بسمه تعالی

ارتعاش در محیط کار

تنظیم:

بهداشت حرفه ای تهران

مقدمه

به طور کلی تمام وسایل ماشینی که در صنعت ، کشاورزی و حمل و نقل بکار می‌روند انسان را در معرض ارتعاش قرار می دهند، ارتعاشات ایجاد شده می‌توانند مختل آسایش و راحتی و موجب تقلیل کار موثر شوند و روی سلامتی و ایمنی افراد اثر بگذارند. و همچنین از عوامل مشترکی که در صنعت تولید سروصدا می‌کنند همین ماشین‌های مرتعش می‌باشند.

ارتعاش یک حرکت نوسانی حول نقطه تعادل است. نظریه ارتعاش حرکت نوسانی اجسام، نیروهای مربوط و اثرات ناشی از انتقال آن را به بدن انسان بررسی می کند. کلیه اجسامی که دارای جرم و خاصیت کشانی می باشند، قادر به ارتعاش هستند. بنابراین بیشتر ماشین آلات و ابزارهای گوناگون به نسبت های متفاوتی تحت تاثیر ارتعاش قرار می گیرند.

ارتعاش ممکن است دوره ای یا غیر دوره ای باشد. ارتعاش دوره ای خود ممکن است ساده یا مختلط باشد. ارتعاش دوره ای ساده، هنگامی بوجود می آید که جسم نوسان کننده حرکات منظم و پی در پی نوسانی حول نقطه تعادل انجام دهد و معادله حرکت آن یک معادله ساده سینوسی است. ارتعاش مختلط دوره ای شکل سینوسی ساده نداشته ولی بطور منظم تکرار می شود.

ارتعاش های دوره ای ساده و مختلط، ارتعاش هم آهنگ را تشکیل می دهند. ارتعاش های غیر دوره ای، نوساناتی است که آهنگ مشخصی ندارد. بسیاری از ارتعاشهای مکانیکی مهم در ردیف بسامد 2000-1 هرتز قرار می گیرند. ارتعاشات تولید شده در صنایع بیشتر به صورت غیر دوره‌ای هستند.

با توجه به اینکه ارتعاش نیز جزء عوامل زیان‌آور و بیماری زای محیط کار محسوب می‌شود، لذا پایش های محیطی و زیستی در مورد ارتعاش از سوی مواد قانونی 85، 92 و 95 قانون کار و مواد 88 و 90 قانون تأمین اجتماعی حمایت می‌شود.

مروری بر پژوهش‌های انجام شده

در طول 30 سال گذشته تحقیقات متعددی در مورد تأثیرات تماس با ارتعاش انجام شده است و معلوم شده که بیماری‌های مهره‌ای کمری با از بین رفتن دیسک‌شان، از اثرات پاتولوژیکی متداول ارتعاش است.

در اوایل سال 1980 میلادی کارشناسان سازمان بین‌المللی کار ارتباط بین بیماری مهره‌های کمری منتج شده از ارتعاش با فرکانس پائین را برای اپراتورهایی که با ماشین‌ها و تراکتورها کار می‌کردند، شناسایی کردند.

طبق ارقام اعلام شده در امریکا بیش از 7 میلیون نفر کارگر در معرض ارتعاش تمام بدن و یک میلیون نفر در معرض ارتعاش دست و بازو قرار دارند. در کشور ما نیز تعداد بسیار زیادی از کارگران در معادن و صنایع مختلف با این معضل مواجه هستند.

برامر در سال 1986 پیدایش عارضه Vibrotactile و درک لمس سه‌بعدی یا فضایی را در کارگرانی که با ابزارهای ارتعاش کننده دستی کار می‌کردند بررسی نمود و به این نتیجه رسید که علایم و نشانه‌های نورولوژیکی کارگرانی که تماس مزمن با ارتعاش دست ـ بازو را داشته‌اند، فیبرهای عصبی محیطی و گیرنده‌های مکانیکی، هر دو را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

گزارش‌هایی از تغییرات تخریب کننده در استخوان‌های انگشتان و مچ کارگران استفاده کننده از ابزارهای ارتعاش کننده در دست است. براین اساس کوملین در سال 1973 دریافت که 7 نفر از 35 نفر چوب‌برهای مورد مطالعه‌اش وجود کیست‌ها و واکیولس را در استخوان‌های متاکارپال و یا فالانژها و یا در هر دو به صورت رادیولوژیکی نشان داده‌اند.

خطرات ناشی از ارتعاش

عوارض ناشی از ارتعاش از دو جنبه مورد بررسی قرار می گیرند. یکی جنبه تاثیرگذاری کوتاه مدت ارتعاش که آن را جنبه ایمنی نام می نهند و دیگری جنبه بلند مدت که تحت عنوان جنبه بهداشتی از آن نام می برند.

الف) جنبه ایمنی: ارتعاشات به خصوص در طیف فرکانسی 1 تا 30 هرتز باعث ایجاد نوسانات جزیی بین فرد با نقطه دید یا محل تماس فیزیکی وی با کار می گردد. به هم خوردگی آنی تعادل بدن، افزایش نوسان بدن و لرزش دست از جمله عوارض دیگری است که به دنبال مواجهه با ارتعاش تمام بدن یا ارتعاش عضلات یا تاندونهای آنها باعث افزایش انقباض یا گرفتگی در آنها می گردد که در نهایت می تواند سبب تداخل در وضعیت اعضاء کاری گردد. احساس ضعف و دیگر تغییرات در بازو و ساق پا نیز ایجاد می شود.

از جمله اثرات زیانبار دیگر ارتعاشات آن است که در گستره 25-10 هرتز سبب کاهش تیزبینی می شوند و می توانند سطح عملکرد حرکتی و کنترلی وظایف دیداری کار را کاهش دهند. ضمن اینکه بر عملکرد حرکت و کنترل ماهیچه ای اثری نامطلوب دارند و باعث می‌شوند هنگام کار، خطاهای کاری افزایش یابد. با توجه به مطالب فوق می توان به اهمیت ارتعاش در کاهش تسلط فرد بر ابزار کار و نحوه انجام کار پی برد. به دنبال کاهش تسلط کارگر و پایین آمدن سطح عملکرد انسانی، زمینه وقوع حوادث پدیدار می گردد. بنابراین باید روی جنبه ایمنی ارتعاش بررسی و تامل صورت گیرد.

ب) جنبه بهداشتی: انتقال انرژی مکانیکی از یک منبع مرتعش می‌تواند باعث اختلال در راحتی یا آسایش، اختلال در اعمال فیزیولوژیک بدن و نیز ضایعات اسکلتی و ناراحتی‌های دستگاه گوارش شود.

یکی از انواع بیماریهای ناشی از ارتعاش بیماری حرکت می‌باشد که در دریا به بیماری دریا گرفتگی معروف است. بیماری‌های ناشی از تکان، در اثر تکانهای آهنگین یا نامنظم در جهت‌های گوناگون ایجاد می‌شود. جذب انرژی ارتعاش با بسامد 30 تا 300 هرتز توسط نسوج دست به پدیدة سپید انگشت منجر می‌شود. سپید انگشت شایع‌ترین عارضه ناشی از ارتعاش می‌باشد و بیشتر در انگشتان دست‌ها دیده می‌شود و علت آن کم‌خونی موضعی انگشتان دست در اثر ارتعاش و فشار وارده از گرفتن ابزار می‌باشد.

تماس با ارتعاش سبب بروز واکنش‌های فیزیولوژیک می‌شود. مهمترین واکنش فیزیولوژیک در برابر ارتعاش با شدت متوسط، افزایش ضربان قلب است (10 تا 15 ضربه در ده دقیقه، بیشتر از وضعیت استراحت). برخی مطالعات افزایش میزان تنفس و مصرف اکسیژن را نیز گزارش کرده‌اند. بروز این تغییرات فیزیولوژیک ممکن است با افزایش فعالیت ماهیچه‌ای ناشی از انتقال انرژی ارتعاشی، رابطه داشته باشد.

اهداف اندازه گیری ارتعاش

ال‍ف) عیب یابی و بازرسی فنی ماشین‌آلات.

ب) کنترل ارتعاش.

برای ارزیابی و بررسی ارتعاش در ماشین‌آلات، اساس بر اندازه‌گیری سرعت گذارده می‌شود. برای اندازه‌گیری سرعت ماشین‌آلات از Vibrometer استفاده می‌شود. این دستگاه قادر است شتاب و سرعت، تراز شتاب و تراز سرعت را اندازه گیری نماید. در واقع سرعت سنج این دستگاه مبدلی است که سرعت حرکت ارتعاش را اندازه گیری می‌کند و از یک سیم پیچ تشکیل شده است که در محور مغناطیسی یک آهنربا قرار دارد.

            هنگامی که سیم پیچ در نتیجه ارتعاش دریافت شده به حرکت در می‌آید، سبب القاء ولتاژی مناسب با سرعت دریافتی می‌شود. از معایب این دستگاه نسبت به شتاب سنج‌ها این است که میدان های مغناطیسی موجود در محیط کاربر صحت اندازه گیری آن تأثیر می‌گذارند.  معادله سینوسی سرعت ارتعاش به صورت زیر است که نسبت به مساحت به اندازه تقدم فاز دارد.                                                                   

اندازه گیری و ارزیابی ارتعاش:

برای اندازه گیری و ارزیابی ارتعاش، شناخت کامل نسبت به روش های اندازه گیری خصوصیت محیط کار و چگونگی مواجهه کارگر اهمیت دارد. مهترین نکاتی که باید قبل از اقدام به اندازه گیری و ارزیابی در نظر گرفته شود شامل موارد زیر است:

الف) هدف اندازه گیری: هدف اندازه‌گیری شامل ارزیابی ارتعاش دستگاهی می باشد.

ب) وسیله اندازه گیری: اندازه‌گیری ارتعاش دستگاهی توسط ارتعاش سنج B&K مدل 2513 انجام گرفت .

ج) کالیبراسیون: ساده‌ترین روش کالیبراسیون برای ارتعاش سنج B&K صفر کردن دستگاه در مکانی است که هیچ گونه ارتعاش ندارد ، صفر کنیم.

د) گردآوری اطلاعات دقیق از کارگاه: بدلیل وجود پرس‌های اتوماتیک و نیم اتوماتیک که منبع تولید ارتعاش در این شرکت می‌باشند اندازه‌گیری درکارگاه پرس انجام می‌گیرد.

اجزای دستگاه ارتعاش سنج

H/A : برای اندازه گیری ارتعاش دست و بازو

Sev : برای اندازه گیری شت ارتعاش ماشین

Lin : برای تجزیه ارتعاش درفرکانس های مختلف

Acc :برای اندازه گیری شتاب ارتعاش

Vel : برای اندازه گیری سرعت ارتعاش

کلید چند زمانه سمت راست مقادیرزیر را نشان     می دهد .، RMS_max ، RMS_1s   Peak_leq  ،Peak_1s

برای چک باتری دکمه باتری را فشار می دهیم اگر نشانگر در محدوده تعریف شده بود باتری شارژ کافی برای اندازه گیری را دارد .

برای اندازه گیری آهنربای سنسور را روی بدنه مرتعش دستگاه قرار می دهیم و بعد از انتخاب شدت ارتعاش و رنج اندازه گیری اعداد را در حالات مختلف می خوانیم .

استاندارد ارتعاش دستگاه

موسسه ISO برای شتاب ارتعاش دستگاه ها با توجه به توان موتور دستگاه، حدود مجازی ارائه نموده است. اگر شتاب ارتعاش دستگاه بیش از این حد مجاز باشد دستگاه از نظر ارتعاش بالانس نبوده و باید اقدامات کنترلی جهت کاهش ارتعاش صورت پذیرد و در واقع هدف از اندازه‌گیری ارتعاش صنعتی عیب‌یابی دستگاه است.

جدول2 : حدود مجاز شتاب ارتعاش دستگاه با توجه به توان موتور دستگاه‌ها طبق استاندارد ISO

با توجه به استاندارد ارائه شده ارتعاش دستگاه های مورد ارزیابی بالاتر از حد استاندارد می‌باشد و این ارتعاشات باید هم از نظر خطرات سلامتی برای کارگران و هم خطرات ساختمانی کارگاه و نیز فرسودگی بدنه دستگاه ها مورد توجه قرار بگیرد. در بخش کنترل ارتعاش این موضوع مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

اهداف کنترل ارتعاش

1.  حفاظت دستگاهها و بناها از تخریب و استهلاک ناشی از ارتعاش.

2.  حفاظت افراد در برابر صدمات ناشی از ارتعاش.

3.  کنترل صدا ناشی از ارتعاش.

اصول پیشگیری از اثرات ارتعاش

1-  کنترل ارتعاش در موقع طراحی و ساخت دستگاهها.

2-  کنترل ارتعاش به روش فنی در منبع تولید.

3-  نصب میراکننده در محل‌های تماس با بدن روی دستگاه.

4-  کنترل دستگاه ها از راه دور.

