Механічні коливання

Фізичні небезпеки

Тема 2. Характеристики небезпек

Номенклатура небезпек, які можуть мати місце у процесі життєдіяльності людини, дуже велика. В Т.1 наведена класифікація небезпек за різними ознаками. Щоб уникнути повторів, найкраще розглядати небезпеки за характером їхньої дії на людину. Вони можуть бути прямої дії, їх людина сприймає через органи чуття та рецептори, - так звані імпульсні, а також кумулятивні, або шкідливі, які накопичуються з часом і призводять до погіршення стану здоров’я людини. Дія небезпек різного характеру зумовлена переважно такими формами енергії, як фізична, хімічна та біологічна.

2.1.1 Механічні небезпеки, які призводять до тілесних ушкоджень різної складності.

Джерела:

- необережне поводження з технічними об’єктами, які рухаються або обертаються;

- падіння людей на землю, лід, воду або падіння різних предметів на людей;

- необережне поводження з колючим або ріжучім інструментом, транспортні пригоди, пожежі, використання зброї;

- вибухи (газу, парів бензину, вибухівки, петард);

- випадкові удушення, закупорка дихальних шляхів;

- самогубство та самоушкодження;

- випадкові потоплення та занурення;

- навмисні тілесні ушкодження, агресія тварин тощо.

Наслідки:

Це небезпеки прямої дії, які призводять до травм різного ступеня важкості або до смерті людини.

Захист від механічних небезпек:

Стосовно людини – це обережність, стриманість, увага до потенційних небезпек, дотримання правил користування устаткуванням. Держава ж на всіх рівнях виконавчої влади та місцевого самоврядування, господарських керівників повинна посилити увагу щодо профілактики травматизму виробничого та невиробничого характеру, підвищувати рівень життя людей.

До механічних коливань відносять вібрацію, шум, інфразвук, ультразвук. Загальною властивістю цих фізичних процесів є те, що вони пов’язані зі зміною величини і напрямку дії енергії. За певної величини та частоти ця енергія може несприятливо впливати на людину, викликати різні захворювання, створювати додаткові небезпеки. Тому необхідно знати властивості цих потенційно небезпечних явищ, уміти вимірювати параметри коливань та знати заходи захисту.

Найпростішими є гармонічні (синусоїдні коливання, які мають найбільше розповсюдження в природі і техніці). Несинусоїдні ж коливання можна зобразити у вигляді суми гармонічних складових за допомогою розкладу у ряд Фур’є.

Основною ознакою механічних коливань є повтор процесу руху через визначений період часу. Мінімальний інтервал часу повтору руху називають періодом коливань Т, а зворотну величину – частотою коливань: f = 1\Т (Гц).

Процес розповсюдження коливань у середовищі називають хвилею, яка характеризується довжиною λ (лямбда).

Швидкість розповсюдження коливань у просторі називають швидкістю хвилі (v) V = λ f.

Вібрація – це механічні коливання, котрі виникають у пружних тілах або в тілах, що перебувають під впливом змінного фізичного поля.

За способом впливу на людину вібрація поділяється на два види:

загальна (вібрація робочих місць), котра передається через опорні поверхні на тіло людини;

локальна, котра передається через руки та ноги людини;

Ступінь впливу вібрації на організм людини зумовлюється величиною енергетичного впливу і біомеханічними властивостями тіла людини як складної системи.

Характер та ступінь поширення коливань по тілу людини визначається їх частотою, амплітудою, тривалістю дії, площею контакту тіла людини та джерела вібрації. За умови співпадання частот коливань внутрішніх органів та частот зовнішніх збурювальних сил виникає резонанс.

Резонанс тіла та окремих органів людини виникає на частотах одиниці, десятки Гц. При резонансі різко зростає амплітуда коливань органів, що може призвести до порушення у їх роботі.

Наслідками впливу вібрації на людину є: зниження працездатності, порушення функцій центральної нервової системи, порушення функцій опорно-рухового апарату, порушення функцій статевих органів.

Локальним вібраціям піддаються переважно особи, що працюють з ручним механізованим інструментом. Така вібрація викликає спазми судин, починаючи з пальців, розповсюджується на всю руку, при цьому порушується постачання кінцівок кров’ю.

Тривалий вплив вібрації може призвести до стійких патологічних порушень в організмі людини, до розвитку професійного захворювання – “вібраційної хвороби”, симптомами якої є головний біль, ниючий біль у верхніх кінцівках, запаморочення.

Вібраційна хвороба є поширеною серед працівників машинобудівної, металургійної, гірничодобувної, будівельної галузей, на транспорті і у сільському господарстві.

Шум – це набір звуків різної частоти та інтенсивності. Частина простору, в якому поширюються акустичні (звукові) хвилі, називається акустичним полем. Акустичні хвилі поширюються у пружних середовищах: газах, рідинах, твердих тілах. Акустичні коливання, які лежать в діапазоні частот 16 – 20000 Гц, називаються звуковими. Вони сприймаються людиною з нормальним слухом. Акустичні коливання з частотою менше 16 Гц називаються інфразвуковими, а понад 20 кГц – ультразвуковими. Звук розповсюджується у повітрі зі швидкістю 344 м\с.

Шум створюється джерелом, яке має певну потужність. Потужність, що припадає на одиницю площі, перпендикулярно до напрямку розповсюдження звуку, називається інтенсивністю звуку І (Вт\м²). Тиск, який виникає у середовищі при проходженні звуку, називається акустичним (звуковим). Одиниця вимірювання звукового тиску Ньютон на м², або Паскаль (Па).

1мм.рт.ст=133,3 Па;

1ат= 1кгс\см²=9,81^.10⁴ Па.

На слух діє квадрат звукового тиску, який сприймається у діапазоні від 2^.10^-5Па (поріг чутливості) до 60 Па при частоті 1 кГц. Бачимо, що абсолютні значення тиску змінюються у широких межах і користуватися ними незручно. Відчуття людини пропорційні логарифму подразника (закон Вебера-Фехнера). Тому для оцінки інтенсивності і звукового тиску користуються не абсолютними величинами, а логарифмами відношень цих величин до умовного нульового рівня, що відповідає порогові чутливості, і визначаються в децибелах (дБ).

Рівень інтенсивності звуку визначається L_Ј=10 lg І\Іо (дБ), де Іо – початкове значення чутливості вуха людини на f = 1000 Гц.

Іо = 10^-12 Вт\м²

Вухо людини і більшість акустичних приладів реагують не на інтенсивність звуку, а на звуковий тиск, рівень якого визначається Lр = 10 lg P²\Po² = 20 lg P\Po, де Ро = 2^.10^-5 Па на f = 1000 Гц.

При розповсюдженні звука у нормальних атмосферних умовах L_Ј = Lρ. При розрахунках рівня шуму використовують величину інтенсивності звуку, а для оцінки впливу шуму на людину – рівень звукового тиску.

Застосування логарифмічної шкали для вимірювання шуму дозволяє працювати у діапазоні 0 – 180 дБ. Шум погано впливає на весь організм людини, пригнічує ЦНС, підвищує кров’яний тиск, викликає зміни частоти дихання і пульсу, спичинює порушення обміну речовин, виникнення серцево- судинних захворювань.

Приклади рівнів шуму:

Шелест сторінок – 20 дБ;

Холодильник, комп’ютер – 40 дБ;

Автомобіль - 60-80 дБ;

Радіо - 70 дБ;

Гра на фортепіано - 80 дБ;

Залізниця - 80-90 дБ;

Сирена - 100 дБ;

Постріл із гармати - 140 дБ;

Літак при в зльоті - 160 дБ;

Шум із рівнем звукового тиску 30 – 35 дБ є звичайним для людини і не турбує її. Підвищення рівня звукового тиску до 40-70 дБ створює значне навантаження на нервову систему, погіршує самопочуття, знижує продуктивність розумової праці, а при тривалому впливові може бути причиною неврозів, виразкових і гіпертонічних хвороб.

Інтенсивність шуму вище 75 дБ може призвести до втрати слуху, а при дії шуму вище 140 дБ можливий розрив барабанних перетинок, а шум більше 180 дБ може стати причиною летального випадку.

З серпня 2004 року Постановою Кабінету Міністрів у містах України встановлені допустимі межі шуму: з 8-00 до 22-00 – 40 дБ, а з 22-00 до 8-00 – 30 дБ.

Інфразвук є нечутливою для людини ділянкою коливань. Верхньою межею інфразвуку вважають 16-25 Гц. Нижня межа – невизначена. У природних екосистемах інфразвукові коливання виникають під час землетрусів, ураганів, штормів та інших природних явищах. Багато джерел інфразвуку є у промисловості. З ними пов’язані робота компресорних установок, двигунів, пневмосистем. Для інфразвуку властиве мале поглинання, тому інфразвукові хвилі у атмосфері, воді та у земній корі можуть поширюватись на дуже великі відстані. Під впливом інфразвуку, який має великі амплітуди коливань, при резонансі з коливаннями внутрішніх органів людини з’являються порушення у роботі цих органів.

Ультразвук знаходить широке застосування у металообробній промисловості, в установках для отримання емульсій, сушіння, очищення, зварювання, дефектоскопії, навігації, підводного зв’язку, у медицині використовується частота від 20 кГц. У працівників, діяльність яких пов”язана з ультразвуковими приладами, досить часто спостерігаються функціональні порушення нервової системи, зміни тиску, складу і властивостей крові. Ультразвук впливає на людину через повітря, рідке і тверде середовище. Рівні звукових тисків у діапазоні частот від 20 до 100 кГц не мають перевищувати 110 дБ.

Заходи, за допомогою яких можна попередити виникнення механічних небезпек:

- своєчасна організація та проведення різноманітних за характером та фізичними процесами профілактичних заходів (різні види технічного обслуговування, профілактики, ремонт, заміна елементної бази, проведення регулювання та налагодження, візуальні та контрольні спостереження тощо);

- суворе дотримання законодавчих документів, санітарних норм і правил роботи з обладнанням;

- встановлення захисних кожухів, екранів між обладнанням і працівниками;

- використання засобів індивідуального захисту: шоломів, спецодягу.

Дата добавления: 2014-01-06