Vibrazioni. Aspetti fisici di base. Principali sorgenti. Descrittori del rischio. Esempi di calcolo di esposizione giornaliera

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1 Vibrazioni Aspetti fisici di base Principali sorgenti Descrittori del rischio Esempi di calcolo di esposizione giornaliera Andrea Guerzoni - SPSAL AUSL Ferrara - 10/11/06 VIBRAZIONI VIBRAZIONE: oscillazione di un corpo intorno alla sua posizione di riferimento. Parametri: AMPIEZZA dell oscillazione - Spostamento [ m ] - Velocità [ m/s ] - Accelerazione [ m/s² ] ( In campo igienistico: Accelerazione ) 1

2 Altre Variabili Fisiche Rilevanti FREQUENZA (cicli nell unità di tempo - Hz) DIREZIONE delle vibrazioni DURATA dell esposizione alle vibrazioni Esempi di sorgenti di rischio di esposizione a vibrazioni del sistema mano-braccio Tipologia di utensile Scalpellatori, Scrostatori, Rivettatori Martelli Perforatori Martelli Demolitori e Picconatori Trapani a percussione Avvitatori ad impulso Martelli Sabbiatori Cesoie e Roditrici per metalli Levigatrici orbitali e roto-orbitali Seghe circolari e seghetti alternativi Smerigliatrici Angolari e Assiali Smerigliatrici Diritte per lavori leggeri Motoseghe Decespugliatori Tagliaerba Motocoltivatori Chiodatrici Compattatori vibro-cemento Iniettori elettrici e pneumatici Limatrici rotative ad asse flessibile Manubri di motociclette Cubettatrici Ribattitrici Trapani da dentista Principali lavorazioni Edilizia - lapidei, metalmeccanica Edilizia - lavorazioni lapidei Edilizia - estrazione lapidei Metalmeccanica Metalmeccanica, Autocarrozzerie Fonderie - metalmeccanica Metalmeccanica Metalmeccanica - Lapidei - Legno Metalmeccanica - Lapidei - Legno Metalmeccanica - Lapidei - Legno Metalmeccanica - Lapidei - Legno Lavorazioni agricolo-forestali Lavorazioni agricolo-forestali Manutenzione aree verdi Lavorazioni agricolo-forestali Palletts, legno Produzione vibrati in cemento Produzione vibrati in cemento Metalmeccanica, Lavorazioni artistiche Trasporti etc. Lavorazioni lapidei (porfido) Calzaturifici Odontoiatria

3 Esempi di sorgenti di rischio di esposizioni a vibrazioni del corpo intero Macchinario Ruspe, pale meccaniche, escavatori Perforatori Trattori, Mietitrebbiatrici Carrelli elevatori Trattori a ralla Camion, autobus Motoscafi, gommoni, imbarcazioni Trasporti su rotaia Elicotteri Motociclette, ciclomotori Autogru, gru Piattaforme vibranti Autoambulanze Principali settori di impiego Edilizia, lapidei, agricoltura Lapidei, cantieristica Agricoltura Cantieristica, movimentazione industriale Cantieristica, movimentazione industriale Trasporti, servizi spedizioni etc. Trasporti, marittimo Trasporti, movimentazione industriale Protezione civile, Pubblica sicurezza, etc. Pubblica sicurezza, servizi postali, etc. Cantieristica, movimentazione industriale Vibrati in cemento, varie industriali Sanità NORME Il D.Lgs. 187/005 valutazione dell esposizione professionale alle vibrazioni: 1) Tutto il Corpo [Norma ISO del 1997] permanenza su piani vibranti. (stazionamento in prossimità di magli, presse, mulini; guida di mezzi di trasporto o semoventi ) ) Sistema Mano Braccio... [EN ISO e / 001] da uso i di utensili Vibranti (martello demolitore, trapano, smerigliatrice ) 3

4 Misure Vengono effettuate mediante un trasduttore chiamato accelerometro collegato ad uno strumento di misura Accelerometro 4

5 Accelerometro Sfrutta l effetto piezoelettrico (cristalli di quarzo): - quando un cristallo piezoel. è soggetto ad una forza (a causa della vibrazione), produce un segnale elettrico proporzionale all ampiezza della forza stessa - siccome l accelerazione è proporzionale alla forza, tarando opportunamente lo strumento di misura è possibile rilevare l accelerazione dovuta alla vibrazione in esame Accelerometro 5

6 Misura di Vibrazioni Sistema di misura 6

7 Ponderazione in Frequenza Gli effetti delle Vibrazioni variano con la Frequenza Il corpo umano presenta massima sensibilità all interno di determinati intervalli di frequenze, indicativamente: 8 16 Hz. sistema mano braccio 1 - Hz e 4 8 Hz. corpo intero All esterno di questi intervalli la sensibilità via via si riduce E quindi necessario ricorrere alla PONDERAZIONE : - viene effettuata da filtri inseriti all interno dello strumento. La grandezza che così si ottiene è denominata: accelerazione ponderata in frequenza, a w [ m/s ] correlata alla lesività della vibrazione Curva di ponderazione per il sistema mano braccio 7

8 SISTEMA MANO - BRACCIO Norma ISO e 5349 (001) CORPO INTERO Norma ISO (1997) 8

9 SISTEMA MANO-BRACCIO (HAV) Descrittori del rischio a w valore accelerazione (r.m.s.) su singolo asse, ponderata in frequenza [ m/s² ] a w T 1 = a w ( t) dt [ m/s² ] T 0 1 Dove T : tempo di integrazione ( rappresentativo ) DESCRITTORI (mano-braccio) a wx, a wy, a wz valori di a w per gli assi x, y e z A (w)sum valore totale della vibrazione (somma vettoriale dei valori a w dei tre assi x, y e z) A (w)sum = [(k x a wx ) + (k y a wy ) + (k z a wz ) ] 1/ [m/s ] dove k x k y k z sono fattori uguali ad 1 A(8) esposizione giornaliera alle vibrazioni A(8) = A (w)sum (T e /8) 1/ [m/s ] T e : durata giornaliera di esposizione alle vibrazioni (ore) 9

