M≤200	28		26
4.	praca ciężka	200<M≤260	Ruch pow.	Bezruch	Ruch pow.	bezruch
			26	25	23	22
5.	praca b. ciężka	M > 260	25	23	20	18

• jeśli obliczone wartości wskaźnika WBGT są wyższe od dopuszczalnych normą należy podjąć inne, skuteczne działania dla poprawy komfortu cieplnego

• w przypadku zachwiania bilansu cieplnego mogą wystąpić objawy chorobowe:

• omdlenie cieplne

• wyczerpanie cieplne

• skurcze cieplne i bóle mięśni

• wysypka cieplna

• udar cieplny

• hipertermia - to przegrzanie organizmu wskutek nadmiaru ciepła doprowadzonego z otoczenia lub brak możliwości odprowadzenia do otoczenia ciepła wytworzonego przez organizm

• pierwsza pomoc polega na ochłodzeniu ciała, podanie zimnej wody o temp. nie niższej niż 15°C, masaż skóry (dla pobudzenia krążenia), masaż klatki piersiowej. Napój może zawierać 1,0 - 1,5 g soli na litr.

• Mikroklimat zimny

→ jeśli PMV ≤ -2

wtedy

• ochłodzenie (zwane też zimnym stresem):

• ogólne - oceniamy przez określenie wymaganej izolacji cieplnej odzieży IREQ (z ang. required clothing insulation). Wskaźnik ten, jako podstawę, uwzględnia wymianę ciepła pomiędzy człowiekiem i środowiskiem,

• miejscowe - oceniany jest za pomocą empirycznego wskaźnika siły chłodzącej powietrza WCI (z ang. wind-chill index).

• WCI wskazuje na niebezpieczeństwo odmrożenia najbardziej narażonych części ciała (twarz, ręce itp.)

• WCI oblicza się ze wzoru:

WCI = (10,45 + 10√Var - Var) ∙ (33 - ta)

gdzie

WCI - wskaźnik siły chłodzącej wiatru [kcal/m²/h]

Var - prędkość ruchu powietrza [m/s]

ta - temperatura powietrza [ºC]

• Wartości dopuszczalne wskaźnika WCI (Rop. MIPS z dnia 29 listopada 2002r., Dz. U. nr 217, poz. 1833).

Wskaźnik siły chłodzącej powietrza WCI kcal∙m^-2∙h^-1	Dozwolony czas ekspozycji
WCI < 1200	Ekspozycja ciągła
1200 ≤ WCI ≤ 2000	Ekspozycja skrócona Czas od 25-45 min, gdy WCI jest od 1200 do 2000
WCI ≥ 2000	Ekspozycja zabroniona nawet w warunkach awaryjnych

• profilaktyka:

• nie dopuścić do obniżenia temp. wewn. ciała poniżej 36ºC

• wyposażyć pracowników w odpowiednią odzież ciepłochłonną (już przy temp. +4ºC)

• odzież powinna być sucha (zwłaszcza bielizna)

• pracownicy powinni mieć możliwość schronienia się w miejscu ciepłym

• przerwy w pracy

• posiłki regeneracyjne.

11

---