Вибрация

Вибрация

Вибрация

Вибрация представляет собой механические колебательные движения,
непосредственно передаваемые телу человека. Основными физическими характеристиками
вибрации являются амплитуда и частота колебаний. Амплитуда вибросмещения
измеряется в м или см, а частота колебаний – в герцах.

Учитывая, что при любом колебательном движении непрерывно изменяется
скорость и ускорение (наибольшие на осевой линии колебания и наименьшие в
крайних позициях), вибрацию оценивают по скорости и ускорению.

Для вибрации отсчет децибел ведется от условной опорной виброскорости,
равной 5∙108 м/с, виброускорения – 3∙104 м/с2.

Виброскорость и виброускорение выражаются в дБ относительно их нулевых
порогов. При этом порог восприятия вибрации составляет около 70 дБ.

Виброскорость и виброускорение оцениваются в пределах стандартных октав
со среднегеометрическими частотами – 1; 2; 4; 8; 16; 31,5; 63; 125; 250 Гц и
выше. Вибрация с частотой до 32 Гц относится к низкочастотной, а более 32 Гц –
к высокочастотной.

Преимущества одночисловых интегральных показателей, таких, как доза или
эквивалентный уровень, определили интерес исследователей к дозовой оценке
вибрации. Если для шума этот подход достаточно обоснован, что нашло отражение в
стандарте ИСО R-1999 (1971 г.), то в отношении вибрации имеются лишь единичные
работы экспериментального плана.

Необходимо отметить, что действующий ГОСТ 12.1.012-78 регламентирует ПДУ
вибрации по кинематическому параметру виброскорости, а доза – параметр
энергетический, учитывающий уровень вибрации и время ее действия.

Источниками вибрации являются широко применяемые в промышленности,
строительстве, транспорте, сельском хозяйстве и в быту пневматические и
электрические ручные механизированные инструменты, различные машины и
оборудование, станки, транс­портные средства. Вибрацию широко применяют не только
в технике, но и в медицине для лече­ния   некоторых   нервных   и   мышечных
заболеваний (вибротерапия,  вибромассаж).

Вибрация относится к факторам, обладающим большой биологической
активностью. Характер, глубина и направленность физиологических сдвигов
различных систем организма определяются уровнями, спектральным составом
вибрации, а также физиологическими свойствами тела человека. В генезисе этих
реакций важную роль играют анализаторы – вестибулярный, двигательный,
зрительный, кожный и др.

Следует отметить важную роль биохимических свойств человеческого тела в
субъективном восприятии вибрации. Действие вибрации на организм опосредуется
следующими явлениями: физическим воздействием на поверхность контакта, распрос-транением
колебаний по тканям, непосредственной реакцией на воздействия в органах и
тканях, а также раздражением механорецепторов, вызывающим нейрорецепторные и
субъективные реакции.

В настоящее время накоплен экспериментальный и клинический материал, под-черкивающий
роль рефлекторных регуляторных влияний ЦНС в возникновении функциональных
сдвигов в нервно-мышечном аппарате у лиц, подвергающихся воздействию вибрации.
Эти исследования показывают, что расстройства двигательной функции, возникающие
под воздействием вибрации, обусловлены как нарушениями регуляторных воздействий
ЦНС, так и непосредственным поражением мышц. При этом преобладание диффузных
сдвигов может быть объяснено преимущественно изменениями в деятельности
суперспинальных структур, тогда как большая выраженность локальных изменений в
мышцах может быть связана с их непосредственной травматизацией.

Особенно чувствительными к действию локальной вибрации являются отделы
симпатической нервной системы, регулирующие тонус периферических сосудов, а
также отделы периферической нервной системы, связанные с вибрационной и
тактильной чувствительностью.

Доказано, что направленность сосудистых нарушений определяется, в первую
очередь, параметрами воздействующей вибрации. Спастические явления в капиллярах
происходят при вибрации выше 35 Гц, а ниже наблюдается преимущественно картина
атонии капилляров или спастико-атоническое их состояние. Область частот 35-250
Гц наиболее опасна в отношении развития спазма сосудов.

