Ocena ryzyka zawodowego pracownikw naraonych na drgania miejscowe i oglne jednoczenie.pdf

BEZPIECZEŃSTWO PRACY 10/2004

dr inż. PIOTR KOWALSKI

Centralny Instytut Ochrony Pracy

– Państwowy Instytut Badawczy

Ocena ryzyka zawodowego

pracowników narażonych na drgania

miejscowe i ogólne jednocześnie – propozycja metody

Wstęp

Na stanowiskach pracy obsługi ma-

szyn i urządzeń prawie zawsze występuje

zagrożenie drganiami mechanicznymi.

W wielu przypadkach (np. kierowcy, ope-

ratorzy maszyn samojezdnych) pracownik

jest narażony jednocześnie na drgania

działające przez kończyny górne (miej-

scowe) i na cały organizm (ogólne). Brak

możliwości uwzględnienia łącznego

narażenia na oba rodzaje drgań wpływa

na niedoszacowanie ryzyka zawodowego

na takim stanowisku pracy.

Zgodnie z definicją zawartą w PN-N-

-18002:2000 [1] ryzyko zawodowe to praw-

dopodobieństwo wystąpienia niepożąda-

nych zdarzeń związanych z wykonywaną

pracą powodujących straty, w szczegól-

ności wystąpienia u pracowników nieko-

rzystnych skutków zdrowotnych w wyniku

zagrożeń występujących w środowisku

pracy lub sposobu wykonywania pracy,

natomiast ocena ryzyka to proces anali-

zowania ryzyka i wyznaczania dopuszczal-

ności ryzyka .

Zaproponowana w tym artykule me-

toda łącznej oceny drgań miejscowych

i ogólnych, działających na pracowników,

jest próbą rozwiązania prowadzącego

do oceny ryzyka zawodowego zgodnego

z rzeczywistym narażeniem na drgania.

W artykule przedstawiono propozycję metody oceny narażenia pracowników na drgania miejscowe i ogólne

działające jednocześnie. Metodę opracowano na podstawie wyników badań przeprowadzonych w warun-

kach rzeczywistych. Wyniki badań na wybranych stanowiskach pracy pokazały, że narażenie na drgania

miejscowe i ogólne jest porównywalne. Prawidłowa ocena ryzyka zawodowego ze względu na drgania

mechaniczne wymaga m.in. uwzględnienia łącznego narażenia pracowników na oba rodzaje drgań.

The problem of evaluating simultaneous exposure of workers to hand-arm and whole-body vibrations

This article presents proposals for a method of evaluating simultaneous exposure of workers to hand-arm and

whole-body vibrations. This method has been developed on the basis of the results of field investigations. Studies

at selected workstations showed that hazards caused by hand-arm and whole-body vibrations were comparable. In

order to properly evaluate the risk of vibration disease it is necessary, among other things, to determine the combined

influence of both kinds of vibrations.

Rys. Schemat toru pomiarowego

Fig. Diagram of a test stand

Badano drgania występujące na 10 wy-

branych stanowiskach pracy. Przeanali-

zowano 60 zarejestrowanych sygnałów

drgań, uzyskując w odniesieniu do każdego

stanowiska 6 widm przyspieszenia drgań,

6 wartości ważonych przyspieszenia drgań

oraz obliczone na ich podstawie dwie

wartości sum wektorowych (w odniesieniu

do drgań o działaniu ogólnym i miejsco-

wym). Uzyskane wartości sum wektoro-

wych a w,e, eq,8h porównano z wartościami

dopuszczalnymi A (8) dop określonymi

w rozporządzeniu ministra pracy i polity-

ki społecznej z dnia 29 listopada 2002 r.

w sprawie najwyższych dopuszczalnych

Na magnetofonie cyfrowym rejestro-

wano 6 sygnałów drgań – trzy sygnały

drgań miejscowych (z kierunków x,y,z )

i 3 sygnały drgań ogólnych (z kierunków

x,y,z ). Do analizy zarejestrowanych sygna-

łów wykorzystano system multianalizatora

PULSE.

Tabela 1

WARTOŚCI DOPUSZCZALNE DRGAŃ MECHANICZNYCH [2]

Vibration exposure limits

Rodzaj drgań

Wartości dopuszczalne drgań mechanicznych

Badania drgań

i ocena ryzyka zawodowego

na wybranych

stanowiskach pracy

Opracowanie propozycji metody łącz-

nej oceny drgań miejscowych i ogólnych

działających jednocześnie oparto na kom-

pleksowych badaniach drgań charakte-

ryzujących wybrane stanowiska pracy.

Pomiary przeprowadzono za pomocą

zestawu aparatury, którego schemat przed-

stawiono na rys.

Drgania działające przez kończyny

górne (miejscowe)

A (8) dop = 2,8 m/s 2

a w,s,max,dop = 11,2 m/s 2

Drgania o działaniu ogólnym

(ogólne)

A (8) dop = 0,8 m/s 2

a w,s,max,dop = 3,2 m/s 2

A (8) = a w,e, eq,8h – całkowita dzienna ekspozycja na drgania, równoważna dla 8 godzin

wartość sumy wektorowej skutecznych, ważonych częstotliwościowo przyspieszeń

drgań, określana wzorem:

gdzie: a w,si – suma wektorowa skutecznych, ważonych częstotliwościowo przyspieszeń drgań, wyznaczona

dla i -tej czynności w narażeniu na drgania, w m/s 2 ; t i – czas trwania i -tej czynności w narażeniu na drgania,

w godz. lub min; n – liczba czynności w narażeniu na drgania na kontrolowanym stanowisku pracy; D i – dawka

drgań wyznaczona dla i -tej czynności w narażeniu na drgania, w m 2 /s 3 ; T – 8 godzin = 480 min = 28 800 s

BEZPIECZEŃSTWO PRACY 10/2004

stężeń i natężeń czynników szkodliwych

dla zdrowia w środowisku pracy [2] przed-

stawionymi w tabeli 1.

Obliczone krotności wartości dopusz-

czalnych posłużyły do oceny ryzyka zawo-

dowego na badanych stanowiskach pracy.

Zgodnie z normą PN-N-18002:2000 [1]

przyjęto trójstopniową skalę oceny ry-

zyka:

– krotność wartości dopuszczalnej < 0,5;

ryzyko małe

– 0,5

ne. Podczas badań zarejestrowano także

przypadki, w których jedna (np. ładowarka

gąsienicowa Liebher, wywrotka Kamaz)

lub obie wartości dopuszczalne są prze-

kroczone (np. spycharka DT 75). Można

przypuszczać, że ocenianie tylko jednego

rodzaju drgań, np. drgań miejscowych

i pominięcie drgań działających ogólnie,

wiąże się z bardzo dużym uproszczeniem

i niedoszacowaniem rzeczywistego ryzyka

zawodowego. Ze względu na dotychczaso-

wy brak rozwiązań tego problemu podjęto

próbę opracowania metody łącznej oceny

drgań miejscowych i ogólnych działają-

cych jednocześnie.

Propozycja metody

łącznej oceny drgań

miejscowych i ogólnych

działających jednocześnie

Przy opracowywaniu propozycji orien-

tacyjnej metody łącznej oceny narażenia

pracowników na drgania miejscowe i ogól-

ne działające jednocześnie założono, że:

– energia drgań E – działających przez

kończyny górne – miejscowych oraz drgań

o działaniu ogólnym, sumuje się; ich anta-

gonistyczne działanie możliwe jest tylko

teoretycznie i to przy spełnieniu bardzo

wielu warunków jednocześnie, w tym

warunku harmoniczności, wymuszających

sygnałów drgań, nie występujących prawie

w przyrodzie:

E całk. =

E i

(1)

gdzie: E i – energia cząstkowa

• całkowita energia drgań działających

na pracownika E całk. jest proporcjonalna

do całkowitej dawki D całk. drgań na jaką

jest narażony:

E całk. ~ D całk. (2)

przy czym, całkowita dawka drgań defi-

niowana jest następująco:

≤

krotność wartości dopuszczalnej

≤

(3)

ryzyko średnie

– krotność wartości dopuszczalnej > 1;

ryzyko duże.

Wyniki przeprowadzonej oceny zesta-

wiono w tabeli 2.

