ZGOMOTUL

Cuvinte cheie zgomot - sunet nedorit, subprodus al activităţii zilnice a societăţii;

vibraţie mecanică a unui mediu elastic solid, lichid sau gazos, prin care energia se trannsmite de la sursă prin unde sonore progresive.

nivel de tărie - scară de măsură pentru evaluarea subiectivă a tăriei sunetului.

nivel de zgomot continuu echivalent – nivelul unui zgomot constant în timp, care acţionând pe toată durata săptămânii de lucru, dă acelaşi indice compus de expunere la zgomot ca şi nivelurile de zgomot globale ponderate ale zgomotelor reale măsurate în cursul săptămânii de lucru.

clasa de risc - reprezintă gradul de risc de accidentare în muncă şi de îmbolnăvire profesională dispozitiv de protecţie - dispozitiv care reduce sau elimină riscul, singur sau în asociere cu un protector

echipament individual de protecţie - totalitatea mijloacelor individuale de protecţie cu care este dotat executantul în timpul îndeplinirii sarcinii de muncă, în vederea asigurării protecţiei sale împotriva pericolelor la care este expus

GENERALITĂŢI–PREVEDERI NORMATIVE–EFECTE MEDICALE

1. INTRODUCERE

ZGOMOTUL este un ansamblu de sunete care pun în mişcare de vibraţie aerul sau chiar şi forme solide. Urechea nu percepe nici ultrasunetele (oscilaţii acustice cu frecvenţa peste 16.000 Hz.) şi nici infrasunete cu frecvenţa sub 16 Hz., ci doar sunetele din domeniul audibil (16 – 16.000 Hz.). Cuvintele, vorbirea, reprezintă un ansamblu de sunete particulare, încărcate de informaţii utile comunicării dintre indivizi.

1

În numeroase situaţii de muncă, comunicarea verbală este imposibilă din cauza zgomotului ambiant. Organul de percepţie al zgomotului, urechea, este formată din trei compartimente:- urechea externă cu canalul auditiv, care conduce undele sonore la membrana timpanică;- urechea medie, cu cele trei oase ale auzului şi care comunică cu gâtul prin trompa lui Eustachio;- urechea internă, unde vibraţiile sonore, undele sonore sunt convertite în impulsuri nervoase. Pe de altă parte, potrivit listei de identificare a factorilor de risc –Anexa 1 din Metoda de evaluare a riscurilor de accidentare şi îmbolnăvire profesională la locurile de muncă – elaborate de către I.N.C.D.P.M. Bucureşti, zgomotul este un factor de risc fizic specific mediului de muncă, ca şi element al oricărui sistem de muncă. Zgomotul provoacă o jenă asupra realizării sarcinii de muncă, o oboseală auditivă sau un deficit auditiv ireversibil, care poate ajunge până la surditate.

Dar zgomotele au şi alte efecte asupra sănătăţii oamenilor. Zgomotele agravează situaţiile de stres, agravează afecţiunile cardio-vasculare şi digestive, generează insomnii, măresc oboseala generală şi îndeosebi oboseala nervoasă, accentuează deficienţele de comportament (agresivitatea, anxietatea). Urmare a acestor efecte se măreşte riscul accidentelor de muncă, a accidentelor de circulaţie şi a celor de traseu. Limita maximă admisă la locurile de muncă pentru expunere zilnică la zgomot este de 87 dB, potrivit art. 594, al.(5) din N.G.P.M. Ediţia 2002. Pentru locurile de muncă cu solicitare neuropsihică şi psihosenzorială crescută şi deosebită, această limită se reduce la 75 dB şi respectiv 60÷50 dB. Dacă expunerea personală zilnică la zgomot depăşeşte limita de 80 dB ca intensitate sau dacă presiunea acustică instantanee neponderată este mai mare de 112 Pa, angajatorul trebuie să asigure următoarele măsuri: 1. Să ofere pentru angajaţi informaţii adecvate, prin instruire, asupra:- riscurilor potenţiale pentru auz, datorită expunerii la zgomot;- măsurilor luate pentru respectarea prevederilor acestor norme;- purtării echipamentului individual de protecţie împotriva zgomotului. 2. Să permită angajaţilor sau reprezentanţilor acestora, accesul la determinările şi măsurătorile de zgomot efectuate. Dacă expunerea personală zilnică la zgomot depăşeşte 85 dB sau valoarea maximă a presiunii acustice instantanee neponderate este mai mare de 200 Pa purtarea echipamentului individual de protecţie împotriva zgomotului

2

devine obligatorie. Literatura de specialitate (4, pag. 170) precizează că folosirea dopurilor pentru protejarea urechii, de tipul celor spumoase sau flexibile, reduc nivelul de zgomot cu cel puţin 20%. Se poate ajunge la surditate în urma unei expuneri cotidiene pe mai mulţi ani, la zgomote cu nivel sonor mai ridicat de 90 dB. Nivelul sonor al unei conversaţii normale se încadrează în limita a 60 dB. Pentru activităţi sedentare care necesită atenţie, minuţiozitatea, cu încărcare senzorială şi mentală, nivelul sonor recomandat este de 55 dB 3. Alcoolul şi unele droguri pot agrava pericolele generate de zgomot. În localuri cu muzică zgomotoasă, percepţia urechii nu poate fi tolerată decât prin consumul de alcool, droguri. S-a demonstrat că alcoolul, marijuana, tranchilizantele şi alte droguri slăbesc abilitatea muşchiului stapedius, de a se contracta. Acest muşchi mic din urechea medie este stimulat de zgomote, se contractă şi reduce transmisia sunetelor spre urechea internă. Când acest mecanism de siguranţă (automatism funcţional) este compromis prin consumul de droguri sau alcool, urechea devine mai vulnerabilă la leziunile provocate de zgomot. Alţi factori care pot afecta auzul prin modificarea circulaţiei sanguine sau a activităţii nervoase la acest organ – urechea – sunt:- fumatul;- colesterolul, alimentaţia cu grăsimi animale;- hipertensiunea arterială. Urechea internă este foarte bine vascularizată şi are un metabolism ridicat. Factorii de mai sus măresc aportul de sânge la ureche şi afectează auzul. Grăsimile, colesterolul în exces provoacă îngroşarea sângelui, ateroscleroza, cu încetinirea microcirculaţiei, ca şi fumatul activ sau pasiv, ori hipertensiunea arterială.

2. COMBATEREA ZGOMOTULUI

Pentru a putea stabili o strategie coerentă, realistă şi cu efecte concrete asupra ambianţei mediului fizic, de la orice loc de muncă, este necesar să se cunoască nivelul şi caracteristicile fizice ale acestui factor de risc – zgomotul.

3

Instrumentul cel mai des folosit pentru măsurarea nivelului de presiune acustică, instrument portabil, este sonometrul. Acest aparat are un răspuns faţă de sunet ca şi răspunsul urechii umane, dar poate efectua şi măsurări obiective şi reproductibile ale nivelului de presiune acustică. Din schema bloc a unui sonometru reiese că sunetul de măsurateste convertit într-un sunet electric identic prin intermediul unui microfon. Semnalul sonor fiind de nivel scăzut, trebuie amplificat înainte de a se putea citi pe ceasul instrumentului. După prima amplificare, semnalul trebuie trecut prin reţeaua de pondere sau printr-un filtru de o octavă ( sau de o treime de octavă), care poate fi conectat din exteriorul aparatului. Octava este diferenţa care separă două frecvenţe ale sunetului, dintre care una este dublul celeilalte. Un filtru de o octavă este astfel dimensionat încât frecvenţele sale limită f1 şi f2 sunt într-un raport de 1 la 2, iar frecvenţa centrală fc se determină cu relaţia: fc = f1 x f2unde

La filtrele de treime de octavă, raportul frecvenţelor limită este:

Urmează a doua etapă de amplificare suplimentară, după care semnalul este indicat pe instrumentul de citire. Valoarea citită pe instrument este nivelul de presiune acustică în decibeli. Semnalul este disponibil, de asemenea, la o fişă de ieşire, pentrualimentarea unui înregistrator de nivel. Un detector de vârf poate fi inclus pentru determinarea valorii de vârf a semnalelor de impulsuri.

Un circuit de reţinere poate menţine acul instrumentului la valoarea maximă apărută, în condiţiile de măsurare a valorilor de vârf. Acest aparat – sonometrul – fiind un instrument de precizie, este necesară etalonarea lui pentru a putea obţine rezultate reproductibile şi constant

4

precise. Pentru etalonarea lui la faţa locului, trebuie plasat un etalon acustic direct pe microfonul de măsură. Acest etalon este în principiu un difuzor miniatural care ne oferă un nivel de presiune acustică bine definit. O măsurare fără reţeaua de ponderare şi fără setul de filtre, va indica o valoare globală a nivelului de presiune acustică în decibeli. Utilizarea reţelei de ponderare permite măsurarea nivelului de zgomot global ponderat, în decibeli şi evaluarea nivelului echivalent continuu – Lech. Nivelul de zgomot echivalent este o formă standardizată a unui nivel de zgomot mediu pe termen lung. Acest concept este extrem de util în situaţiile concrete de zgomot tipic industrial, care fluctuează mult şi conţine perioade diferite de zgomot intens sau mai puţin intens. Pentru măsurarea potenţialului de nocivitate a zgomotului, luând în considerare pe lângă nivelul presiunii acustice şi durata de expunere la acest factor de risc, se foloseşte dozimetrul. Cele mai răspândite tipuri de dozimetre sunt cele portabile (de buzunar), montate pe subiecţi, într-un buzunar pe perioada zilei de lucru, microfonul fiind montat în apropierea urechii.

Valorile citite pe afişajul aparatului sunt transformate în decibeli, pentru nivelul echivalent continuu pe baza unor nomograme Lech.

Pentru calculul nivelului de zgomot echivalent continuu se cunosc două metode:- metoda europeana, care cere o înjumatatire a timpului de expunere lafiecare crestere cu 3 dB a nivelului de zgomot;- metoda americana care cere o înjumatatire a timpului de expunere, lao crestere a nivelului de zgomot cu 5 dB.

2.1. SOLUTII DE COMBATERE A ZGOMOTULUICombaterea zgomotului este o problema de sistem de munca; sistemul, în

acest caz, reprezinta ansamblul format din sursele de zgomot, mediul de propagare (caile) a energiei acustice şi receptorii.

Metodele de combatere a zgomotului trebuie încorporate elementelor acestui sistem.

Astfel se disting:- metode de combatere a zgomotului la sursa;- metode de combatere a zgomotului pe caile de propagare; şi

5

- metode de combatere a zgomotului la receptor.Înainte de a alege o tehnica de combatere a zgomotului este necesara o

definire exacta a obiectivelor de urmarit.1. Principalul scop îl constituie, în majoritatea cazurilor, asigurarea

protectiei sub raportul efectelor locale, sau altfel spus, diminuarea pericolului de aparitie a surditatii profesionale.

2. Un alt obiectiv îl poate constituit asigurarea protectiei sub aspectul efectelor generale, adica pentru evitarea instalarii efectului de jena şi de interferare a atentiei, în contextul în care asigurarea inteligibilitatii comunicatiilor, este foarte importanta pentru siguranta şi securitatea angajatilor în procesul muncii.

3. Nu în ultimul rând, un obiectiv însemnat îl constituie diminuarea efectelor extraauditive sale zgomotului ( situatii de stres, sistemul cardiovascular, sistemul nervos prin oboseala, insomnie, deficiente de comportament).

Principalele solutii de combatere a zgomotului la sursa şi pe caile de propagare, constau în montarea sursei de zgomot (utilaj, echipament) pe elemente vibroizolante.

Aceasta masura asigura o atenuare a nivelului de zgomot, în principal pe componenta de joasa frecventa a oscilatiei acustice, între75 – 1200 Hz.

În cazul în care este necesar sa se micsoreze nivelul de zgomot într-un anumit punct, între acesta şi sursa de zgomot se interpune un ecran fonoabsorbant şi fonoizolant.

Prin amplasarea unui asemenea ecran se obtine o atenuare a nivelului de zgomot aproape pe întreaga gama de frecvente, atenuarile mai mari fiind înregistrate la frecventele de peste 2400 Hz. La amplasarea ecranului trebuie avut în vedere ca acesta sa nu deranjeze procesul tehnologic şi sa permita supravegherea functionarii masinii şi accesul la elementele de comanda.

Pentru a realiza o atenuare mai mare a nivelului de zgomot, în cazul în care conditiile concrete permit, utilajul respectiv trebuie prevazut cu o carcasa fonoizolanta.

Prin aceasta masura se obtin atenuari pe întreaga gama de frecvente.În cazul în care sunt necesare conditii deosebite de izolare fonica, utilajul

se poate monta într-o carcasa dubla, atât utilajul cât şi carcasa interioara fiind montate pe elementele vitroizolante.

Prin aceste masuri nivelul de zgomot la componentele de frecventa de peste 600 Hz scade sub 40 dB, iar atenuarea minima realizata este de 22 dB la frecvente de 150 Hz.

6

Dar, carcasarea trebuie efectuata astfel încât sa asigure racirea componentelor echipamentului, în conditii optime.

Prezenta unor fante în peretele carcasei diminueaza capacitatea de atenuare a zgomotului.

Pentru a se evita acest fenomen, este necesar ca orificiile prin care se face accesul aerului de racire sa fie prevazute cu atenuatoare de zgomot.

Utilizarea atenuatoarelor de zgomot se încadreaza în metodele de combatere a zgomotului la sursa.

Ele constituie o solutie eficienta şi frecvent folosita pentru diminuarea efectelor surselor de zgomot de natura aerodinamica.

Dupa principiul care sta la baza functionarii lor, atenuatoarele pot fi active şi reactive.

Atenuatoarele active sunt construite de regula sub forma unui canal captusit cu material fonoabsorbant.

Daca pe un astfel de atenuator sunt dispuse o serie de panouri fonoabsorbante se realizeaza atenuatoare active celulare, lamelare şicirculare sau şicane fonoabsorbante.

Atenuatoarele active simple sunt eficace numai pentru zgomotele ale caror lungimi de unda sunt mai mari decât jumatate din dimensiunea maxima a canalului.

Pentru a se înlatura acest dezavantaj s-au realizat atenuatoare active celulare, obtinute prin împartirea canalului într-o serie de celule identice, fiecare suprafata interioara a celulelor fiind captusita.

Un alt tip de atenuator activ se bazeaza pe pierderea de energie acustica produsa în urma dilatarii şi comprimarii undelor la intrarea şi iesirea din atenuator.

Acesta se prezinta sub forma unei camere ale carei dimensiuni sunt mari în raport cu lungimea de unda.

Peretii camerei sunt captusiti cu material fonoabsorbant.Daca intrarea şi iesirea canalului din camera de absorbtie nu au aceeasi

axa de simetrie, se obtine o atenuare şi mai mare azgomotelor.

Un alt tip de atenuator activ este cel cu şicane, construit astfel încâtsa realizeze schimbari de directie a zgomotelor prin intermediul unorpereti fonoabsorbanti.

Atenuarea realizata depinde de caracteristicile fonoabsorbante ale materialului utilizat la captusire, fiind direct proportionala cu perimetrul atenuatorului, lungimea atenuatorului şi invers proportionala cusuprafata sectiunii lui.

7

La acest ultim tip de atenuator (cu şicane) prezenta caturilor de 90o şi a întoarcerilor de 180o contribuie pozitiv la readucerea niveluluizgomotului.

Atenuatoarele reactive asigura disiparea energiei acustice prin formarea unui „DOP DE UNDE” care împiedica trecerea sunetului la unele frecvente, din cauza influentei masei şi a elasticitatii aerului în celulele atenuatorului.

Un astfel de atenuator este constituit dintr-o serie de cavitati şi tubulaturi astfel montate, încât prin discontinuitatile pe care le creeaza, sa realizeze reducerea necesara a nivelului de zgomot.

Cercetari recente au confirmat faptul ca din punct de vedere practic nu este recomandat sa se utilizeze mai mult de doua camere identice, iar tubul de racord dintre camere este avantajos sa fie montat în interior.

Din compararea spectrelor atenuarilor masurate la atenuatoarele cu doua camere, fata de cele cu o camera, a rezultat atenuari maxime de 40 dB la cele cu 2 camere, fata de numai 20 dB la cele cu o singura camera.

Din aceeasi clasa a atenuatoarelor reactive fac parte şi atenuatoarele de rezonanta.

Acestea sunt niste cavitati cu pereti rigizi şi care comunica cu conducte printr-un orificiu.

Aceste cavitati (ramificatii laterale) pot fi cu sectiune constanta saucu sectiune variabila.

Pentru a largi plaja de frecvente în care se pot obtine valori importante ale atenuarii, este benefica realizarea unor atenuatoare reactive combinate.

Una din cele mai raspândite metode de diminuare a zgomotului pe caile de propagare o constituie închiderea completa a unei surse de zgomot într-o carcasa fonoizolanta.

În cazul unei asemenea carcase, zgomotul se poate propaga în exteriorul ei, pe urmatoarele cai:- prin peretii carcasei – zgomot aerian;- prin neetanseitati sau prin deschideri tehnologice – zgomot aerian;- prin structura carcasei – zgomot structural;- prin elementele componente ale masinii – zgomot structural.

Atenuarea nivelului de zgomot aerian în acest caz este cu atât mai mare cu cât absorbtia acustica a interiorului carcasei este mai mare. Pentru reducereazgomotului structural transmis în exteriorulcarcasei trebuie ca toate legaturile dintre elementele masinii şi carcasa, respectiv fata de pardoseala, sa fie realizate prin elemente vibroizolante.

În aceeasi categorie de masuri prin care se poate combate nivelul de zgomot pe caile de propagare, se înscrie şi ECRANUL FONOIZOLANT.Ecranele fonoizolante sunt bariere acustice între sursa de zgomot şi receptor.

8

Eficienta lor variaza în functie de dimensiunile lor şi de frecventaacustica a sursei.

Se recomanda ca latimea ecranului sa fie de 1,5 ÷ 2 ori mai mare ca înaltimea lui.

Pentru combaterea zgomotului la receptor se recomanda pe lânga mijloacele individuale de protectie şi protejarea acestuia în cabine fonoizolante.

Acest lucru este posibil în cazul unor procese tehnologice ce pot ficomandate, controlate şi supravegheate de la distanta, reducând la minimum perioada de expunere la zgomot a lucratorilor (la operatii privind mentenanta echipamentului).

La realizarea cabinelor fonoizolante trebuie respectate urmatoarele reguli:- materialele utilizate trebuie sa asigure capacitatea de izolare la zgomotul aerian;- usile şi ferestrele se realizeaza în constructie fonoizolanta;- sistemele de etansare a usilor, ferestrelor nu trebuie sa diminuezecaracteristica de atenuare a cabinei;- decupajele din pereti sau plafon, pentru conducte, cabluri, trebuie etansate adecvat;- dotarea cabinelor cu sistem de ventilare sau de circulatie a aerului, cu atenuatoare de zgomot;- legatura cabinei cu structura cladirii trebuie realizata printr-un sistem vibroizolant.Studii ale problematicii legate de protectia împotriva efectelor nocive ale zgomotului, prin folosirea mijloacelor individuale la receptori, au pus în evidenta urmatoarele doua tendinte:- utilizarea selectiva a antifoanelor, în functie de nivelul zgomotului, de natura muncii prestate şi de durata de expunere, de particularitatile receptorilor.

Astfel, în cazul nivelurilor ridicate de zgomot şi în cazul unor activitati cu solicitare redusa a atentiei, se recomanda antifoane de tip extern; în cazul unor depasiri mici ale nivelurilor limita admise se recomanda antifoanele de tip intern;- realizarea unor antifoane selective, care sa permita desfasurarea unei convorbiri normale şi care sa neutralizeze frecventele înalte ale zgomotului, cele mai daunatoare de altfel.

Dintre antifoanele externe amintim câteva produse:1. AE.TROMET-75 - atenuare cu ≈ 45 dB la frecventa de 2000 Hz.ROMANIA - greutate – 200 g.- asigura inteligibilitatea vorbirii.- posibilitate de spalare.2. Antifon CAR 810 - Spasciani Italia-caracteristici similare pct.1.

9

3. Antifon SAFI–Franta–Comasec, Capri-caracteristici similare pct.1.4. Antifon tip 1200-1701-American Optical-caracteristici similare pct.1.

3. INFLUENTA ZGOMOTULUI ASUPRA ACTIVITATIIPRODUCTIVE

Zgomotul se caracterizeaza prin:- INTENSITATE;- COMPOZITIE SPECTRALA;- DURATA.

Aceste caracteristici constituie factorii principali, care influenteaza realizarea sarcinilor de munca, în conditiile îndeplinirii unei activitati productive într-o ambianta zgomotoasa.

Fie ca este vorba de o activitate predominant intelectuala sau motorie, aparitia unui zgomot intens, neasteptat, chiar de scurta durata, duce la o perturbare a acesteia şi la o scadere temporara a performantei de lucru.

În cazul în care prezenta zgomotului la locul de munca se prelungeste un timp mai îndelungat, scaderea performantei se poate constata şi dupa încetarea actiunii zgomotului, chiar şi în cazul unei obisnuinte” cu ambianta zgomotoasa.

În literatura de specialitate se citeaza numeroase situatii de ameliorare a indicatorilor cantitativi şi calitativi privitor la productia realizata, dupa reducerea intensitatii nivelului de zgomot la locul de munca.

Astfel într-un atelier mecanic dupa reducerea zgomotului cu 25 dB constatat o scadere cu 50% a pieselor rebutate.

Într-un atelier de montaj scaderea intensitatii zgomotului cu 20 dB a condus la o crestere a productiei cu 30%.

Expunerea la zgomote neasteptate, intermitente, ritmice sau întâmplatoare este situatia ce mai nociva pentru organismul uman.

În acest caz aparitia neasteptata a zgomotului poate declansa de fiecare data, reactii de scurta durata din partea organismului, generând dificultati în realizarea sarcinii de munca.

Expunerea la acest tip de zgomot nu produce obisnuinta.Influenta negativa, în ambianta de lucru, a unui zgomot continuu, se

constata mai ales atunci când activitatea depusa are un caracter complex, solicitând memoria imediata şi luarea deciziilor.

Într-o atmosfera zgomotoasa, rezolvarea unor probleme tehnice şi efectuarea unor calcule, este mult mai dificila decât într-o ambianta silentioasa.

4. STUDIU DE CAZÎn cadrul unei otelarii electrice dotate cu un cuptor electric de 100t şi o

instalatie LF de 100t, nivelul zgomotului în interiorul halei depaseste limita

10

admisa. De asemenea limita admisa este depasita şi în spatiul limitrof zonei debitoare de zgomot.

Datorita disconfortului creat angajatilor, concetatenilor care îsi desfasoara activitatea în localuri limitrofe halei, cât şi locatarilor a caror locatie se afla în apropierea amplasamentului, unitatea a comandat un studiu pentru eliminarea efectului zgomotului.

Protectia acustica a zonei înconjuratoare se poate realiza printr-un ecran având rol fonoizolator şi fonoabsorbant, care va avea ca efect refacerea elementelor de constructie în care se afla cuptorul şi prevederea unor tratamente fonoabsorbante pe partea interioara a acestora.

INTERDEPENDENTA DINTRE ZGOMOT ŞI VIBRATII

I. Introducere

Dezvoltarea impetuoasa a industriei înregistrata în ultimele decenii, a condus la cresterea numarului şi a puterii surselor de zgomot şi vibratii, având ca urmare poluarea cu zgomote şi vibratii a numeroase locuri de munca şi chiar a unor zone foarte întinse.

Cercetarile ştiinţifice efectuate au pus în evidenta faptul ca zgomotul şi vibratiile, care depasesc anumite intensitati, afecteaza nefavorabil caracteristicile functionale şi de siguranta ale instalatiilor şi gregatelor amplasate în zone poluate, cu efecte negative asupra sigurantei în exploatare şi asupra calitatii produselor.

Pe de alta parte, cercetarile clinice au pus în evidenta pe baze statistice faptul ca zgomotul şi vibratiile, care depasesc anumite limite, prezinta efecte nocive cu grave consecinte pe plan medico-sanitar prin afectarea sanatatii şi capacitatii de munca a angajatilor.