Вибрация может прямым путем мешать выполнению рабочих операций или
косвенно отрицательно влиять на работоспособность человека. Ряд авторов
рассматривают вибрацию как сильный стресс-фактор, оказывающий отрицательное
влияние на психомоторную работоспособность, эмоциональную сферу и умственную
деятельность человека и повышающий вероятность возникновения несчастных
случаев.

За последние годы установлено, что вибрация, как и шум, действует на
организм человека энергетически, поэтому ее стали характеризовать спектром по
колебательной скорости, измеряемой в сантиметрах в секунду или как и шум, в
децибелах; за пороговую величину вибрации условно принята скорость в 5∙106
см/сек. Вибрация воспринимается (ощущается) лишь при непосредственном
соприкосновении с вибрирующим телом или через другие твердые тела,
соприкасающиеся с ним. При соприкосновении с источником колебаний, генерирующим
(издающим) звуки наиболее низких частот (басовые), наряду со звуком
воспринимается и сотрясение, то есть вибрация.

В зависимости от того, на какие части тела человека распространяются
механические колебания, различают местную и общую вибрацию. При местной
вибрации сотрясению подвергается лишь та часть тела, которая непосредственно
соприкасается с вибрирующей поверхностью, чаще всего руки (при работе с ручными
вибрирующими инструментами или при удержании вибрирующего предмета, детали
машины и т. п.). Иногда местная вибрация передается на части тела, сочлененные
с подвергающимися непосредственно вибрации суставами. Однако амплитуда
колебаний этих частей тела обычно ниже, так как по мере передачи колебаний по
тканям, и тем более мягким, они постепенно затухают. Общая вибрация
распространяется на все тело и происходит, как правило, от вибрации
поверхности, на которой находится рабочий (пол, сиденье, виброплатформа и т.
п.).

При воздействии вестибулярных раздражителей, к которым относится
вибрация, нарушаются восприятие и оценка времени, снижается скорость
переработки информации. Низкочастотная вибрация вызывает нарушение координации
движения, причем наиболее выраженные изменения отмечаются при частотах 4-11 Гц.

Длительное влияние вибрации приводит к стойким патологическим нарушениям
в организме работающих. Всесторонний анализ этого патологического процесса
послужил основанием для выделения его в качестве самостоятельной нозологической
формы профессионального заболевания – вибрационной болезни.

Вибрационная болезнь продолжает занимать одно из ведущих мест среди всех
профессиональных заболеваний. Причиной этого является как использование ручных
машин, не отвечающих требованиям санитарных норм, так и развивающаяся
специализация труда, ведущая к увеличению времени воздействия на организм
вибрации. Опа­сность развития вибрационной болез­ни возрастает с увеличением
интенсив­ности и длительности действия вибрации; при этом существенное значение
имеет индивидуальная чувствительность. Вредное действие вибрации усиливают шум,
охлаждение, переутомление, значитель­ное мышечное напряжение, алкогольное
опьянение и др. Условно различают местную вибрацию, дей­ствующую
преимущественно на руки работающих, и общую вибрацию, когда при колебании пола,
сиденья (рабочего ме­ста) действию вибрации подвергается весь организм.

I — начальная,

II — уме­ренно выраженная,

III — выраженная,

IV — генерализованная (встречается крайне редко).

Помимо стадий, отме­чают наиболее типичные синдромы: ангиодистонический,
ангиоспастический, вегетативного полиневрита, невротиче­ский, вегетомиофасцита,
диэнцефальный и вестибулярный.

Низкочастотная общая вибрация, особенно резонансного диапазона, вызывая
длительную травматизацию межпозвоночных дисков и костной ткани, смещение
органов брюшной полости, изменения моторики гладкой мускулатуры желудка и
кишечника, может приводить к болевым ощущениям в области поясницы,
возникновению и прогрессированию дегенеративных изменений позвоночника,
заболеваний хроническим пояснично-крестцовым радикулитом, хроническим гастритом.

У женщин, подвергающихся длительному воздействию общей вибрации,
отмечается повышенная частота гинекологических заболеваний, самопроизвольных
абортов, преждевременных родов. Низкочастотная вибрация вызывает у женщин
нарушение кровообращения органов малого таза.