Przedstawione wyniki badań wskazują

na porównywalny udział w narażeniu

pracownika obu rodzajów drgań (miej-

scowych i ogólnych). Zaobserwowano

przypadki, w których wartości sum wek-

torowych obu rodzajów drgań osiągają

ok. 0,5 wartości dopuszczalnych (NDN),

np. autobus Jelcz M121, autobus Ikarus

280. Zgodnie ze stosowaną metodą oceny,

oceniono ryzyko na tych stanowiskach jako

średnie, czyli dopuszczalne. Gdy wartości

obu sum wektorowych (drgań miejsco-

wych i ogólnych) zbliżają się do wartości

dopuszczalnych (np. autobus Man, autobus

Solaris), przyjęcie ryzyka zawodowego

za akceptowalne staje się już problematycz-

D i (4)

można ją przedstawić jako sumę dawek

drgań ogólnych i miejscowych skorygo-

wanych wyznaczonymi eksperymentalnie

współczynnikami ( A , B ):

D całk. = A D O + B D M (5)

Zgodnie z przeprowadzaną dotychczas

oceną ryzyka zawodowego ze względu

na drgania mechaniczne, przekroczenie

którejkolwiek wartości dopuszczalnej

– odnoszących się do drgań miejscowych

lub ogólnych – oceniane jest w ten sam spo-

sób, tzn. skutkuje stwierdzeniem: „ryzyko

Tabela 2

KROTNOŚĆ WARTOŚCI DOPUSZCZALNEJ I RYZYKO ZAWODOWE

NA WYBRANYCH STANOWISKACH PRACY

Multiplication factor of the limit value and occupational risk at selected work places

Tabela 3

KROTNOŚĆ WARTOŚCI 2,8 m/s 2 – ILORAZ WARTOŚCI ZASTĘPCZEJ

CAŁKOWITEJ SUMY WEKTOROWEJ AZC I WARTOŚCI 2,8 m/s 2

Multiplication factor of the 2.8 m/s 2 value - the quotient of the substitute value

of the total vector sum and the 2.8 m/s 2 value

Krotność wartości

dopuszczalnej

A (8) dop

Nazwa stanowiska pracy

Ryzyko

zawodowe

Krotność wartości

2,8 m/s 2

drgania

miej-

scowe

drgania

ogólne

Nazwa stanowiska pracy

wariant

Kierowca autobusu IKARUS 260

0,45

0,65

średnie (O)

Kierowca autobusu IKARUS 260

0,79

1,59

2,33

Kierowca autobusu IKARUS 280

0,45

0,65

średnie (O)

Kierowca autobusu IKARUS 280

0,84

1,64

2,39

Kierowca autobusu JELCZ M121

0,44

0,54

średnie (O)

Kierowca autobusu JELCZ M121

0,70

1,33

1,93

Kierowca autobusu MAN

0,74

0,83

średnie (O)

Kierowca autobusu MAN

1,11

2,07

2,98

Kierowca autobusu NEOPLAN

0,74

0,64

średnie (M)

Kierowca autobusu NEOPLAN

0,97

1,66

2,34

Kierowca autobusu SOLARIS

1,05

0,70

duże (M)

Kierowca autobusu SOLARIS

1,22

1,93

2,65

Operator ładowarki gąsienicowej

LIEBHER 621

0,95

1,38

duże (O)

Operator ładowarki gąsienicowej

LIEBHER 621

1,67

3,36

4,91

Operator koparko-ładowarki BOREX 0,81

0,80

średnie (M)

Operator spycharki DT 75

1,57

1,66

duże (O)

Operator koparko-ładowarki

BOREX

1,13

2,03

2,90

Kierowca wywrotki KAMAZ 5511 0,4 1,05 duże (O)

Litery w nawiasach oznaczają rodzaj drgań, przy którym krotności wartości

dopuszczalnych były największe: M – drgania o oddziaływaniu miejscowym,

O – drgania o oddziaływaniu ogólnym

Operator spycharki DT 75

2,29

4,20

6,03

Kierowca wywrotki KAMAZ 5511 1,12

2,48

3,38

gdzie:

a i – cząstkowe przyspieszenie drgań,

w m/s 2

t i – czas działania cząstkowego przy-

spieszenia a i , w s

• całkowita dawka drgań D całk. jest sumą

wszystkich dawek cząstkowych D i :

D całk. =

BEZPIECZEŃSTWO PRACY 10/2004

duże – niedopuszczalne” (mimo że skutki

działania na człowieka drgań miejscowych

i ogólnych są odmienne). Można zatem

zaryzykować stwierdzenie, że na stopień

narażenia na drgania (w aspekcie oceny

ryzyka utraty zdrowia) wpływa tak samo

przekroczenie wartości dopuszczalnej

drgań miejscowych, jak i przekroczenie

wartości dopuszczalnej drgań ogólnych.

