Zgomote si Vibratii

Resurse Naturale si Protectia Mediului

Nicorescu Catalin

XII B

Argument

 

Ca orice alt tip de poluare si poluarea sonica are numai efecte negative in special pentru om.          Poluarea sonica produce stress, oboseala, diminuarea sau pierderea capacitatii audutive, instabilitate psihica, randament scazut, fisurarea cladirilor, spargerea geamurilor etc.          Sunetul reprezinta o vibratie a particulelor unui mediu capabila sa produca o senzatie auditiva. Sunetul se propaga sub forma de unde elastice numai in substante si nu se propaga in vid. In aer viteza de propagare este de 340 m/s.          Zgomotul este o suprapunere dezordonata a mai multor sunete. Este produs din surse naturale dar mai ales antropice: utilaje, mijloace de transport, aparate, oameni. Ca orice unde elastice, sunetele se caracterizeaza prin frecventadefinita ca numar de oscilatii complete dintr-o unitate de timp.          Propagarea sunetelor este influentata de: - sursa de zgomot; - atmosfera; - distanta; - obstacolele intalnite. Sursele de zgomot sunt :industria, orasele, mijloacele de transport. Ele produc zgomote de diferite intensitati si pot fi stationare sau mobile. Atmosfera poluata si ceata atenueaza zgomotele. Obstacolele de asemenea atenueaza intensitatea sonora, fiind utilizate la reducerea zgomotelor.

Cuprins

Cap.1. Surse de zgomote si vibratii

1.1. Consideratii generaleA. Efectele zgomotelor şi vibraţiilor asupra organismului umanB. Efectele vibraţiilor asupra utilajelor. Fenomenul de oboseală a

materialelor

1.2. Surse de zgomote si vibratii

1.3. Efecte ale zgomotelor si vibratiilor

1.4. Metode si echipamente de masurare a zgomotelor si vibratiilor

Cap. 2. Studiu de caz: Utilizarea structurilor fonoizolante pentru diminuarea expunerii la zgomot pe platformele marine;

1.1. Izolarea acustica (fonoizolarea)

1.2. Cabine fonoizolante

1.3. Carcase fonoizolante

Cap.1. Surse de zgomote si vibratii

1.1. Consideratii generale

Undele sonore sunt unde mecanice longitudinale, ce se pot propaga în solide, lichide şi gaze. Particulele materiale care transmit o astfel de undă oscilează în direcţia de propagare a undei însăşi.

Undele longitudinale din aer, atunci când vin în contact cu urechea, dau naştere senzaţiei de sunet. Deci, putem afirma că sunetul reprezintă vibraţia acustică capabilă să producă o senzaţie auditivă.

Urechea omenească este sensibilă la undele din intervalul de frecvenţă situat între aproximativ 20 - 20 000 Hz.

Subliniem că 1Hz reprezintă frecvenţa unui fenomen periodic, a cărui perioadă este de 1s.

Cele mai simple unde sonore sunt undele sinusoidale de frecvenţă şi amplitudine cunoscute. Când acestea ajung la ureche, provoacă vibraţia, cu aceeaşi frecvenţă şi amplitudine, ai particulelor de aer din apropierea timpanului. Aceste vibraţii pot fi descrise ca variaţii ale presiunii aerului din acel punct.

Un aspect esenţial al propagării undelor de toate felurile este transferul de energie. Intensitatea I a unei unde se defineşte ca media în timp a vitezei cu care energia este transportată de către undă prin unitatea de suprafaţă perpendiculară pe direcţia de propagare. Mai pe scurt, intensitatea este puterea medie transportată prin unitatea de suprafaţă.

De exemplu intensitatea unei unde sonore având amplitudinea maximă

tolerabilă de urechea omenească este de 1,06 • 10"4 W/cm2, Puterea totală transportată printr-o suprafaţă de către o undă sonoră este

egală cu produsul dintre intensitatea undei pe acea suprafaţă şi aria suprafeţei. Deoarece urechea este sensibilă la un interval larg de intensităţi, scala

logaritmică a intensităţilor este mai comodă decât scala aritmetică. Deci, nivelul de intensitate sonoră Ns al unui sunet va fi Ns = 10 log l/l0, unde l0 este o intensitate

arbitrară de referinţă considerată a fi 10"12 W/m2, ceea ce corespunde celui mai slab sunet care poate fi auzit.