Ткани человека обладают различной способностью к передаче вибрации.
Наилучшим проводником вибрации являются кости, мягкие ткани. Суставы же
являются эффективными гасителями колебаний. С повышением частоты вибрации
амплитуда колебаний частей тела по мере удаления от точки приложения
уменьшается. Так, например, в диапазоне частот 50-70 Гц до головы доходит около
10% энергии передаваемой вибрации человеку, находящегося на виброплатформе.
Вибрация частотой более 100 Гц практически не передается по телу человека и
является большей частью местной.

Органы, непосредственно воспринимающие вибрации, делятся на две группы. К
первой относятся органы равновесия (вестибулярный аппарат), находящиеся во
внутреннем ухе. Взаимодействуя с соответствующими связями в мозгу, они работают
как интегральный измеритель угловых и линейных ускорений. Информация,
посылаемая в мозг органами равновесия, находящимися под влиянием вибраций,
может оказаться искаженной, дезориентирующей, а в некоторых случаях
раздражающей и вызывающей у человека состояние болезни. Силы и перемещения,
вызываемые вибрацией, улавливаются большим числом механорецепторов во всем
организме. Некоторые из них, находящиеся в мышцах и сухожилиях, сигнализируют о
положении тела и действующих на него нагрузках. Они взаимодействуют с отделом
центральной нервной системы, регулирующим положение тела и его движение. Эти
рецепторы реагируют на любые изменения, в том числе низкочастотные.

Ко второй группе относятся рецепторы, расположенные в коже и
соединительных тканях. Они выполняют функции осязания, реагируя на более
высокие частоты (около 30 Гц). Вибрации оказывают определенное влияние на
организм также через органы зрения и слуха.

Характер воздействий вибрации на человека зависит от их длительности.
Нарушения физиологических функций организма, наступающие под влиянием вибраций,
имеют тенденцию к усилению с увеличением длительности воздействия.

Вибрация, высокий вибрационный фон среды представляют опасность для
здоровья не только рабочих, в условиях производства, но и для других групп
населения. Источниками вибрации в жилых зданиях являются: транспорт,
промышленные установки, инженерно-тех­нологическое оборудование зданий. По
интенсивности колебаний наиболее воздействует на человека городской рельсовый
транспорт: мелкого заложения и открытые радиусы метрополитена, железнодорожные
магистрали. Вибрация, возникающая в зданиях от движения поездов, имеет
регулярный прерывистый характер. По мере уда­ления от источника амплитуда
колебаний снижается.

При распространении колебаний по высоте много­этажного здания на верхних
этажах наблюдается как ослабление, так и усиление вибрации, в зависимости от
резонанса. Изученные типы конструкций зданий в условиях одинаковых грунтов не
оказывают существен­ного влияния на уровни вибрации в жилых помещениях.

В некоторых случаях регистрируются высокие уров­ни вибрации от
инженерно-технологического оборудова­ния самих зданий (лифты) и встроенных
объектов.

В основе профилактики вибрационной болезни лежит гигиенически обоснован­ное
нормирование уровней вибрации. При этом учитываются направленность,
продолжительность действия, характер вибрации. В Российской Федерации уровни вибрации
на рабо­чих местах в производственных по­мещениях, на горных, сельско-хозяйст­венных,
мелиоративных, строительно-дорожных машинах, железнодорож­ном и автомобильном
транспорте, на судах регламентируются санитарным законодательством.

Основными нормативными правовыми актами, регламентирующими параметры
производственных вибраций, являются: "Санитарные нормы и правила при работе
с машинами и оборудованием, создающими локальную вибрацию, передающуюся на руки
работающих" № 3041-84 и "Санитарные нормы вибрации рабочих мест"
№ 3044-84.

В настоящее время около 40 государственных стандартов регламентируют
технические требования к вибрационным машинам и оборудованию, системам
виброзащиты, методам измерения и оценки параметров вибрации и другие условия.

Список литературы

1)  
Арустамов
Э.А. Безопасность жизнедеятельности. – М.: 2001.

2)  
Гарин
В.М. Экология для технических вузов. – Ростов на Дону: 2001.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *