4.3 Efecte privind parametri ergonomici pentru carusele

Caruselele din parcurile de distractii din ziua de azi au evoluat dramatic in ultimii ani si ele introduc persoanele intr-un complex tri-dimensional de forte. Pasagerii pot experimenta in prezent schimbari rapide a directiilor fortelor si a magnitudini lor, cu acceleratii mai mari decat in trecut.Cu toate acestea Laboratorul de Sanatate si Siguranta (HSL-Health and Safety Laboratory) a investigat incidentele si a colectat datele privind fortele G.

Laboratorul de Sanatate si Siguranta (HSL) este o agentie si unul dintre principali lideri mondiali ce ajuta si ofera soluti pentru cresterea sigurantei si imbunatatirea sanatati in cadrul domeniilor tehnice si mai ales in domeniul parcurilor de distractii. HSL s-a dezvoltat si a capatat experienta in decursul a peste o 100 de ani.Istoria lunga a acestei agentii inseamna ca este cea mai buna solutie in cazul rezolvari unor probleme si anticiparea lor, de aceea cercetarile si studiile realizate de ea sunt foarte importante.

Cel care initiat un proiect in cadrul HSL este J A Jackson, iar acest proiect se numea Stabilirea criteriilor si nivelurile de siguranta pentru fortele G pentru caruselele folosite de pasageri”.

In sectiunea de ergonomie a HSL s-au colectat date in legatura cu fortele G ce apar in timpul functionari caruselelor inca din 1995. Primele masuratori au fost realizate cu aparate si sisteme comerciale dar sa intampinat unele probleme in folosirea lor, astfel HSL a dezvoltat propria aparatura necesara masurarii in 1996.Numele pe care la atribuit aparaturilor si sistemelor de masurare dezvoltate sau numit Fairlog.Noile modalitati de masurare si analiza a datelor oferite de Fairlog au fost dezvoltate pentru a ajuta la evaluarea efectelor ce apar in dinamica caruselurilor si a diferitelor masinari din parcurile de distractii dar si pentru usurarea proiectarii ergonomice a acestora, sa introdus conceptul sectoarelor de cvadrant in 1997.Pentru imbunatatirea datelor o echipa de ingineri software au combinat si sincronizat datele generate de calculator cu imaginile video a functionarii caruselelor.Acest sistem de analiza se numeste Qpid si sa dezvoltat intre anii 1997 si 1999.

Acceleratiile caruselurilor

Exista doar doua reviste/documente publicate ce trateaza criteriile acceleratiilor din parcurile de distractii si a caruselelor.Acestea sunt:

RWTUV, Fairground Rides Attractions with Calculated Safety; AS 3533.1 (1997), Amusement Rides and Devices Part 1: Design

and Construction.Appendix D: Basic Facts on the Effects of Acceleration on the Human Body.

Acestea doua surse de informatii au stat la documentarii acestui proiect. In Tabelul4.1 se prezinta nivelele de forta sugerate in cele doua surse de

informare prezentate mai sus ,iar in Tabelul 4.2 se prezinta valorile pentru fortele cele mai mari folosite de majoritatea parcurilor de distractii.

Tab.4.1. Criteriile acceleratiilor G extrase din TUV si AS 3533.1

Valorile TUV au fost luate pentru a examina fortele ce apar pe axele Y si Z.Datele descrise de AS 3533.1 sunt similare cu cele de la TUV.Singura diferenta a datelor oferite de TUV si AS 3533.1 este aceea a acceleratiilor pe axa X de inainte respectiv inapoi, in speacial o forta maxima de 2G-3G pe sensul de inaintare(fore) iar pe cel inapoi(aft) nu exista o valoare dar se considera a avea valoarea cuprinsa intre -2G si -3G.

Fig.4.15- Axele de coordonate a acceleratiilor

Tab.4.2. Acceleratiile G maxime combinate din TUV si AS 3533.1

Valorile din TUV pentru fortele si acceleratiile G folosite la montagne russe sunt luate astfel incat sa previna accidentarile ocupantilor la vertebrele de la gat.

Datele din AS 3533.1 sunt luate din programul de explorare a spatiului realizat de NASA, aceste date au fost publicate in cartea care se numeste Bioastronautics Handbook (NASA, 1973).

Alte date preluate sunt din „ASTM F2291-2006 : Practica standard pentru proiectarea parcurilor de distractii, a caruselelor si altor dispozitive in conformitate cu : Statul Indiana ,685 IAC 1-2-9” .

Conditii,recomandari si reglementari date de ASTM F2291-2006:

Dispozitivele si carusele din parcurile de distractii trebuie sa fie proiectate astfel incat in timpul functionarii sa respecte diferite norme si reglementari;

Dispozitivele si caruselele sau alte echipamente extreme sunt de obicei concepute sa depaseasca unele limite de acceleratii dar trebuie sa includa justificare pe baza de analiza si testare.Analizarea si testarea va trebui sa fie facuta de un expert in biodinamica.

Acceleratiile pot varia la valori superioare in functie de tipul dispozitivului si caruselului din parcul de distractii, precum si efectul acestor acceleratii depind de mai multi factori care au fost luati in considerare in proiectare;

Acceleratiile trebuie coordonate cu orientarea fizica a persoanelor in timpul ciclului de functionare,conform fig.4.-;

Caruselele si dispozitivele din parcurile de distractii trebuie sa aiba sisteme de sustinere si izolare astfel proiectate incat sa fie conforbabile si sa orienteze adecvat ocupanti, pentru a putea accepta aceste acceleratii conform fig.4.-,4.-,4.;

Fig.4.16Asezarea ocupantilor fara sustinerea umerilorVedere din fata

Fig.4.17. Asezarea ocupantilor cu sustinerea umerilorVedere din fata

Fig.4.18. Pozitia de asezare a ocupantilor Vedere laterala

Limitele de accelerare

Limitele specificate pentru toate axele sunt pentru acceleratiile nete totale,inclusiv gravitatia Pamantului.Prin urmare,un organism aflat in stare statica are o valoare egala cu 1 G pe axa perpendiculara pe suprafata Pamantului , si valoarea egala cu 0 G pe axele paralele cu suprafata Pamantului.

Expunerea intr-un timp mai mare de 90 secunde nu este recomandata dar se poate face daca exista un interval de timp sau asa zisa pauza intre limitele atinse de fortele G mai indelungat.

Fig.4.19 Durata limitelor pentru +Gx

Magnitudinea acceleratiilor instantanee combinate pentru oricare doua axe sunt limitate de o curba reprezentata in fiecare cadran dintr-o elipsa.Elipsa are originea in (0,0) si este caracterizata de raze majore si minore egale cu limitele G admisibile .(ANEXA)

Tranzitia de la valorile de la valorile de varf pozitive la valorile de varf negative realizate consecutiv pe doua axe X si Y trebuie sa se faca intr-un timp obligatoriu mai mare sau cel putin egal cu 200 ms. Se poate ca in unele aplicatii timpul de trecere a acestora sa fie mai mic de 200 ms dar cu conditia reduceri valorilor fortelor si acceleratiilor G cu pana la 50 %.

Fig.Durata limitelor pentru –Gx

Fig.Durata limitelor pentru ±Gy

Tranzitiile directe de la limite negative la limite pozitive este trebuie sa fie restrictionata. Daca ocupantul este expus la valori negative -Gz mai mult de 3s atunci trecerea la valori pozitive +Gz se face doar dupa aproximativ 6s.Dupa expirarea timpului de 6s valoarea poate fi crescuta conform fig.

Masurarea si analiza acceleratiilor de la caruselele si altor dispoitive din parcurile de distractii se efectueaza in conformitate cu practica F 2137. Proiectarea nivelurilor de acceleratii la dezvoltarea unui echipament de distractii extreme se vor verifica dupa terminarea asamblului la punerea in functiune.

Producatorii pot verifica limitele de acceleratii prin diverse metode (grafice, calcule de mana etc) sau automatic (de calculator).

Duration(sec)

Fig. Durata limitelor pentru –Gz

Fig. Durata limitelor pentru +GzForte

Fortele si alte sarcini sunt extrem de importante si se vor tine cont de ele in procesul de proiectare pentru caruselele si diverselor dispozitive din parcurile de distractii.Aceste date , a sarcinilor si fortelor se folosesc in special in pentru calcularea si alegerea materialelor in procesul de proiectare.

Toate structurile ce tin de un carusel sau a unei masinarii de distractie extrema (coloane, brate etc.) trebuie sa fie proiectate folosind calcule si analize bazate pe faptul ca acestea trebuie sa reziste cel putin 35000 de ore.Proiectantul sau inginerul trebuie sa verifice aceste calcule si analize daca indeplinesc aceasta cerinta minima de functionare.Aceasta cerinta este menita sa asigure ca

Duration(sec)

toate structurile primare in cadrul unui echipament sau dispozitiv de distractie extrema este proiectat sa functioneze o perioada minima supus la oboseala.

Tab. Rezumat al fortelor pentru fiecare axa conform TUV si AS 3533.1

Analize legate de accidentari

Aceste analize si date sunt rezultatele muncii efectuate de Consiliul National de Securitate si Statistica Services Group (National Safety Council Research and Statistical Services Group, prescurtat NSC) in parteneriat cu Asociatia Internationala de Parcuri de distractii si atractii (IAAPA).

Inca din 2001 Asociatia Internationala de Parcuri de distractii si atractii (IAAPA) a sponsorizat studii anuale si servicii de colectare a datelor in legatura cu accidentarile din parcurile de distractii.

Conform fig.4. avem o vedere de asamblu, si anume aproximativ 53% din accidentari pe anul 2013 au avut loc pe masini, carusele care erau destinate familiilor si adultilor, comparativ cu 2012 care avea un procent de 54%, 2011 avea 59%, si 2010 avea 54%. Numarul de accidente pe caruselele destinate copiilor au scazut de la 104 in 2012 la 78 in 2013, acestea scazand de la 17% pana la 7,7%-6,4%.In mod similar, numarul total de leziuni si accidentari pe roller coaster (montagne russe) a scazut de la 515 in 2012 la 494 in 2013, adica o scadere cu 4,1%.

Fig.4. Procentajul accidentarilor pe diferite tipuri de caruseleIn 2013 rata de accidentare era de 0,8 pe un milion de calatorii la

caruselele destinate adultilor si familiilor si de 1,4 pentru montagne russe si de 0,5 pentru caruselele destinate copiilor. Aproximativ 6,9% din accidente au fost raportate ca fiind “grave”, ceea ce inseamna ca a rezultat imediat spitalizare pe o durata de cel putin 24 de ore.

Tab.4. Rezumat privind accidentarile din U.S intre anii 2003-2013

Zonele de pe corpul uman care sunt cele mai expuse accidentari sunt prezentate in fig.4.

Fig.4.Procentul accidentarilor asupra corpului uman conform datelorConform fig.4. accidentarile care au un procent ridicat si anume de

aproximativ 50 % sunt cele in zona gatului si a capului, urmate de accidentarile in zona umerilor de aproximativ 15%, trunchi 24% si 11% alte accidentari sau leziuni.

Fig.4. Felul accidentari din total

Fig.4. Frecventa accidentarilor datorate mecanismelor In fig. sunt prezentate frecventa accidentarilor datorate mecanismelor

cum ar fi : aruncarea pasagerului din scaun (25 % din numarul total de intrari n=48 de persoane accidentate), lovituri sau impacturi( 27 % acestea fiind legate de impacte cu structuri,cu mecanisme de retinere) , forte (31 % datorate fortelor excesive sau ridicate, forte sau acceleratii ridicate mentinute) si nu in ultimul rand cele datorate de comportamentul si respectarea indicatiilor de catre pasageri (17 %).

Conform statisticilor facute de de Consiliul National de Securitate si Statistica Services Group (National Safety Council Research and Statistical Services Group, prescurtat NSC), probabilitatea de a fi ranit grav intr-un parc de distractii este de 1 la 24 de milioane , in schimb probabilitatea de a fi ranit mortal este de 1 la 750 de milioane.

Concluzia care reiese din toate statisticile este faptul ca masinariile si caruselele din parcurile de distractii extreme sunt foarte sigure. In comparatie cu toate sporturile si numarul lor de accidente, parcurile de distractii ies invingatoare. Pentru a putea vizualiza aceasta comparatie am pus la dispozitie urmatorul tabel.

Tab.4. Riscul accidentarilor pentru sporturile cele mai des intalnite