Nivelul de intensitate sonoră se măsoară cu decibeli, a zecea parte dintr-un bel, acesta fiind unitate adimensională pentru compararea valorilor puterilor (respectiv intensităţilor).

Nivelul unei intensităţi sonore Ns de 1 bel corespunde unei puteri medii de

10~11,9 W/m2.

Dacă intensitatea unei unde sonore este egală cu l0 respectiv 10"12 W/m2,

nivelul ei de intensitate sonoră este de 0 dB. (Ns = 10log l0/lo)

Intensitatea maximă pe care o poate suporta urechea, de aprox. 1W/m2, corespunde unui nivel de intensitate sonoră de 120dB, numit prag de durere.

Din diferite studii s-a observat că urechea are sensibilitatea maximă faţă de frecvenţele situate între 2000 şi 3000 Hz, unde pragul de audibilitate, cum este numit, este de aproximativ 5dB.

Nivelul de tărie. Introducerea unei scări de măsura pentru evaluarea subiectivă a intensităţii sunetului se bazează pe legea fiziologică a lui Weber-Fechner. Potrivit acesteia, senzaţia subiectivă fiind proporţională cu logaritmul zecimal al excitaţiei, dacă se atribuie nivelului de referinţă al intensităţii acustice senzaţia zero, atunci nivelul intensităţii exprimat în B reprezintă o măsură potrivită şi pentru nivelul de tărie acustică.

Pe baza a numeroase cercetări efectuate cu metoda comparaţiei subiective s-au stabilit nivelul de tărie corespunzătoare domeniului de audibilitate (fig.11.1).

înălţimea sunetelor. în ceea ce priveşte înălţimea sunetului, care este corelată cu frecvenţa, cercetările au arătat că pentru frecvenţele situate sub 500 Hz, urechea efectuează o analiză de frecvenţă în benzi de lărgime absolut constante de 100 Hz şi abia peste 500 Hz, benzile de trecere devin procentual constante şi egale cu 1/3 octava. Dacă acestor intervale, denumite grupe de frecvenţă, li se atribuie o anumită scară a senzaţiei de înălţime, se verifică şi aici legea iui Weber-Fechner, dar numai pentru valori ale frecvenţelor ce depăşesc 500 Hz.

Pe această linie se acceptă ca definiţie a noţiunii de „zgomot" orice sunet care depăşeşte limita de circa 35-40 dB, provocând disconfort subiecţilor.

Vezi fig.1. Anexa

1.2. Surse de zgomote si vibratii

Principalele tipuri de surse care produc vibraţii şi zgomote pot fi clasificate după cum urmează:

- maşini şi procese tehnologice (maşini-unelte, maşini textile, ventilatoare etc); - subansamble şi organe de maşini (mecanisme cu roţi dinţate, rulmenţi etc); - instalaţii sanitare şi de condiţionare a aerului; - mijloace de transport (zgomot exterior urban).

Din punct de vedere al ingineriei mediului este interesant a analiza această ultimă categorie de sursă: transportul urban.

In centrele populate, sursele de zgomot sunt numeroase. Cele mai importante pot fi, totuşi, considerate următoarele: transportul urban, zborul avioanelor, circulaţia liberă pe străzi, şantierele de construcţii, circulaţia trenurilor, echipamentele cu manipulanţi şi pietonii. în funcţie de zona în care locuieşte sau lucrează, o persoană va suferi influenţă negativă a unora sau altora din sursele enumerate mai sus. în ultimii ani, în marile centre urbane, un număr tot mai mare de persoane sunt afectate de zgomotul ambiant. Studii sistematice recente au stabilit modul în care se distribuie diferitele tipuri de zgomot ambiant în reclamaţiile populaţiei referitoare la zgomot. Vezi Tabel 1. Anexa

Aşa cum rezultă şi din tabelul 1, ponderea cea mai mare în zgomotul urban o deţine transportul rutier. Creşterea puterii motoarelor cu care se echipează autovehiculele şi creşterea vitezei de deplasare a acestora, corelate cu creşterea

numărului de autovehicule, sunt de natură să complice problema combaterii zgomotului în oraşele mari. Principalele surse de zgomote şi vibraţii la autovehicule sunt motoarele şi caroseriile. Deosebit de importantă este, de asemenea, îmbrăcămintea străzilor şi neuniformităţile acestora.