5-  اقدامات مدیریتی نظیر کاهش مواجهه، گردشی نمودن شغل و تغییر شغل.

6-  استفاده از وسایل حفاظت فردی نظیر کفش، دستکش، زیرپایی ضد ارتعاش.

7-  اقدامات پزشکی نظیر ارزیابی سلامت کارگر در معاینات قبل از استخدام، پایش سلامت در معاینات دوره‌ای و تشخیص زودرس عوارض.

کنترل ارتعاش در مرحله طراحی و ساخت

ارتعاش دستگاه های صنعتی به دو دلیل تولید می‌گردد . اول، ارتعاشی که بدلیل ماهیت کار بوده و جزئی از کارآیی دستگاه است مانند ارتعاش یک دستگاه میکسر (مخلوط‌کن) که برای عمل مخلوط کردن مواد می بایستی محیط مرتعش باشد. دوم، ارتعاشی که بدلیل اتلاف انرژی مکانیکی ایجاد می‌گردد. این نوع ارتعاش همانند صدا و گرما راهی برای اتلاف انرژی دستگاه‌هایی است که بازدهی کافی ندارند.

برای هر دو گروه بایستی کارخانجات سازنده با الگوهای فنی تدابیری بیاندیشند که ارتعاش تولیدی آنها کمتر باشد. اگر چه سازندگان خود به این نکته واقفند که این گونه دستگاهها مقبولیت کمتر و عمر کوتاه‌تری دارند، ولی در بسیاری از موارد در کنترل فنی موفقیت چندانی ندارند. مناسب‌ترین راه این است که شرکت‌های سازنده خود اقدام به رفع معایب و کنترل ارتعاش نمایند. از نظر تجارتی، در معرفی دستگاهها عاملی به نام ضدارتعاش بودن وسیله نیز مدنظر قرار می‌گیرد.

کنترل ارتعاش در منبع

یکی از معمول‌ترین و موثرترین روشهای کنترل ارتعاش می‌باشد. یکی از بیشترین منابع معمول در ارتعاش مکانیکی در ماشینهای گردنده، عدم توازن می‌باشد. عدم موازنه ممکن است به علت افزایش تعداد منابع باشد، اما راه‌حل آن به سادگی با بالانس کردن قسمت‌های گردنده انجام می‌شود که غالباً این امر به سادگی با کاهش دینامیکی در دامنه ارتعاش صورت می‌گیرد. گاهی می‌توان با سفت کردن لبه‌های تکیه‌گاه، فرکانس‌های طبیعی سیستم را تغییر داده و از ایجاد تشدید ناخواسته جلوگیری کرد.

نصب میراکننده در محل‌های تماس با بدن بر روی دستگاه

قرار دادن یک مادة میراکننده بین بدنه خارجی دستگاه و دست کاربر، روش موثر و متداول برای کاهش سطح ارتعاشات ابزاردستی است. در این روش میرایی به دو شکل قرار دادن مادة میراکننده بین بدنه ابزار و دسته آن و پوشش ابزار با لاستیک تأمین می‌شود.

کنترل دستگاه از راه دور

این روش بی‌شک موثرترین روش حذف انتقال ارتعاش های حاصل از ابزارها به بدن است. این روش در عین حال گران ترین روش است. برای بسیاری از دستگاه های مرتعش صنعتی و معادن می‌توان از این روش برای هدایت دستگاهها استفاده نمود. این روش می‌تواند با استفاده از سیم برای دستگاههای ثابت و هدایت بوسیله بی‌سیم برای وسایل متحرک طراحی شود.

کاهش زمان اثرگذاری

در صورتی که روش‌های دیگر قابل اجرا نباشند یا موثر عمل ننماید. کاهش زمان مواجهه روزانه تنها راه حل می‌باشد. این امر از طریق اتخاذ روشهای مدیریتی از جمله چرخش شغلی و در نظر گرفتن زمان‌های استراحت عملی می‌باشد.

استفاده از وسایل حفاظت فردی

استفاده از لوازم حفاظت فردی نظیر کفش و دستکش ضدارتعاش می‌تواند به همراه سایر روشها اهمیت داشته باشد. برخلاف محدودیت‌های استفاده از لوازم حفاظت فردی در مقابل سایر عوامل مخاطره‌زا از این روش می‌توان در کنترل ارتعاش، بدون مقاومت کارگر یا ایجاد عوارض و حتی بدون محدودیت درا نجام کار استفاده نمود.