Curs 5. Mijloace moderne de protecţie individuală împotriva zgomotului şi vibraţiilor

S.L. dr. ing.Liviu –Constantin STAN - Mijloace moderne de protecţie individuală împotriva zgomotului şi vibraţiilor

Curs CAZV

5. MIJLOACE MODERNE DE PROTECŢIE INDIVIDUALĂ

ÎMPOTRIVA ZGOMOTULUI Şl VIBRAŢIILOR

5.1. Generalităţi

Pentru combaterea zgomotului în industrie, există mai multe căi:

1) combaterea zgomotului la sursă; 2) utilizarea carcaselor şi a ecranelor fonoizolante şi

fonoabsorbanle pentru a împiedica propagarea undelor sonore de la sursă în mediul înconjurător; 3)

insonorizarea încăperilor în care sînt amplasate uneori sursele de zgomot; 4) protecţia individuală.

Dacă primele trei categorii de măsuri din diferite motive nu se pot aplica, sau aplicarea lor nu

reduce nivelul de zgomot la valorile admisibile, trebuie luate măsuri de protecţie individuală a

personalului respectiv, care constau in utilizarea antifoanelor de diferite tipuri.

Antifoanele folosite în prezent pot fi:

1) De tip intern sub formă de dopuri sau tampoane, care se introduc în canalul auditiv;

2) De tip extern sub formă de căşti sau caschete, care acoperă întregul pavilion al urechii;

Realizarea antifoanelor pune probleme complexe deoarece pentru a da satisfacţie, acestea trebuie

să prezinte următoarele calităţi:

1) Să asigure o izolare cât mai bună a zgomotului, deci o atenuare fonică de valoare cât mai mare.

Această calitate este esenţială în proiectarea şi alegerea antifonului.

2) Să asigure un grad de confort cât mai ridicat. Deşi pare o cerinţă secundară, trebuie precizat că

un antifon poate deveni de netolerat după un timp de purtare, deci trebuie schimbat, deşi realizează o

atenuare mare.

Principala cauză de disconfort, este presiunea exercitată de antifon asupra pielii. Dacă presiunea

este puternică şi continuă pe un interval relativ mare de timp, durerea poate deveni de nesuportat. Sânt

implicaţi doi factori: forţa totală cu care antifonul presează pe piele şi distribuţia presiunii. O anumită

valoare a presiunii este totuşi necesară pentru a se asigura etanşeitatea corespunzătoare dintre antifon şi

piele.

3) Greutatea proprie a antifonului să fie cât mai mică. Acest factor afectează în mod direct

confortul deoarece forţa necesară pentru a fixa antifonul creşte cu greutatea sa.

Această cerinţă intră oarecum in contradicţie cu necesitatea de a se obţine atenuări cât mai mari,

deoarece atenuarea în general scade odată cu scăderea greutăţii sale.

Greutatea antifoanelor de tip extern variază între 350—450 g, iar a celor de tip intern între 1—5 g.


Curs CAZV

4) Să nu aibă efecte nocive asupra pielii. Această cerinţă este importantă deoarece producerea unei

inflamaţii poate duce la imposibilitatea folosirii antifonului în continuare, individul răminând expus la

zgomot. La executarea antifoanelor trebuie să se utilizeze numai acele materiale care au fost verificate ca

fiind neutre din punct de vedere chimic în raport cu pielea.

5) Conservarea inteligibililăţii vorbirii. Pentru a fi îndeplinită această condiţie este necesar ca

antifonul să atenueze frecvenţele înalte foarte nocive, fără să afecteze într-o măsură apreciabilă zgomotul

la frecvenţele din spectrul vocii omeneşti.

6) Manipulare uşoară. Eficienţa antifoanelor depinde de corectitudinea modului de utilizare.

Modul de utilizare al unui antifon trebuie să fie pe cât de simplu pe atât de practic. Performanţele sale nu

trebuie să depindă în mod determinant de plasarea sa exactă.

Plasarea uşoară a unui antifon este determinată de trei factori:

1) simplitatea mecanică; 2) simetria; 3) maleabililatea materialului. Din punct de vedere al simplităţii

mecanice, antifoanele de tip intern sînt mai avantajoase, deoarece nu au părţi mobile.

Deşi antifoanele asimetrice se adaptează mai bine anatomiei urechii, cele simetrice sînt mult mai

uşor de pus corect.

Maleabilitatea materialului din care se execută antifoanele face dispozitivul mai puţin sensibil la

exactitatea plasării şi stabilitatea performanţelor sale creşte.

7) Posibilitate de spălare. De obicei, antifoanele sînt proiectate a fi folosite de mai multe ori, ele

aceea este necesar să existe posibilitatea de spălare nu numai cu apă şi săpun, ci şi cu antiseptice, cum ar fi

alcoolul. Suprafeţele netede ale materialelor impermeabile se comportă mai bine la curăţat decît

materialele absorbante sau poroase.

8) Durabilitatea este un factor important din punct de vedere economic. Antifoanele trebuie

executate din materiale rezistente la agenţi externi dintre care cei mai importanţi sunt : ceara urechii,

transpiraţia, umiditatea, eventualele substanţe chimice active conţinute în aer etc.

În comparaţie cu antifoanele de tip intern, cele de tip extern prezintă o serie de avantaje şi anume:

1) Asigură atenuări ale nivelului de zgomot în medie de 45 dB, faţă de 30 dB cît asigură cele de tip

intern.

2) Atenuează cu precădere, zgomotele de frecvenţe înalte, care sînt mult mai nocive deoarece ele

produc efecte ireversibile asupra auzului.

3) Sînt mai avantajoase din punct de vedere igienic deoarece nu pretind precauţii deosebite pentru

întreţinerea lor.

Principalele dezavantaje ale antifoanelor de tip extern sînt:


Curs CAZV

1) Dificultatea de a fi purtate un timp îndelungat din cauza forţei de apăsare pe care trebuie să o

exercite asupra urechii (aproximativ 1 000 gf) în vederea unei etanşări corespunzătoare. Din această

cauză folosirea antifonului de tip extern trebuie limitată in timp la maximum 2 h, fiind obligatorii pauze de

1 h.

2) Greutatea lor destul de ridicată, care variază între 350 şi 450 g ceea ce le face destul de dificil

de purtat.

3) Tehnologia de fabricaţie mai complicată decît a celor de tip intern, preţul de cost fiind de cîteva

zeci de ori mai ridicat.

4) Deoarece nu permit respiraţia şi transpiraţia pielii din zonele acoperite, nu se recomandă a fi

purtate într-un mediu ambiant cu temperatură ridicată.

Antifoanele de tip intern variază ca structură şi formă de la simple dopuri de vată, pină la structuri

mai complicate din diverse tipuri de cauciuc sau materiale plastice.

Deşi valorile atenuărilor obţinute cu antifoanele de tip intern sînt mai scăzute in comparaţie cu ale

celor de tip intern, ele oferă o bună protecţie a auzului la nivele de zgomot moderate.

Antifoanele de tip intern prezintă două mari avantaje: ele sînt comod de purtat, fiind uşor acceptate

de muncitor şi ieftine, necesitînd un proces tehnologic mult mai simplu.

Antifoanele de tip intern mai prezintă avantajul că permit utilizarea unor alte echipamente şi

dispozitive de lucru sau de protecţie montate pe cap ca mască, ochelari de protecţie ele.

Problema cea mai importantă în utilizarea antifoanelor de tip intern o constituie luarea unor măsuri

speciale şi eficiente de igienă. De asemenea acestea pot produce leziuni ale urechii dacă dimensiunile lor

nu sînt alese corect în. raport cu cele ale canalului auditiv sau iritaţii dacă materialul din care sînt

confecţionate nu este suportat de piele.

În concluzie, avînd în vedere avantajele şi dezavantajele fiecărui tip de antifon, se va alege in

funcţie de necesităţile existente unul din cele două tipuri.

Dacă este necesară o atenuare mare a zgomotului, în special la frecvenţe înalte şi pentru o perioadă

limitată de timp, se va prefera antifonul de tip extern.

Pentru atenuări mai mici ale zgomotului, dar pe o durată mai îndelungată, avindu-se în vedere şi

condiţiile de igienă necesare se preconizează folosirea antifoanelor de lip intern.

5.2. Antifoane de tip intern

Antifoanele de tip intern asigură atenuări ale nivelului de zgomot variind între 5 şi 45 dB, în

funcţie de frecvenţă. Se execută într-o foarte mare varietate de modele.


Curs CAZV

În figurile 5.1, a, b, c sînt prezentate trei modele de antifoane de tip intern din care cel din figura

5.1, a este din material omogen, cel din figura 5.1, b cu umplutură din material plastic şi cu dop de alamă,

iar cel din figura 5.1, e prevăzut cu un dop cu un mic orificiu pentru egalarea presiunii între interiorul

urechii şi mediul înconjurător.

Fig. 5.1. Diferite modele de antifoane de tip intern: a )- din material omogen;

b) - cu umplutura din material plastic şi dop de alamă;

c — cu dop prevăzut cu nu mic orificiu de egalizare a presiunii.

Firma MSA (Canada) produce modelul de antifon de tip intern, reprezentat în figura 5.2. Spectrul

atenuărilor de zgomot realizate de acest tip de antifon este reprezentat în figura 5.3, unde se constată că

atenuarea maximă de 36 dB se obţine la componenta de 3 000 Hz.

Antifoanele de tip intern Com-Fit (S.U.A.) oferă o bună atenuare fonică. Materialul din care este

confecţionat este ales astfel încît nu are efecte toxice, nu se întăreşte în timp, nu este afectat de variaţiile

de temperatură şi rezistă la acţiunea cerii urechii şi a grăsimii pielii.

Fig. 5.2. Model de antifon de tip Fig. 5.3. Spectrograma atenuărilor Fig. 5.4. Modul de introducere

intern produs de firma MSA. realizate de antifonul MSA în canal

Forma antifoanelor Com-Fit permite adaptarea acestora la dimensiunile majorităţii urechilor.

Aceste antifoane pot fi uşor curăţate şi pot fi sterilizate prin fierbere. În figura 5.4 este reprezentat modul

de introducere în canalul auditiv a unui antifon Com-Fit, iar in figura 5.5spectrograma atenuărilor de

zgomot realizate. Se constată că atenuarea maximă de 43 dB se înregistrează la frecvenţa de 4 000 Hz.


Curs CAZV

Fig.5.5. Spectroframa atenuărilor realizate de. Fig.5.6.Secţiune printr-un antifon de

antifoul Com+Fit Sonic Ear Valv

Antifonul model Sonic Ear-Valv (S.U.A.) are capacitatea de a regla şi controla pătrunderea

zgomotului în canalul auditiv, acţionind ca un timpan secundar, care absoarbe şi disipa o parte din energia

sonoră înainte de a ajunge la timpan. Principiul lui de funcţionare este acela al unui filtru de zgomot şi nu

al unui dop, asigurînd protejarea urechii împotriva zgomotelor periculoase fără a împiedeca conversaţia

normală. Este prevăzut cu mai multe componente filtrante, fiecare componentă reducînd unele frecvenţe

periculoase ale zgomotului, iar combinate oferă protecţia efectivă a organului auditiv.

În figura 5.6 este reprezentată o secţiune printr- un antifon tip Sonic Ear-Valv. Orificiul cu care

este prevăzut acest antifon permite circulaţia normală a aerului între exterior şi interiorul urechii.

Fig. 5.7. Modul de purtare a antifonului Fig. 5.8. Antifonul model Auri-Seal (S.U.A.) şi modul de

Sonic Ear Valv. introducere a acestuia în ureche

În figura 5.7 este reprezentat modul de introducere în canalul auditiv a antifonului Sonic Ear-Valv.

Antifonul model Auri-Seal este confecţionat din cauciuc siliconic elastic (fig. 5.8), astfel încît se

modelează după diverse dimensiuni de ureche. La exterior, acest antifon este prevăzut cu o calotă care

formează un dop la nivelul pavilionului urechii.

Un alt mijloc adecvat, atît în ceea ce priveşte atenuarea, capacitatea de înţelegere a vorbirii, cit şi

îndeosebi adaptabilitatea s-a dovedit a fi miero-vata de sticlă suedeză Bilsom Propp. Această vată asigură


Curs CAZV

o atenuare de circa 25 dB la frecvenţa pînă la 4 000 Hz, iar la frecvenţe mai înalte asigură o atenuare mai

bună.

Fig. 5.9. Fazele successive de preparare a dopului de vată

Fazele succesive de preparare a dopului de vată pentru a fi introdus în ureche sînt indicate în figura

5.9, astfel: 1) se rup 3-4 cm clin masa de vală; 2) se împătureşte vata astfel încît să se formeze, o muchie

dreaptă şi netedă; 3) se înfăşoară vata sub forma unui cornet pe muchie formîndu-se un vîrf tare; 4) se

trage pavilionul urechii în sus şi. spre spate şi se introduce vata în canalul auditiv; 5) se apasă tamponul

de vată astfel încît să umple parţial pavilionul urechii.

5.3. Antifoane de tip extern

Antifoanele de tip extern asigură atenuări intre 10 şi 55 dB, în funcţie de frecvenţă. Ca mod de

realizare, ca soluţie tehnică, antifoanele de tip extern sînt prezentate într-o foarte mare varietate de mo-

dele. Astfel, în figura 5.10 este prezentat modelul Auralguard II Ainplivox (Anglia), în figura 5.11 Fig.

5.9. Fazele succesive de modelul 1200-AO Hear Guard American Oplical-preparare a dopului de vală.

Corporation (S.U.A.), iar în figura 5.12 modelul Sonogard-Aplivox (Anglia). Aceste antifoane posedă

arcuri inoxidabile foarte robuste. Dispozitivul de glisare permite adaptarea la toate conformaţiile capului,

astfel încît se elimină senzaţia de jenă. Arcurile posedă huse demontabile căptuşite cu cauciuc poros. Cele

două permite asigură o bună mulare a antifonului pe contururile neregulate ale zonei din vecinătatea

urechii, realizindu-se astfel o bună etanşare. În cazul antifoanelor tip Sonogard perniţele sînt umplute cu

un lichid special, iar în cazul modelelor Auralguard II şi 1200 AO cu poliuretan.

Cele două căşti sînt montate pe arcul de legătură prin articulaţii duble (sferice), permiţind căştilor

să se plaseze automat în poziţia optimă.

Cochilile sînt, executate din material plastic dur şi uşor şi cu o mare capacitate de izolare fonică. În

interiorul lor sânt căptuşite cu poliurelan care măreşte capacitatea de atenuare a antifonului. Toate piesele

componente se pot demonta uşor pentru întreţinere sau reparaţii.


Curs CAZV

Fig. 5.10. Antifon de tip extern model Fig. 5.11. Antifon de tip extern model Fig. 5.12. Antifon de tip extern

Auralguard II Amplivox (Anglia) 1200-AO Hear-Guard American model Sonogard-Amplivox (Anglia).

Optical-Corporation (S.U.A.).

Fig. 5.13. Diferite moduri de purtare a antifoanelor de tip extern:

a – pe cap descoperit; b ,c – cu cască; d – antifoane montate pe cască.

În funcţie de specificul locului de muncă, antifoanele de tip extern se pot purta în diferite moduri.

Astfel, în figurile 5.13, a, b, c, d sunt reprezentate diferite moduri de purtare a antifoanelor de tip extern.

În figura 5.13, a. Este prezentată varianta de purtare a antifonului pe capul descoperit, în figurile 5.13, b şi

c cu casca de protecţie pe cap, iar în figura 5.13, d este prezentată o cască prevăzută cu o pereche de

antifoane. În figura 5.14 este prezentată o altă variantă de cască prevăzută cu antifon de tip extern.

Antifoanele de tip extern pot fi purtate în combinaţie cu alte mijloace de protecţie ca viziere,

ochelari etc. În acest sens, în figura 5.15 este prezentată purtarea antifoanelor împreună cu căşti de

protecţie prevăzute cu viziere.


Curs CAZV

Fig. 5.14. Cască de protecţie prevăzută cu Fig. 5.15. Purtarea antifoanelor împreună cu căştile

antifoane de tip extern. de protecţie prevăzute cu viziere.

Fig. 5.16. Antifon pliant model EMLF 48-Protector Fig. 5.17. Spectrele atenuării realizate de unele tipuri

(S.U.A.) de antifoane produse de diferite firme din străinătate:

măsurări efectuate în Olanda - ; măsurări efectuate

în R.F.G. -.-.

Pentru a putea fi transportate cît mai comod se execută şi antifoane pliante (fig. 5.16). Spectrele

atenuării realizate de diferite antifoane de tip extern sunt prezentate în figura 5.17. Mîsurările s-au efectuat

în Olanda şi R.F.G.

5.4. Mijloace individuale de protecţie contra vibraţiilor

În industrie se întâlnesc frecvent locuri de muncă la care muncitorii sunt supuşi acţiunii nocive a

vibraţiilor. Acestea pot apare fie ca urmare a principiului de lucru al utilajului respectiv, fie ca urmare a

unor condiţii accidentale.


Curs CAZV

În prima categorie fac parte uneltele pneumatice utilizate în industria minieră, în cazangerii,

turnătorii, diferitele tipuri de vibratoare şi compactoare utilizate pe şantierele de construcţii, ferăstraiele cu

lanţ etc.

În a doua categorie fac parte utilajele sau maşinile la care nivelul de vibraţii creşte peste limitele

admise ca urmare a măririi vitezei de deplasare, calităţii proaste a căii de rulare, dezechilibrării organelor

în rotaţie etc.

Nu întotdeauna se pot aplica măsuri tehnice pentru eliminarea acţiunii nocive a vibraţiilor şi în

aceste situaţii apare necesitatea utilizării unor echipamente pentru protecţia individuală a organismului

uman, respectiv a regiunilor expuse la vibraţii.

Problema elaborării de materiale şi echipamente de protecţie contra vibraţiilor este abordată în

multe ţări, de asemenea şi în ţara noastră la Institutul de cercetări ştiinţifice pentru protecţia muncii

(I.C.S.P.M.).

Pentru a se stabili echipamentele de protecţie contra vibraţiilor necesar a fi elaborate, s-au cercetat

locurile de muncă din industrie la care muncitorii sunt expuşi la vibraţii.

Astfel s-a constatat că vibraţiile cu valorile cele mai ridicate se produc la utilizarea ciocanelor

pneumatice în vederea efectuării unor operaţii privind prelucrarea şi finisarea pieselor metalice. La nivelul

minerului ciocanului pe care se aplică mîna muncitorului, acceleraţia a variat intre 2800 —12000 cm/s, iar

deplasarea între 0,035—0,45 mm.

La prelucrarea cu ciocanul pneumatic a unor suprafeţe metalice mari, se creează o situaţie

nefavorabilă pentru organism, întrucît muncitorul fiind nevoit să stea în poziţia „aplecat înainte", se

sprijină cu cotul pe suprafaţa metalică care vibrează. Astfel, in cazul crăiţuirii elicelor din bronz sau oţel

pentru vapoare s-au înregistrat acceleraţii situate între 240 şi 24 000 cm/s [22].

O altă situaţie deosebită este crăiţuirea dublului fund al vapoarelor, cînd muncitorul stă în poziţii

vicioase, forţate, din cauza spaţiului mic şi se sprijină pe suprafeţe metalice care îl înconjoară şi care

vibrează puternic. S-au înregistrat valori ale acceleraţiilor cuprinse între 3 000 şi 12 000 cm/s2.

O altă categorie de utilaje care constituie surse de vibraţii sînt polizoarele pendulare, pneumatice şi

fixe. La aceste utilaje nivelul acceleraţiilor se ridică pînă la 7 500 cm/s2.

Operaţia de forjare mecanică a pieselor, la ciocanul cu aburi sau pneumatic, constituie de

asemenea o condiţie de expunere la vibraţii a mîinilor, croată de necesitatea susţinerii şi dirijării pieselor

cu cleştele metalic care se manevrează manual de către muncitori. Acceleraţiile măsurate au fost cuprinse

între 5,3 şi 610 cm/s2 corespunzînd frecvenţelor de 31,5 şi 250 Hz.


Curs CAZV

Surse importante de vibraţii există de asemenea la plăcile vibrante la confecţionarea prefabricatelor

din beton la care s-au măsurat acceleraţii cuprinse între 1 050 şi 2 600 cm/s2 in funcţie de frecvenţă, în

industria încălţămintei, la maşinile de ciocănire mecanică a tocurilor (acceleraţii de 355—2 500 cm/s2

pentru frecvenţe cuprinse intre 31,5 şi 2 000 Hz), la maşinile de tăiat ramă (acceleraţii cuprinse intre 150

şi 1 650 cm/s2), la maşinile pentru compactarea solului prin vibrare etc.

Ca urmare a acţiunii nocive a vibraţiilor generate de aceste utilaje, apare necesitatea de a se elabora

echipamente de protecţie care să amortizeze în. special vibraţiile cu frecvenţe sub 5 000 Hz şi să fie

destinate regiunilor mai expuse.ale corpului ca mîini, picioare, umăr, cot, partea, anterioară a toracelui etc.

În funcţie de locul de pătrundere în organismul uman a vibraţiilor s-a realizat echipament

vibroizolant, pentru membrele superioare, inferioare, torace şi pentru alte regiuni ale corpului.

Pentru protejarea mîinilor s-au realizat mănuşi vibroizolante confecţionate din piele şi căptuşite cu

păr de porc sau de capră. Experimentările efectuate au arătat că, cu asemenea mănuşi se pot obţine

atenuări ale acceleraţiilor de 4—20 dB, pentru frecvenţe situate între 31,5 şi 2 000 Hz. În figura 5.18 este

reprezentată o mănuşă vibroizolantă prevăzută cu două degete. Gradul de amortizare a vibraţiilor realizată

de această mănuşă este reprezentată in figura 5.19.

Fig. 5.18. Mănuşă antivibratoare Fig. 5.19. Atenuarea vibraţiilor Fig.5.20 Mod de lucru cu mănuşi

prevăzută cu două degete tip ICSPM. realizată de mănuşa vibroizolantă antivibratoare.

tip ICSPM: 1 – fără mănuşi, 2 – cu mănuşi.

Modul dc lucru cu mănuşile vibroizolante este reprezentat iu figura 5.20. Din cercetările efectuate

cu privire la posibilităţile de atenuare a vibraţiilor transmise prin picioare, rezultă că nu este necesar, dacă

alte condiţii de la locul de muncă nu o cer (prezenţa de apă, noroi, produse petroliere etc.) să se poarte

încălţăminte cu feţe din cauciuc, respectiv cizme, care determină un disconfort in timpul purtării. În

asemenea situaţii se poate purta încălţăminte din piele cu talpă din cauciuc, la care se adaugă tocuri (fig.


Curs CAZV

5.21) şi branţuri (fig. 5.22) alcătuite din mai multe straturi de materiale rigide şi elastice. Gradul de

atenuare a acceleraţiei vibraţiilor realizat cu piciorul gol aşezat pe un strat de latex + neţesut + talpă de

piele respectiv cu cizma de cauciuc cu branţ din latex + neţesut şi cu toc din microporos+ latex, este

reprezentat in figura 5.23, a, b.

Fig, 6.21. Tocuri vlbrolzolunte. Fig. 5.22. Branţuri vibroizolanlc.

Fig. 5.2.3. Atenuarea vibraţiilor realizată îu cazul:

a – picior gol aşezat pe un strat de latex + material neţesut + talpă de piele;

b – cizmă de cauciuc cu branţ din latex + material neţesut şi cu toc microporos + latex;

1- picior gol; 2 – strat protector sau încălţăminte.

Pentru protecţia toracelui împotriva vibraţiilor, în cadrul I.C.S.P.M. s-au realizat perne

vibroizolatoare. Cele mai bune rezultate, în ceea ce priveşte gradul de atenuare a vibraţiilor, s-au obţinui

cu lalexul burelos care a amortizat nivelul vibraţiilor cu 5—31 dB pentru frecvenţele cuprinse intre 31,5 şi

2 000 Hz (fig. 5.24).

Vederea generală a unei asemenea perne vibroizolante este reprezentată în figura 5.25.

Fig. 5.24. Gradul de amortizare a vibraţiilor la perna Fig. 5.25. Perna vibroizolantă.

toracică executată din latex spongios:

1 – fără pernă; 2 – cu pernă.

Curs 5. Mijloace moderne de protecţie individuală împotriva zgomotului şi vibraţiilor

Documents

Transcript of Curs 5. Mijloace moderne de protecţie individuală împotriva zgomotului şi vibraţiilor