Pe plan social se constata o crestere rapida a numarului de persoane expuse actiunii nocive a zgomotului şi vibratiilor.

Ambele aspecte, medico-sanitare şi cele sociale, genereaza în ultima instanta pierderi economice, care rezulta din scaderea capacitatii de munca fizica şi intelectuala a angajatilor, scoaterea din circuitul productiv, temporar sau definitiv, a unui numar mare de angajati, ca urmare a îmbolnavirilor şi accidentelor profesionale, concedii medicale, pensionari premature ş. a.

Metodele moderne de combatere a zgomotului şi vibratiilorurmaresc atingerea a trei scopuri distincte:

11

1. un scop de natura tehnica, ce consta în realizarea de instalatii şi agregate care sa elimine generarea de zgomot şi vibratii peste limitele admise, în vederea evitarii înrautatirii caracteristicilor functionale, a scaderii calitatii produselor şi a degradarii premature a elementelor componente ale acestora;

2. un scop de natura medico-sanitara, care consta în protejarea angajatului împotriva efectelor complexe provocate de aceste noxe, efecte care afecteaza confortul fizic şi psihic, starea de sanatate şi capacitate de munca;

3. un scop de natura sociala, care consta în înlaturarea aspectului de noxa sociala, pe care îl prezinta poluarea cu zgomote şi vibratii.

În continutul acestei lucrari ne referim la cei doi factori de risc şi confortul acustic, la actiunea daunatoare a acestor forte şi în fine actiunea daunatoare a ultrasunetelor în cazul expunerii la astfel de solicitari.

II. Interferenta dintre zgomot, vibratii şi ultrasunete

Este cunoscut faptul ca atunci când un corp se afla în miscareoscilatorie datorita unei forte exterioare, se produc vibratii care în anumite situatii sunt percepute de om sub forma de trepidatii, precum şi sub forma de sunete.

Pentru a putea vibra, corpul primeste din exterior o anumita energie. O cantitate mai mare sau mai mica din aceasta energie primita de corpul care vibreaza este transferata mediului înconjurator, adica corpul radiaza, iar undele acustice generate, în deplasarea lor prin mediu, transporta la distanta aceasta energie. Daca în urma acestei radiatii se produce un sunet, radiatorul acustic devine o sursa sonora.

Ca exemplu de surse sonore pot fi mentionate: vocea omeneasca,instrumente muzicale, motoarele, difuzoarele etc., şi în general orice corp prin vibratie genereaza sunete.Prin analogie cu nivelul acustic al zgomotului marimile corespunzatoare vibratiilor sunt date în tabelul urmator:

12

Zgomotele luând nastere ca urmare a vibratiei unui corp, rezulta ca pot fi grupate în mai multe categorii în raport cu natura fortelor care produc aceste vibratii.

Astfel, în cazul zgomotului produs prin ciocnire, acesta este generat de actiunea unei forte datorita ciocnirii, în urma careia un corp poate vibra ca un tot, ansamblul punctelor deplasându-se în fata – când rigiditatea corpului este apreciabila - intensitatea sunetului vitezei particulei corpului, sau în corp pot lua nastere unde de încovoiere - când rigiditatea corpului este relativ scazuta, ca în cazul placilor şi barelor ale caror dimensiuni sunt mari în raport cu lungimea de unda asunetului generat - şi intensitatea sunetului depinde de natura materialelor din care sunt confectionate corpurile care se ciocnesc de masa corpului care vibreaza şi de dimensiunile acestuia.

În aceasta categorie intra zgomotele produse de ciocanele de forja şi ciocanele pneumatice, masinile de stantat, razboaiele de ţesut, polizoare, planseele supuse actiunii de impact etc.

Frecventele sunetului emis în urma unei actiuni de şoc depind de frecventele proprii de vibratii ale corpurilor lovite, fiind independente de frecventa de repetare a şocurilor.

Când zgomotul este produs de vibratiile unui corp ca urmare a actiunii fortelor de frecare care iau nastere atât la miscarea de translatie, cât şi la miscarea de rotatie a doua corpuri, intensitatea sunetului produs depinde de coeficientul de frecare şi de reactiunile normale dintre corpurile în contact. Prin urmare, cu cât suprafetele corpurilor sunt mai rugoase, având asperitati mai pronuntate cu atât intensitatea zgomotului produs este mai mare.

Corpul pus în vibratie în urma frecarii, vibreaza pe frecventele sale proprii care vor determina spectrul zgomotului generat, acesta depinzând şi de amortizarea interna a vibratiilor corpurilor în trecere.

Rularea rotilor pe şine, prelucrarea pieselor la raboteze, rotirea axelor în lagare genereaza zgomot prin frecare.

Zgomotul aerodinamic, denumit şi zgomot de sirena este generat de scurgerea unui fluid între suprafete rigide, fixe (de exemplu, refularea aerului printr-o gura de ventilator), precum şi scurgerea fluidelor datorita miscarii relative a suprafetelor (de exemplu, rotirea unei elice, a rotorului unei masini) care atrage dupa sine variatii de presiune, forma spectrului zgomotului depinde de o serie de factori printre care dimensiunile şi forma conductei de scurgere a fluidului, viteza curentului, de debit, vâscozitate etc. În cazul zgomotului de jet,

13

analizele spectrale au pus în evidenta şi existenta unui spectru infrasonor şi ultrasonor.

În cazul zgomotului magnetic, care este specific masinilor electrice, acesta se datoreaza fortelor periodice care se exercita în interspatiul dintre stator şi rotor. Componentele tangentiale ale fortelor magnetice dau nastere momentului (cuplului) total care produce lucrul util al motorului, iar componentele radiale nu contribuie la efectuarea unui lucru mecanic util, ci actionând asupra elementelor masinii electrice, le pun în vibratie, generând zgomot. Deci, de marimea componentelor radiale ale fortelor magnetice depinde şi intensitatea zgomotului generat.

Astfel, zgomotul se datoreaza formarii de turbioane în focar, desprinderii turbioanelor de pe marginea arzatorului şi vibratiilor aerului în focar.

În spectrul unui asemenea zgomot predomina componentele de joasa frecventa 60 - 260 Hz, aceasta datorându-se şi aparitiei fenomenului de rezonanta între vibratiile proprii ale focarului şi vibratiile generate de arzator.

În toate cazurile, în conditii egale de frecventa şi intensitate, actiunea daunatoare a zgomotului asupra organismului omenesc este şi mai accentuata atunci când zgomotul este însotit de vibratii mecanice, deosebindu-se mai multe situatii:

* o prima situatie este aceea în care omul se afla în încaperi în care sunt în functiune diferite masini şi instalatii, în care actioneaza simultan zgomote şi vibratii de diferite frecvente şi spectre, având ntensitati ridicate (masini de prelucrare a metalelor sau a lemnului, masini textile, motoare de avioane etc.). Astfel, aparatul vestibular este sensibil la acceleratiile corpului şi la modificarile de pozitii în câmpul gravitational, raspunzând la frecventele foarte joase;

* o alta situatie este aceea în care întregul organism este supus vibratiilor produse de catre masini şi aparate care se misca împreuna cu omul (autovehicule, tractoare, poduri rulante etc.);

* mai exista situatii în care numai anumite parti ale corpului omenesc sunt supuse la actiunea directa a vibratiilor produse de diferite masini, instalatii sau unelte (unelte pneumatice, ciocane, masini de gaurit etc.).

În aceste ultime situatii corpul este supus la vibratii prin contact direct cu corpurile solide în vibratie. Frecventele acestor vibratii se afla în limita inferioara a frecventelor audibile sau în domeniul infrasunetelor.

Consecintele asupra sanatatii şi capacitatii de munca a persoanelor care lucreaza în industrie, în raport cu alte sectoare sunt mai periculoase şi mai grave, deoarece atât zgomotele cât şi vibratiile sunt mai puternice şi de durata mai mare, cât şi datorita interactiunii acestor doua noxe, mai ales în situatia în

14

care zgomotul poate fi amplificat prin montarea agregatelor masinilor-unelte, utilajelor industriale care vibreaza, fara luarea masurilor necesare de atenuare atransmiterii vibratiilor la elementele de constructie ale cladirilor industriale respective.

De aceea, în problemele de productie împotriva zgomotului trebuie sa fie solutionat atât zgomotul aerian cât şi cel structural.

Zgomotul aerian se produce atunci când surse sonore, ca, de exemplu, o masina unealta, dau nastere la vibratii care se propaga sub forma de unde în aerul înconjurator. Transmiterea zgomotului aerian între doua încaperi separate între ele printr-un perete etans are loc atunci când undele pun în vibratii - cu amplitudini suficient de mari - elementul de separatie, iar vibratiile acestuia sunt transferate aerului din încaperea vecina.

Alte cai de acces ale zgomotului aerian, în încaperi sunt deschiderile de usi şi ferestre, deschiderile din pereti şi plansee, canalele de ventilatie şi golurile din jurul conductelor instalatiilor sanitare şi electrice.

Zgomotul structural ia nastere, atunci când sursa de vibratii excita ea însasi elementele constructiei; acesta este cazul şocului sau impactului în plansee şi pardoseli. Datorita undelor transversale care iau nastere, planseele şi pardoselile devin radiatori acustici care produc zgomot aerian în aerul dimprejur atunci când frecventa de vibratie este mai mare decât 20 Hz. Daca frecventa vibratiilor este sub aceasta limita se produc trepidatii.

Zgomotul structural poate fi generat şi de masinile şi instalatiile din cladiri, de trântitul usilor. Zgomotul structural poate fi redus daca se întrerupe continuitatea traseului de propagare.

Zgomotul de impact este o forma de zgomot structural provocat de forte care actioneaza pe planseele şi pardoselile din cladiri provocând vibratii care se propaga prin medii solide. Întâlnind în calea lor suprafete capabile sa radieze energie acustica, aceste vibratii sunt transformate în zgomot aerian audibil. Energia instantanee de vibratie este în cazul impactului mult mai mare decât cea generata de sursele obisnuite de zgomot aerian.

Din punct de vedere al actiunii daunatoare asupra organismului uman, o importanta deosebita, exceptând zgomotul şi vibratiile o au şi ultrasunetele.

Oscilatiile acustice care iau nastere în timpul functionarii masinilor şi agregatelor pot constitui factori nocivi pentru organismul uman. Perceperea lor de catre organismul uman, prin organul auditiv, oscilatiile acustice se clasifica în:- infrasunete, cu frecventa sub 16 Hz;- sunete, cu frecventa cuprinsa intre 16 şi 16.000 Hz;- ultrasunete, cu frecventa peste 16.000 Hz.

15

În mediul industrial, infrasunetele, sunetele şi ultrasunetele se suprapun atât în ceea ce priveste componenta spectrului oscilatiilor generate de masini şi utilaje, cât şi în privinta actiunii lor asupra organismului lucratorului.

Infrasunetele apartin partii inaudibile a spectrului sonor având frecventele inferioare valorii de 20 Hz.

Infrasunetele sunt prezente în numeroase locuri de munca.Acestea apar în cazul functionarii motoarelor cu ardere interna cu

aprindere prin scânteie, la frecventele de la 10 la 20 Hz şi nivelurile de intensitate de 98 dB, a motoarelor Diesel, la frecventele de la 5 la 20 Hz şi nivelurile de intensitate de 102 - 103 dB, a motoarelor cu reactie, la frecventele de la 1 la 20 Hz şi nivelul de intensitate de 143 dB.

Oscilatiile acustice întâlnite în mediul industrial au, de obicei, frecvente foarte variate, gama frecventelor acustice interferând cu cea a ultrasunetelor. Totusi, la fiecare loc de munca predomina o anumita gama, imprimând anumite caracteristici mediului fizic ambiant.

Ultrasunetele se deosebesc de sunete prin faptul ca, având o frecventa ridicata (peste 16.000 Hz), nu provoaca senzatii auditive. În industrie, ultrasunetele apar fie în compozitia spectrului unor zgomote puternice, fie sunt generate de instalatii special destinate acestui scop.

Actiunea biologica a ultrasunetelor variaza în functie de caracteristicile acestora - frecventa, intensitate, durata de timp - şi de natura elementelor celulare sau a ţesuturilor expuse. Cele mai periculoase sunt ultrasunetele de intensitate mare şi frecventa joasa care se amortizeaza putin în aer şi se raspândesc în toata încaperea de lucru. Ultrasunetele de intensitate mica şi frecventa ridicata sunt amortizate în mare masura în aer şi, în mod practic nu au o actiune nociva asupra organismului uman.

Ţesuturile cele mai vulnerabile sunt cele neomogene, precum şi elementele constitutive ale celulelor. Actiunea biologica a ultrasunetelor se concretizeaza în efecte mecanice, termice şi chimice.

Efectul mecanic se manifesta prin deplasari violente şi dezordonate ale moleculelor la nivelul protoplasmei celulare, care au drept consecinta „dilatarea” celulelor, degenerarea nucleelor celulare şi alterarea cromozomilor.

Efectul termic al ultrasunetelor se manifesta printr-o crestere generala a temperaturii organismului. El este caracteristic pentru ultrasunete şi este cu atât mai mare cu cât ultrasunetele au o frecventa mai ridicata şi cu cât organele expuse au o structura mai compacta.

Efectul chimic al ultrasunetelor se caracterizeaza prin declansarea unor reactii de oxidare şi degradarea macromoleculelor care conduc la denaturarea proteinelor.

16

Actiunea ultrasunetelor poate sa fie generala, interesând întregul organism, sau locala, afectând numai anumite organe sau sisteme. În literatura de specialitate se descrie actiunea ultrasunetelor asupra organului auditiv, sistemului nervos, endocrin, muscular, sângelui, epidermei etc. La nivelul plasmei sanguine, expunerea la ultrasunete provoaca scaderea numarului de leucocite.

În fine ultrasunetele de intensitate şi frecventa foarte mare au o actiune generala asupra organismelor vii, putând conduce la moarte. Frecventa critica este socotita a fi cea de 22 - 25,5 kHz la intensitati de 160 - 165 dB.

Metode şi echipamente de măsurare a zgomotelor şivibraţiilor

Masurarea şi analiza de vibratii şi zgomot presupun o atentie cu totul deosebita. Acestea se pot face:-pentru caracteristicile undei elastice la propagarea ei în mediul solid (vibratii), lichid (hidroacustica), gazos (acustica);-pentru determinari fiziologice şi medicale;-pentru caracteristicile aparaturii folosite în scopurile de mai sus, ale aparaturii de comunicatii, de înregistrare şi de redare a sunetului.

La masurarea zgomotului, se folosesc mai multe instrumente diferite. Instrumentul principal folosit la masurarea zgomotului este un manometru de sunet. Anterior, se folosea un simplu manometru de sunet cu indicator. Astazi se folosesc instrumente digitale avansate capabile sa indice valoarea medie şi nivelul de zgomot masurat în multe feluri. În esenta, blocurile de masura sunt indicate în (fig de mai jos)

17

Aceste asa-numite manometre de sunet integrate sunt capabile sa masoare nivelul de zgomot masurat, echivalent, constant. La masurarea zgomotului este important sa se calibreze instrumentul de masurare. Acest lucru se face de obicei cu ajutorul unui calibrator acustic.

Calibratorul acustic este un aparat fixat microfonului instrumentului care are ca marime de iesire un anumit nivel de presiune a sunetului.

Manometrul de sunet este astfel etalonat încât sa indice nivelul corect de presiune a sunetului.

Zgomotul este de obicei masurat prin pozitionarea instrumentului de masurare direct la punctul de testare, apoi prin masurarea propriu-zisa. Inregistrarile testarii pot fi trecute pe hârtie, dar cel mai adesea la instrumentul de masurare este atasat un printer sau un înregistrator de nivel. Când se ataseaza un printer, valorile masurate pot fi printate, de asemenea, pe o banda de hârtie. Când se ataseaza un înregistrator de nivel se poate printa un grafic, care arata variatia în timp a zgomotului. în cazul unor analize avansate ale zgomotului, zgomotul este de obicei înregistrat pe banda, apoi analizat într-un laborator.Astazi exista sisteme de masurare bazate pe computer. în principiu, astfel de sisteme de masurare constau dintr-un microfon atasat la un computer. Aceasta înseamna ca întreaga prelucrare de date se efectueaza cu ajutorul computerului. Zgomotul poate, de exemplu, sa fie înregistrat pe banda in-situ şi apoi analizat cu ajutorul computerului în laborator.

Probleme legate de masurarea zgomotului

Legat de masurarea zgomotului, pot aparea probleme şi trebuie luate în considerare anumite puncte importante:- este esential ca toate conditiile de functionare ale întreprinderii sa fie respectate simultan cu efectuarea masuratorilor. Sursa de zgomot cea mai importanta a întreprinderii trebuie de exemplu sa fie în functiune în momentul masurarii.- trebuie avut grija ca nivelurile de zgomot masurate sa nu fie afectate de interferenta externa; masuratorile trebuie efectuate în momentele în care interferenta externa este nesemnificativa sau nivelul interferentei externe trebuie determinat şi scazut din nivelul de zgomot masurat.- masuratorile de zgomot sunt foarte dependente de conditiile meteorologice în special când se efectueaza masuratori la distanta mare de sursa de zgomot. De obicei zgomotul este masurat în urmatoarele conditii:* viteza vântului < 5 m/s* directia vântului sa fie de la sursa de zgomot spre punctul de masurare* fara inversiune

18

* fara strat de zapada

Raportul de masurareDupa efectuarea masuratorilor de zgomot se elaboreaza un raport de

masurare a acestuia.Raportul trebuie sa contina urmatoarele puncte:

* scopul masuratorilor,* înregistrarile de testare,* gradul la care înregistrarile de testare sunt nedefinite,* o schema care sa contina indicarea punctelor de masurare,* o schema care sa arate pozitia surselor de zgomot,* descrierea conditiilor operationale,* descrierea metodei de masurare,* descrierea instrumentelor de masurare folosite,* descrierea conditiilor de masurare (interferenta externa şi conditii meteorologice),* natura zgomotului (tonuri şi impulsuri),* numele operatorului,* numele întreprinderii care a comandat masuratoarea,* numele institutului care face masurarea.

Calcularea zgomotuluiDupa cum s-a mai mentionat anterior, este posibil sa se calculeze nivelul

zgomotului. în anumite cazuri ar fi mai adecvat sa se calculeze decât sa se masoare nivelul zgomotului.

La calcularea nivelului zgomotului, se evita problemele de interferenta externa şi de conditii meteorologice. Prin masurarea zgomotului, se obtine doar o cifra pentru sarcina totala de zgomot.

La calcularea nivelului de zgomot se calculeaza contributiile individuale ale celor mai semnificative surse de zgomot ale întreprinderii. în consecinta, este posibil sa se determine sursele cu cel mai mare impact şi sursele ce trebuie supuse controlului de zgomot, daca trebuie redusa sarcina totala de zgomot. Acesta este probabil cel mai important avantaj al calcularii nivelului de zgomot.

La calcularea nivelului de zgomot se selecteaza întâi sursele cele mai importante, apoi se determina nivelul de putere a sunetului al acestor surse . Aceasta se poate efectua într-unui din modurile urmatoare:* prin masurarea zgomotului lânga sursa. Se efectueaza o asa-numita masuratoare de nivel a puterii sunetului sursei. în principiu, se masoara nivelele

19

de zgomot la mai multe puncte situate într-un careu de masurare care înconjoara sursa de zgomot.* în anumite cazuri, se pot obtine informatii asupra nivelului puterii sunetului sursei, de la producatorii din interior.* informatii asupra nivelului puterii sunetului sursei pot fi de asemenea obtinute din manualele de referinta etc.* se pot aplica valori sau niveluri ale puterii sunetului sursei obtinute la amplasamente similare.

Pe baza determinarii nivelului de putere a sunetului sursei, se poate calcula contributia surselor la punctele selectate de calcul. în principiu, calculele sunt facute prin includerea unor factori de corectie. Factorii de corectie sunt efectul calculat al actiunii zgomotului în timpul transmisiei de la sursa la punctul de calculare.* se calculeaza atenuarea datorata distantei, pe baza distantei dintre sursa şi punctul de calculare.* se calculeaza absorbtia în aer, pe baza lungimii caii de transmisie. De obiceise aplica valori de atenuare corespunzatoare la 15°C şi 70 % umiditate relativa a aerului.* se ţine cont de reflexie în cazul în care sursa zgomotului este pozitionata lânga suprafete; se calculeaza barierele de zgomot pe baza pozitiei lor şi modelului lor fizic.* se calculeaza atenuarea datorata vegetatiei pe baza întinderii şi înaltimii vegetatiei, ca şi a nivelului sursei şi a punctului de receptie.* se calculeaza atenuarea datorata terenului pe baza conditiilor de teren şi suprafata ca şi a nivelului sursei şi a punctului de receptie.

Dupa ce s-au calculat contributiile surselor individuale, sarcina totala de zgomot poate fi calculata prin adunarea acestor contributii.în practica se aplica un program de computer pentru modelarea calculelor. Este de dorit o verificare a rezultatelor calculului cu ajutorul masuratorilor de orientare.

Masuratori de vibratii

Un instrument pentru masurarea vibratiilor consta, în esenta, din blocurile din (fig. urmatoare)

Accelerometrul fixat la obiectul în vibratie converteste acceleratia vibratiei într o tensiune electrica proportionala. Preamplificatorul converteste impedanta ridicata a traductorului întro impedanta mult mai coborâta, astfel încât putem utiliza cable lungi între preamplificator şi instrumentul indicator.

Retelele de integrare permit masurarea atât a parametrilor viteza şi

20

deplasare, cât şi a acceleratiei. Filtrele trec sus şi jos, reduc posibilitatea de interferente cu zgomote de frecvente coborâte şi ridicate, eliminând şi rezonanta accelerometrului. Dupa amplificare şi detectare corespunzatoare, semnalul poate fi prezentat pe un instrument etalonat în unitati de vibratie.

Instrumentele utilizate în mod curent pot consta din unitati compacte sau din instrumente separate, cu un accelerometru şi preamplificator conectate ca un sistem de detectie şi de conversie separat.

Pentru masurarea fortelor dinamice, utilizam acelasi set de aparate, înlocuind accelerometrul cu un traductor de forta sau cu un cap de impedanta.

Aparatul folosit în prezent pentru masuratori de vibratii se numeste „masurator universal de vibratii", şi este un aparat portabil universal capabil sa masoare acceleratia, viteza şi deplasarea. Se mai pot folosi analizoare de vibratii portabile, înregistratoare de trepidatii etc.

21

Bibliografie

[1] Darabont, A. Pece, Şt., Dascalescu, A., Managementul securitatii şi sanatatiiîn munca, Vol. I,II, Ed. AGIR, Bucuresti, 2001[2] Darabont, A. Costin, A., Metode moderne privind combaterea zgomotului şivibratiilor în industria chimica, Bucuresti, 1980.[3] Meret,N Pece, Şt., Cacovean, N., Protectia omului în procesul muncii, Ed.Tehnica şi Enciclopedica, Bucuresti, 1985.[4] Cyril, M., H., Chorles, E., C., Şocuri şi vibratii, Vol. III, Ed. Tehnica, 1969.[5] *** Ghid de protectie a muncii, Vol. IV, Bucuresti, OID – ICM, 1984.[6] *** Normele generale de protectie a muncii, Bucuresti, Ed. 2002.[7] Darabont A., Pece Şt., Dascalescu A. – Managementul securitatii şisanatatii în munca- vol. 1-2-ed. AGIR – Bucuresti – 2001.[8] Meret N., Pece Şt., Cacovean N. Protectia omului în procesul muncii,Ed. Ştiinţifică şi Enciclopedica, Bucuresti, 1985.[9] Darabont A. Iorga I. Ciodaru Michaela – Masurarea zgomotului şivibratiilor în tehnica, Ed. Tehnica, Bucuresti, 1983[10] Gafitanu M. Merticaru V. Focsa V. Biborosch L. – Vibratii şizgomote, Ed. Junimea, Iasi, 1980

22