10 Principio di Uguale Energia I criteri definiti dalle norme ISO ai fini dell esposizione a vibrazioni si basano sull assunzione che: due esposizioni quotidiane a vibrazioni entità: A w1 ed A w durata: T 1 e T siano equivalenti in relazione ai possibili rischi sulla salute se A w1 T 1 = A w T Sulla base di tale principio viene definito A(8): A ( 8 ) A ( w ) T e = [m/s sum ] 8 ESPOSIZIONE GIORNALIERA alle VIBRAZIONI Per esposizione giornaliera a diverse ampiezze di vibrazione: n 1 A(8) = i A (w)sumi 8 T i= 1 [m/s ] dove: A (w)sumi = somma vettoriale della vibrazione per la iesima operazione T i = durata della iesima operazione n = numero singole esposizioni alla vibrazione 10

11 Esempio di esposizione giornaliera a diversi valori di vibrazione Tempo di esposizione [ore] 1 3 0,5 Valore totale vibrazione (A wsum ) [m/s ] 3,5 10 A(8) = 1 8 [( 1) + ( 3,5 3) + ( 10 0,5) ] = 3,4m / s Valori limite di esposizione e valori di azione Mano- Braccio Corpo Intero valore limite di esposizione giornaliero A(8) = 5 m/s² A(8) = 1,15 m/s² valore d azione giornaliero A(8) =,5 m/s² A(8) = 0,5 m/s² 11

12 CORPO INTERO (WBV) Norma ISO (1997) Per il calcolo dell esposizione giornaliera A(8), si fa riferimento: al più alto dei tre valori di ka wx, ka wy, e ka wz dove a w valore accelerazione (r.m.s.) su singolo asse, ponderato in frequenza [ m/s² ] k x e k y = 1,4 mentre k z = 1 (tale valore viene denominato A (w)max ) A(8) = A (w)max (T e /8) 1/ [m/s ] A (w)max : valore più alto tra 1,4a wx, 1,4a wy, a wz T e : durata giornaliera di esposizione a vibrazioni (ore) VALUTAZIONE DELL ESPOSIZIONE CON MISURAZIONI Secondo le norme ISO citate nel decreto 187/05; SENZA MISURAZIONI - sulla base delle informazioni fornite dal costruttore e sull osservazione delle pratiche di lavoro; - utilizzando BANCHE DATI dell ISPESL, delle REGIONI o del CNR 1

13 Banca Dati ISPESL Garantisce un agevole reperibilità di A (w)sum, A (w)max e A(8) al fine di: Attuazione immediata di interventi di riduzione del rischio alla fonte (es. riduzione T e ), senza dover ricorrere a misure onerose e talvolta complesse; Individuare attrezzature che riducano al minimo il rischio, in fase di acquisto ed aggiornamento del parco macchine. Banca Dati ISPESL Fornisce due tipologie di dati: Valori di emissione dichiarati dal produttore (Dir. Macchine) Valori misurati in campo secondo specifici standard Per ottenere una stima dei valori di A(8) a partire dai dati certificati dal produttore vengono forniti Fattori di Correzione ottenuti in una serie di condizioni sperimentali 13

14 D.P.R. 4 luglio 1996 n 459 (Direttiva Macchine) I costruttori di macchine portatili tenute o condotte a mano, devono dichiarare nelle istruzioni d uso: il valor medio quadratico ponderato in frequenza dell accelerazione cui sono esposte le membra superiori quando superi i,5 m/s. Se l accelerazione non supera i,5 m/s occorre segnalarlo. Per le vibrazioni trasmesse al corpo intero i costruttori hanno l obbligo di dichiarare: il valor medio quadratico ponderato in frequenza dell accelerazione cui è esposto il corpo quando superi i 0.5 m/s. Se l accelerazione non supera i 0,5 m/s occorre segnalarlo. Stima di A(8) da dati di certificazione Un molatore usa una smerigliatrice per,5 ore al giorno Valore dichiarato dal costruttore (da libretto o Banca Dati): A (w) sum = 5, m/s Fattore di Correzione = 1,5 A (w) sum da usare nella stima di A(8): A (w) sum = 5, x 1,5 = 7,8 m/s,5 8 ( ) = 7,8 = 4,4m / s A 8 14

15 Calcolo di T e ( 8) A = A (w)sum T e 8 T A A ( 8) e = 8 (w)sum Stima dei tempi minimi di esposizione necessari al superamento dei livelli di rischio Attrezzatura Martello demolitore A (w)sum 3,5 m/s Tempo di esp. necessario per il raggiungimento del valore di azione (,5 m/s ) 4 ore T. di esp. necessario per raggiungere il valore limite (5 m/s ) 16 ore 15

16 Esempio, in un azienda di Ferrara Mano Braccio (HAV) Attrezzatura A wsum m/s Fattore Correzione Valore Corretto T e (ore) A(8) m/s Nominativo addetti Avvitatori AEG-BEST,5 1,5 3,75 3, Troncatrici Fabris-300 Continental,9 5,8 1, Corpo Intero (WBV) Attrezzatura A wsum m/s Fattore Correzione Valore Corretto T e (ore) A(8) m/s Nominativo addetti Carrello elettrico CESAB 0, ,75 0,1 0,11. 16