Zgomotul motoarelor este determinat în principal de sistemele de admisie şi de evacuare. Cele mai zgomotoase sunt motoarele cu răcire cu aer, cele în doi timpi, precum şi motoarele Diesel. Nivelurile globale maxime ale zgomotelor de motoare sunt de 110-112 dB.

Cea mai intensă sursă de zgomot la autovehicule o constituie sistemul de evacuare. Distribuţia spectrală şi nivelul componentelor sale depind de numărul de cilindri, de numărul de timpi, de cilindree, de puterea motorului, de fazele de distribuţie a gazelor, de construcţia sistemului de evacuare. Pentru reducerea zgomotului în sistemele de evacuare se pot folosi atenuatoare (ţevi de eşapament) active, reactive şi combinate. Atenuatoarele active se bazează pe principiul absorbţiei energiei acustice. Atenuatoarele reactive (filtre acustice) conţin în construcţia lor rezonatori şi camere de detentă.

1.3. Efecte ale zgomotelor si vibratiilor

A. Efectele zgomotelor şi vibraţiilor asupra organismului uman

Omul civilizaţiei tehnice actuale are ca însoţitor permanent zgomote de diverse provenienţe care, în funcţie de nivelul lor de tărie, generează efecte de natură şi gravitate diferite. Vezi fig. 2. Anexa

Primele care se manifestă sunt efectele psihice nedorite, şi anume la niveluri de tărie, cu mult inferioare faţă de acelea la care apar leziuni ale urechii interne sau se constată o pierdere ireversibilă a sensibilităţii auditive. Vezi fig.3. Anexa

S-a constatat că zgomote de intensitate scăzută, dar supărătoare, care pătrund în locuinţa omului din circulaţia exterioară sau din încăperile învecinate, datorită acţiunii lor permanente, ziua şi noaptea, se constituie în nişte iritanţi cronici ai organismului uman.

Zgomotele pot ajunge la urechea internă şi prin conducţie osoasă. Astfel, zgomote izolate de numai 40-50 dB sunt suficiente pentru a perturba odihna normală din timpul nopţii. în timpul zilei nocivitatea aceloraşi zgomote de intensitate scăzută depinde în primul rând de gradul de solicitare psihică a organismului uman. Deosebit de afectaţi de aceste zgomote sunt cei care prestează o muncă intelectuală sau presupune un grad de concentrare sau atenţie deosebită. în acelaşi timp organismul uman este supus unei suprasolicitări nervoase de durată care, prin efectul său cumulativ, conduce la afecţiuni psihice sau organice grave ca: hipertensiunea arterială, diferite nevroze etc.

Evaluarea nocivităţii acestor zgomote slabe este dificilă pentru că influenţează într-un mod diferit sănătatea unor oameni care prestează acelaşi gen de activitate. Adaptarea organismului uman la acţiunea zgomotelor este foarte limitată, aşa-

numita obişnuinţă la zgomot manifestându-se după un anumit timp ca o stare patologică de îmbolnăvire.

Destul de nocive şi imediate sunt efectele unor zgomote cu nivele de tărie mai ridicate, ce modificări în starea şi funcţionarea organelor de simţ şi interne. De exemplu, s-a constatat o creştere a presiunii intracraniene, modificarea cordului şi a respiraţiei, o scădere a acuităţii uzuale şi altele.

La creşterea în continuare a nivelului de tărie, modificările funcţionale ale sistemului nervos central şi vegetativ pot deveni ireversibile sau pot fi însoţite şi de anumite leziuni organice.

Deoarece depind de factori obiectivi, efectele dăunătoare ale zgomotelor se accentuează însă dacă acţionează discontinuu sau sub formă de impulsuri, dacă apariţia lor este imprevizibilă sau dacă sunt însoţite de vibraţii mecanice. Zgomotele foarte puternice al căror nivel de intensitate depăşeşte cu 85-90 dB pragul de audibilitate, pe lângă faptul că pot reduce la zero inteligibilitatea vorbirii, cauzează o pierdere treptată, până la surditate, a sensibilităţii auditive. Surditatea permanentă poate să apară după numai 4-5 ani de activitate în mediu cu zgomot deosebit de intens (ex. industria siderurgică, textilă etc). Afecţiunile organului auditiv sunt însoţite aici şi de agravarea tulburărilor psihice şi fiziologice amintite mai sus.

Astfel, după numai 3-4 ani de lucru într-o industrie zgomotoasă, circa 70 % din muncitori suferă de afecţiuni nervoase (dureri de cap, ameţeli, stare de frică, iritabilitate sau stare emotivă semnificativă etc), aproape 40 % sunt bolnavi de gastrită sau ulcer duodenal şi aproximativ 10 % prezintă hipertensiune arterială.

Acţiune negativă asupra organismului uman o au şi vibraţiile cu o frecvenţă mai mică de 20 Hz (infrasunete). O primă situaţie este cea în care vibraţiile, acţionând simultan cu zgomote, de intensitate apreciabilă, sunt sesizate de alte organite ale urechii interne şi conduc la o suprasolicitare a întregului organ auditiv. Din figura 11.3 rezultă că aceste organite au maximum de sensibilitate în jurul frecvenţei de 1 Hz.

Analog, ca la nivelurile de intensitate şi tărie ale zgomotelor, s-au introdus şi pentru vibraţii niveluri de intensitate şi tărie numite vibrar şi respectiv pal.

Nivelul de tărie a vibraţiilor în pali este egal cu nivelul de intensitate în vibrări la frecvenţa de referinţă de 1 Hz. Pentru această frecvenţă se admite că limita de

percepere a acceleraţiei valoarea de referinţă : a0=3,16x10"3 m/s2. în prezent se

mai utilizează şi nivele în dB cu valorile de referinţă a0=10'5m/s2 pentru

acceleraţie, v0=10"8 m/s pentru viteza şi x=10"11 m pentru elongaţie.

Efectele vibraţiilor şi zgomotelor se manifestă, funcţie de energia şi direcţia lor de acţiune, prin deplasări relative, ruperi ale ligamentelor sau chiar hemoragii ale organelor interne. O altă situaţie este aceea în care numai anumite părţi ale corpului omenesc, îndeosebi mâinile, sunt supuse direct acţiunii vibraţiilor produse de diverse unelte şi instalaţii. Astfel, se cunoaşte sindromul de „degete albe" la muncitorii ce utilizează fierăstraie mecanice şi care constă într-o degradare treptată a ţesutului nervos şi vascular al mâinilor până la pierderea completă a sensibilităţii tactile.

B. Efectele vibraţiilor asupra utilajelor. Fenomenul de oboseală a materialelor

Astăzi se consideră că oboseala este rezultatul unor curgeri locale de material sau, altfel spus, rezultatul combinaţiei dislocaţiilor şi a concentrărilor locale de tensiuni. Orice alunecare intercristalină este însoţită de o distrugere de material. Primul semn vizibil al oboselii materialului, îl constituie apariţia aşa-numitelor benzi de alunecare. Sub influenţa continuă a vibraţiilor, benzile de alunecare progresează şi dau naştere unor mici fisuri care se propagă apoi prin material. Prin creşterea fisurii, tensiunea în materialul rămas devine atât de mare încât propagarea fisurii se accentuează şi se produce distrugerea prin oboseală.

1.4. Metode si echipamente de masurare a zgomotelor si vibratiilor

Măsurarea şi analiza de vibraţii şi zgomot presupun o atenţie cu totul deosebită. Acestea se pot face:

-pentru caracteristicile undei elastice la propagarea ei în mediul solid (vibraţii), lichid (hidroacustică), gazos (acustică);

-pentru determinări fiziologice şi medicale; -pentru caracteristicile aparaturii folosite în scopurile de mai sus, ale

aparaturii de comunicaţii, de înregistrare şi de redare a sunetului. La măsurarea zgomotului, se folosesc mai multe instrumente diferite.

Instrumentul principal folosit la măsurarea zgomotului este un manometru de sunet. Anterior, se folosea un simplu manometru de sunet cu indicator. Astăzi se folosesc instrumente digitale avansate capabile să indice valoarea medie şi nivelul de zgomot măsurat în multe feluri. în esenţă, blocurile de măsură sunt indicate în fig. 4. Anexa.

Aceste aşa-numite manometre de sunet integrate sunt capabile să măsoare nivelul de zgomot măsurat, echivalent, constant.

La măsurarea zgomotului este important să se calibreze instrumentul de măsurare. Acest lucru se face de obicei cu ajutorul unui calibrator acustic. Calibratorul acustic este un aparat fixat microfonului instrumentului care are ca mărime de ieşire un anumit nivel de presiune a sunetului. Manometrul de sunet este astfel etalonat încât să indice nivelul corect de presiune a sunetului.

Zgomotul este de obicei măsurat prin poziţionarea instrumentului de măsurare direct la punctul de testare, apoi prin măsurarea propriu-zisă.

înregistrările testării pot fi trecute pe hârtie, dar cel mai adesea la instrumentul de măsurare este ataşat un printer sau un înregistrator de nivel. Când se ataşează un printer, valorile măsurate pot fi printate, de asemenea, pe o bandă de hârtie. Când

se ataşează un înregistrator de nivel se poate printa un grafic, care arată variaţia în timp a zgomotului.

în cazul unor analize avansate ale zgomotului, zgomotul este de obicei înregistrat pe bandă, apoi analizat într-un laborator. Astăzi există sisteme de măsurare bazate pe computer. în principiu, astfel de sisteme de măsurare constau dintr-un microfon ataşat la un computer. Aceasta înseamnă că întreaga prelucrare de date se efectuează cu ajutorul computerului. Zgomotul poate, de exemplu, să fie înregistrat pe banda in-situ şi apoi analizat cu ajutorul computerului în laborator.

Probleme legate de măsurarea zgomotului

Legat de măsurarea zgomotului, pot apărea probleme şi trebuie luate în considerare anumite puncte importante:

- este esenţial ca toate condiţiile de funcţionare ale întreprinderii să fie respectate simultan cu efectuarea măsurătorilor. Sursa de zgomot cea mai importantă a întreprinderii trebuie de exemplu să fie în funcţiune în momentul măsurării.

- trebuie avut grijă ca nivelurile de zgomot măsurate să nu fie afectate de interferenţa externă; măsurătorile trebuie efectuate în momentele în care interferenţa externă este nesemnificativă sau nivelul interferenţei externe trebuie determinat şi scăzut din nivelul de zgomot măsurat.

- măsurătorile de zgomot sunt foarte dependente de condiţiile meteorologice în special când se efectuează măsurători la distanţă mare de sursa de zgomot. De obicei zgomotul este măsurat în următoarele condiţii:

* viteza vântului < 5 m/s * direcţia vântului să fie de la sursă de zgomot spre punctul de măsurare * fără inversiune * fără strat de zăpadă

Raportul de măsurare

După efectuarea măsurătorilor de zgomot se elaborează un raport de măsurare a acestuia. Raportul trebuie să conţină următoarele puncte:

* scopul măsurătorilor, * înregistrările de testare, * gradul la care înregistrările de testare sunt nedefinite,

* o schemă care să conţină indicarea punctelor de măsurare, * o schemă care să arate poziţia surselor de zgomot, * descrierea condiţiilor operaţionale, * descrierea metodei de măsurare, * descrierea instrumentelor de măsurare folosite,

* descrierea condiţiilor de măsurare (interferenţa externă şi condiţii meteorologice),

* natura zgomotului (tonuri şi impulsuri), * numele operatorului, * numele întreprinderii care a comandat măsurătoarea, * numele institutului care face măsurarea.

Calcularea zgomotului

După cum s-a mai menţionat anterior, este posibil să se calculeze nivelul zgomotului. [7]

în anumite cazuri ar fi mai adecvat să se calculeze decât să se măsoare nivelul zgomotului.

La calcularea nivelului zgomotului, se evită problemele de interferenţă externă şi de condiţii meteorologice. Prin măsurarea zgomotului, se obţine doar o cifră pentru sarcina totală de zgomot. La calcularea nivelului de zgomot se calculează contribuţiile individuale ale celor mai semnificative surse de zgomot ale întreprinderii. în consecinţă, este posibil să se determine sursele cu cel mai mare impact şi sursele ce trebuie supuse controlului de zgomot, dacă trebuie redusă sarcina totală de zgomot. Acesta este probabil cel mai important avantaj al calculării nivelului de zgomot.

La calcularea nivelului de zgomot se selectează întâi sursele cele mai importante, apoi se determină nivelul de putere a sunetului al acestor surse . Aceasta se poate efectua într-unui din modurile următoare:

* prin măsurarea zgomotului lângă sursă. Se efectuează o aşa-numită măsurătoare de nivel a puterii sunetului sursei. în principiu, se măsoară nivelele de zgomot la mai multe puncte situate într-un careu de măsurare care înconjoară sursa de zgomot.

* în anumite cazuri, se pot obţine informaţii asupra nivelului puterii sunetului sursei, de la producătorii din interior.

* informaţii asupra nivelului puterii sunetului sursei pot fi de asemenea obţinute din manualele de referinţă etc.

* se pot aplica valori sau niveluri ale puterii sunetului sursei obţinute la amplasamente similare.

Pe baza determinării nivelului de putere a sunetului sursei, se poate calcula contribuţia surselor la punctele selectate de calcul. în principiu, calculele sunt făcute prin includerea unor factori de corecţie. Factorii de corecţie sunt efectul calculat al acţiunii zgomotului în timpul transmisiei de la sursă la punctul de calculare.

* se calculează atenuarea datorată distanţei, pe baza distanţei dintre sursă şi punctul de calculare.

* se calculează absorbţia în aer, pe baza lungimii căii de transmisie. De obicei

se aplică valori de atenuare corespunzătoare la 15°C şi 70 % umiditate relativă a aerului.

* se ţine cont de reflexie în cazul în care sursa zgomotului este poziţionată lângă suprafeţe; se calculează barierele de zgomot pe baza poziţiei lor şi modelului lor fizic.

* se calculează atenuarea datorată vegetaţiei pe baza întinderii şi înălţimii vegetaţiei, ca şi a nivelului sursei şi a punctului de recepţie.

* se calculează atenuarea datorată terenului pe baza condiţiilor de teren şi suprafaţa ca şi a nivelului sursei şi a punctului de recepţie.

După ce s-au calculat contribuţiile surselor individuale, sarcina totală de zgomot poate fi calculată prin adunarea acestor contribuţii. în practică se aplică un program de computer pentru modelarea calculelor. Este de dorit o verificare a rezultatelor calculului cu ajutorul măsurătorilor de orientare.

Aspecte economice

Din descrierile anterioare se desprinde complexitatea deosebită pe care o pot atinge măsurările de vibraţii şi zgomot, analiza semnalului şi implicit diversitatea şi complexitatea de alcătuire a schemelor. [6]

Deoarece elementele componente sunt relativ costisitoare, proiectarea experimentului, a schemelor de măsurare şi control trebuie să considere nu numai posibilităţile tehnice, ci şi pe cele economice.

Astfel, măsurările de zgomot într-o hală industrială, la intervale mari de timp, interesând mai mult prin efecte şi mai puţin prin depistarea cauzelor individuale de vibraţii şi zgomot de maşini, necesită o aparatură compactă, simplă, mobilă şi puţin costisitoare.

Schemele simple sunt suficiente şi pentru controlul echilibrării în rotaţie prin vibraţie etc. Analiza în banda îngustă de frecvenţe, monitoringul în flux sau cu întreruperi, analiza semnalelor tranzitorii, măsurările în condiţii simulate, prelucrarea datelor pe calculator obligă la cheltuieli suplimentare, aşa cum rezultă şi din fig.5. Anexa, de zece ori mai mari decât costul unei aparaturi simple.

Măsurători de vibraţii

Un instrument pentru măsurarea vibraţiilor constă, în esenţă, din blocurile din fig.6. Anexa, Accelerometrul fixat la obiectul în vibraţie converteşte acceleraţia vibraţiei într-o tensiune electrică proporţională. Preamplificatorul converteşte impedanţa ridicată a traductorului într-o impedanţa mult mai coborâtă, astfel încât putem utiliza cable lungi între preamplificator şi instrumentul indicator. Reţelele de integrare permit măsurarea atât a parametrilor viteză şi deplasare, cât şi a acceleraţiei. Filtrele trec sus şi jos, reduc posibilitatea de interferenţe cu zgomote de frecvenţe coborâte şi ridicate, eliminând şi rezonanţa accelerometrului. După amplificare şi detectare corespunzătoare, semnalul poate fi prezentat pe un instrument etalonat în unităţi de vibraţie.

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

Pentru măsurarea forţelor dinamice, utilizăm acelaşi set de aparate, înlocuind accelerometrul cu un traductor de forţă sau cu un cap de impedanţa.

Aparatul folosit în prezent pentru măsurători de vibraţii se numeşte „măsurător universal de vibraţii", şi este un aparat portabil universal capabil să măsoare acceleraţia, viteza şi deplasarea. Se mai pot folosi analizoare de vibraţii portabile, înregistratoare de trepidaţii etc.

Cap. 2. Studiu de caz: Utilizarea structurilor fonoizolante pentru diminuarea expunerii la zgomot pe platformele marine;

Structurile fonoizolante reprezintă una din cele mai productive metode de combatere a zgomotului în mediul de muncă. Închiderea (carcasarea) unei sursede zgomot, amplasarea unor bariere (ecrane) acustice între sursă şi receptor sau protejarea receptorului pentru asigurarea unei zone silenţioase se realizează prin intermediul structurilor fonoizolante.

Întrucât combaterea zgomotului este activitatea care are ca scop modificarea unui câmp acustic la receptor care să nu genereze accidente de muncă sau îmbolnăviri profesionale, în cadrul lucrării este benefic de a prezenta analiza posibilităţilor de utilizare a structurilor fonoizolante în realizarea unor cabine fonoizolante şi ecrane fonoabsorbante eficiente, cu aplicabilitate în mediul de muncă pe platformele marine.

1.1. Izolarea acustica (fonoizolarea)

Izolarea sunetului aerian, adică a acelei componente a energiei acustice, care transmisă prin aer utilizând un element de construcţie (perete) închis, constituie o metodă extrem de eficientă în acţiunea de diminuare a efectelor nocive ale zgomotului.

După realizarea unui astfel de element fonoizolant, sunt posibile diferenţe ale nivelurilor de presiune acustică între două încăperi alăturate de circa 10...60 dB, iar zgomotul maşinilor poate fi redus prin carcasare cu aproximativ 10...40 dB.

Mărimea izolării acustice realizate de către un perete este influenţată de mai mulţi factori, dintre care pot fi amintiţi ca fiind importanţi: masa specifică (masa pe unitatea de suprafaţă) şi rigiditatea la încovoiere, fără a neglija însă, influenţa dimensiunilor amortizării interioare a materialului şi a condiţiilor deîncastrare. În vederea utilizării corecte a elementelor de construcţie în scopul protecţiei împotriva zgomotului este necesar ca aceste efecte să fie luate în considerare în mod exact.

În cazul transmiterii sunetului aerian printr-un element de construcţie (peretele unei carcase de maşină, peretele unei încăperi sau ecran), numai o parte din energia acustică răzbate prin elementul de separare, diminuarea care se produce datorându-se reflexiei parţiale pe suprafaţa incidentă, transformării în căldură şi a transmisiei sub formă de zgomot structural în elementul de construcţie învecinat (fig.7.Anexa). Astfel, în spatele elementului de construcţie se transmite mai puţin zgomot decât cel existent pe cealaltă parte, acest lucru fiind consemnat ca izolare acustică.

1.2. Cabine fonoizolante

În cadrul sistemului de care aminteam în introducerea acestui referat, una dintre soluţiile de combatere a expunerii la zgomot la receptor o reprezintă proiectarea şi realizarea de cabine fonoizolante. Cunoscând faptul că o parte din activitatea pe care o desfăşoară lucrătorii din instalaţiile de producţie depe platformele marine, are loc în cabinele de supraveghere la diferitele cote ale platformelor.Proiectarea şi realizarea în mod corect de cabine fonoizolante constituie o soluţie potrivită pentru aceste locuri de muncă din instalaţiile platformelor deproducţie.

Existenţa cabinelor fonoizolante, lucru care permite comanda, controlul şi supravegherea (şi de la distanţă) a proceselor tehnologice, reducând cât mai mult posibil perioada de expunere, poate fi extrem de utilă permiţând realizarea unor perioade de expunere la un nivel de zgomot diminuat faţă de cel existent în instalaţii şi, implicit, scăderea pericolului apariţiei surdităţii profesionale.( fig.8. Anexa)

1.3. Carcase fonoizolante

Închiderea completă sau parţială a unei surse de zgomot într-o carcasă fonoizolantă reprezintă una din metodele cele mai răspândite metode de reducerea a zgomotului în cadrul sistemului amintit anterior (căile de propagare).

În cazul unei asemenea carcase zgomotul se poate propaga spre exterior pe următoarele căi:

a. prin pereţii carcasei (zgomot aerian);

b. prin neetanşeităţile sau deschi-derile tehnologice (zgomot aerian):

treceri neetanşe ale unor elemente ale maşinii;

îmbinări neetanşe dintre anumitele părţi mobile ale carcasei (uşi, ferestre, etc.)

îmbinări neetanşe între pereţii carcasei şi pardoseală;

deschideri pentru aerisire;

c. prin structura carcasei (zgomot structural):

prin elemente de legătură dintre carcasă şi maşină;

prin părţile componente legate rigid de pereţii carcasei;

prin pardoseală;

prin elementele maşinii;

prin elementele maşinii exterioare carcasei;

prin pardoseală.

La execuţia carcaselor fonoizolante se va ţine seama şi de răcirea optimă a echipamentelor care este necesar să fie carcasate.Prezenţa unor fante în peretele carcasei diminuează performanţele de fonoizolare, iar pentru contracararea acestui fenomen nedorit, este necesar ca orificiile de ventilaţie prin care se face circulaţia aerului de răcire să fie prevăzute cu atenuatoare de zgomot (fig. 9. Anexa).Pentru evitarea zgomotului structural carcasa va fi montată pe elemente vibroizolante, în acest caz obţinându-se o atenuare a nivelului de zgomot în special la frecvenţe joase

Anexa

Fig. 1. Curbele de acelaşi nivel de tărie corespunzătoare domeniului de audibilitate

Fig 2. Surse de zgomot şi efectele lor asupra organismului uman

Fig. 3. Sensibilitatea la vibratii a organismului uman

Fig.4. Blocuri de masurare a nivelului de zgomote si vibratii

Fig.5. Evolutia costurilor masuratorilor si vibratiilor

Fig.6. Blocurile de masurare a unui instrument pentru determinarea vibratiilor

Fig.7. Sistem de producere şi propagare a zgomotului

Fig.8. Cabina fonoizolanta

Legendă:

1. panou cu geam

2. panou cu uşă şi geam

3. orificiu de ventilaţie

4. panou plafon cu atenuator

5. panou plafon

Fig.9. Carcasa fonoizolanta

Legendă:

1. Motor electric

2. Turbocompresor

3. Conducte de admisie şi de evacuare tratate acustic

4. Reţea de protecţie

5. Ventilator