Wykorzystano to przy opracowaniu

propozycji orientacyjnej łącznej metody

oceny narażenia na drgania miejscowe

i ogólne działające jednocześnie. Związek

opisujący dawkę drgań w postaci przedsta-

wionej wzorem (3) przyjęto na podstawie

subiektywnej oceny drgań, prowadzonej

w warunkach doświadczalnych przez wielu

autorów. W założeniu, wielkość ta ma

odzwierciedlać energię drgań jaka działa

na organizm człowieka w czasie pracy.

Głównym elementem w proponowanej

metodzie oceny drgań działających na pra-

cownika jest wyznaczenie całkowitej daw-

ki drgań – zgodnie ze wzorem (5) – jako

sumy dawek drgań pochodzących od drgań

miejscowych i ogólnych, skorygowanych

odpowiednimi współczynnikami korek-

cyjnymi. Wprowadzone współczynniki

umożliwiają sumowanie dawek wyznaczo-

nych w różnych zakresach częstotliwości

(drgania miejscowe 5,6 – 1400 Hz, drgania

ogólne 0,8 – 90 Hz) oraz o dużych różni-

cach wartości (ponad 10-krotnych).

Rozważano trzy warianty korekcji

różniące się sposobem wyznaczenia oraz

wartościami współczynników A i B .

Przedstawione współczynniki korek-

cyjne uzyskano przez symulacje kompu-

terowe dawek drgań z uwzględnieniem

obowiązujących wartości dopuszczalnych

i charakterystyk ważenia [4]:

• wariant 1: D całkowita = 3,5 D O + D M

• wariant 2: D całkowita = 8,2 D O + D M

• wariant 3: D całkowita = 12,25 D O + D M

Na podstawie uzyskanych dawek D całkowita ,

wyznaczono wartości zastępczych cał-

kowitych sum wektorowych A ZC , które

następnie poddano ocenie.

Propozycja orientacyjnej metody łącz-

nej oceny drgań działających na pracow-

ników jednocześnie w sposób miejscowy

i ogólny polega na porównaniu wyznaczo-

nej wartości zastępczej całkowitej sumy

wektorowej A ZC z wartością dopuszczalną,

ustaloną dla takiego oddziaływania drgań.

Ponieważ w metodzie tej wykorzystano

wartości dopuszczalne określone w roz-

porządzeniu MPiPS, orientacyjną ocenę

drgań można uzyskać przez porównanie

wartości zastępczej całkowitej sumy wek-

torowej A ZC z wartością A (8) dop = 2,8 m/s 2

(było to m.in. celem korekcji).

W tabeli 3. podano krotność tej war-

tości, a w tabeli 4. – ocenę ryzyka zawo-

dowego.

Przedstawione wartości (tabele 2 i 3)

uzyskano na podstawie wyników analizy

zarejestrowanych 60 sygnałów. Analizę

drgań działających ogólnie przeprowa-

dzono w zakresie częstotliwości od 0,5 Hz

do 400 Hz (z rozdzielczością 0,25 Hz),

w odniesieniu do drgań działających miej-

scowo – w zakresie od 1 Hz do 1600 Hz (z

rozdzielczością 1,0 Hz). Wynikiem analizy

były widma wąskopasmowe w każdym

punkcie pomiarowym, w trzech kierunkach

(po 1600 składowych dla każdego analizo-

wanego sygnału).

Tabela 4

RYZYKO ZAWODOWE WYZNACZONE PROPONOWANĄ

METODĄ ŁĄCZNEJ OCENY DRGAŃ MIEJSCOWYCH I

OGÓLNYCH

Occupational risk determined with the proposed method of a combined

evaluation of hand-arm and whole-body vibrations

Nazwa stanowiska pracy

Ryzyko zawodowe wg

propozycji metody łącz-

nej oceny drgań miej-

scowych i ogólnych

wariant

Kierowca autobusu IKARUS 260 średnie duże

duże

Kierowca autobusu IKARUS 280 średnie duże

duże

Podsumowanie

We wszystkich przypadkach badanych

stanowisk pracy, wyznaczone za pomocą

proponowanej metody łącznej oceny drgań

miejscowych i ogólnych, ryzyko zawodo-

we jest co najmniej średnie (wariant 1.) lub

duże (wariant 2. i 3.). W porównaniu z me-

todą oddzielnej oceny drgań miejscowych

i ogólnych: dla 2 stanowisk (wariant 1.),

lub dla 6 stanowisk (wariant 2. i 3.), zmie-

niła się kwalifikacja ryzyka ze średniego

– dopuszczalnego na duże – niedopusz-

czalne. Na czterech stanowiskach ryzyko

pozostało duże w obu sposobach oceny.

We wszystkich przypadkach badanych

stanowisk pracy krotności przekroczenia

przyjętej wartości dopuszczalnej są więk-

sze niż krotności wyznaczone na podstawie

rozporządzenia [2].

Ocena drgań orientacyjną metodą

łączną ukazuje niedoszacowanie ryzyka

zawodowego na opisanych stanowiskach

pracy, na których oceniono oddzielnie

drgania miejscowe i ogólne. Ze względu

na wartość współczynnika A najostrzejsza

ocena drgań wiąże się z wariantem 3. pro-

ponowanej metody, najłagodniejszą ocenę

można przeprowadzić przy zastosowaniu

wariantu 1. Wybór konkretnego wariantu

proponowanej metody oceny drgań wyma-

ga poszerzonych badań doświadczalnych,

symulacyjnych i epidemiologicznych.

Wyniki badań drgań na wybranych 10 sta-

nowiskach pracy wskazują na porówny-

walne zagrożenie pochodzące od drgań

miejscowych i ogólnych (co było głównym

motywem podjęcia pracy). Proponowana

metoda jest prosta i możliwa do zastoso-

wania przy wykorzystaniu tradycyjnego

wielokanałowego zestawu pomiarowego,

wyposażonego w odpowiednie filtry wa-

żenia. Wyniki pomiarów wykorzystywane

w proponowanej metodzie mogą służyć

zarówno do oceny łącznej, jak i do oceny

stosowanej dotychczas, tzn. oddzielnie

dla drgań miejscowych i oddzielnie dla

ogólnych (na podstawie wartości NDN).

Kierowca autobusu JELCZ M121 średnie duże

duże

Kierowca autobusu MAN

duże

Kierowca autobusu NEOPLAN

średnie duże

duże

Kierowca autobusu SOLARIS

duże

Operator ładowarki gąsienicowej

LIEBHER 621

duże

Operator koparko-ładowarki

BOREX

duże

Operator spycharki DT 75

duże

Kierowca wywrotki KAMAZ

5511

duże

Mogą być punktem wyjścia do badań nad

jednoczesnym działaniem drgań miejsco-

wych i ogólnych na organizm człowieka,

prowadzących do ustalenia nowej wartości

dopuszczalnej.

PIŚMIENNICTWO

[1] PN-N-18002:2000 Systemy zarządzania bez-

pieczeństwem i higieną pracy. Ogólne wytyczne do

oceny ryzyka zawodowego

[2] Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki

Społecznej z dnia 29 listopada 2002 r. w sprawie

najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czyn-

ników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy.

DzU nr 217, poz. 1833

[3] Directive 2002/44/EC of the European Parliament

and of the Council on the minimum health and safety

requirements regarding the exposure of workers to

the risks arising from physical agents ((vibration)

(sixteenth individual Directive within the meaning

of Article 16(1) of Directive 89/391/EEC) OJ L 177,

06/07/2002 s. 0013 - 0020

[4] Sprawozdanie z realizacji zadania badawczego

w ramach działalności statutowej CIOP PIB nr II-04

Opracowanie metody oceny narażenia pracowników

na drgania miejscowe i ogólne działające jednocze-

śnie, Etap II, 2004

Autor składa wyrazy podziękowania prof. zw.

dr. hab. inż. Zbigniewowi Engelowi za pomysł i

merytoryczne wsparcie w badaniach dotyczących

zastosowania metody energetycznej do łącznej

oceny drgań miejscowych i ogólnych.

Opracowano w ramach zadania badawczego nr II-04 programu działalności statutowej

Centralnego Instytutu Ochrony Pracy – Państwowego Instytutu Badawczego

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: