المخاطر المهنية بسبب الاهتزازات الميكانيكية

مفهوم الاهتزازات الميكانيكية:

الاهتزاز هو حركة تذبذبية منتظمة أو غير منتظمة، بحيث تؤدي استجابات الإنسان تجاه اهتزاز الجسم بالكامل والاهتزازات المنقولة يدوياً وأسباب دوار الحركة.

يحدث اهتزاز الجسم بالكامل عندما يتم دعم الجسم على سطح يهتز (على سبيل المثال، عند الجلوس على مقعد يهتز، أو الوقوف على أرضية مهتزة أو الاستلقاء على سطح مهتز)، كما أنه يحدث اهتزاز الجسم بالكامل في جميع أشكال النقل وعند العمل بالقرب من بعض الآلات الصناعية.

الاهتزازات المنقولة باليد هي الاهتزازات التي تدخل الجسم من خلال اليدين، حيث يحدث هذا بسبب عمليات مختلفة في الصناعة والزراعة والتعدين والبناء، حيث يتم الإمساك بالأدوات أو قطع العمل أو دفعها باليدين أو الأصابع، يمكن أن يؤدي التعرض للاهتزاز المنقول باليد إلى تطور العديد من الاضطرابات.

يمكن أن يحدث دوار الحركة بسبب تذبذب التردد المنخفض للجسم، وبعض أنواع دوران الجسم وحركة العروض المتعلقة بالجسم.

حجم التعرض للاهتزازات:

الإزاحة التذبذبية لجسم ما تتضمن بالتناوب سرعة في اتجاه واحد ثم سرعة في الاتجاه المعاكس، يعني هذا التغيير في السرعة أن الجسم يتسارع باستمرار، أولاً في اتجاه واحد ثم في الاتجاه المعاكس، ويمكن قياس حجم الاهتزاز من خلال إزاحته أو سرعته أو تسارعه؛ ومن أجل تحقيق لراحة العملية، يُقاس التسارع عادةً بمقاييس التسارع، وحدات التسارع متر في الثانية في الثانية (م / ث 2)، كما أن التسارع الناتج عن جاذبية الأرض حوالي (9.81 م / ث 2).

يمكن التعبير عن حجم التذبذب على أنه المسافة بين الأطراف التي وصلت إليها الحركة (قيمة الذروة إلى الذروة) أو المسافة من نقطة مركزية إلى أقصى انحراف (قيمة الذروة)، في كثير من الأحيان، يتم التعبير عن حجم الاهتزاز من حيث متوسط ​​قياس تسارع الحركة التذبذبية، وعادة ما تكون قيمة الجذر التربيعي وتقاس (m / s2 rms)، وهي لحركة تردد واحد (جيبيه)، فإن جذر متوسط ​​التربيع، الـ (value) هي قيمة الذروة مقسومة على √2 (الجذر التربيعي).

بالنسبة للحركة الجيبية، يمكن حساب التسارع على أنه (a)، ويقاس بــ (م / ث 2) من قيمة التردد، و في دورات في الثانية والإزاحة d، تكون (بالأمتار)، والعلاقة التالية توضح ذلك: a=(2πf)2d

يمكن استخدام هذا التعبير لتحويل قياسات التسارع إلى عمليات إزاحة، ولكنه يكون دقيقاً فقط عندما تحدث الحركة بتردد واحد.

تستخدم أحياناً المقاييس اللوغاريتمية لتقدير مقادير الاهتزاز بالديسيبل، عند استخدام المستوى المرجعي في المواصفة القياسية الدولية، يتم التعبير عن مستوى التسارع، La، بواسطة العلاقة: (La = 20 log10(a/a0

حيث (a) هو التسارع المقاس بوحدة (m / s2 rms)، و (a0)، هو المستوى المرجعي، ويقاس بوحدة مقدارها  (10 -6 م / ثانية 2)، تستخدم مستويات مرجعية أخرى في بعض البلدان.

تردد الاهتزازات:

يؤثر تردد الاهتزاز، الذي يتم التعبير عنه في دورات في الثانية (هيرتز)، على مدى انتقال الاهتزاز إلى الجسم (على سبيل المثال، إلى سطح المقعد أو مقبض أداة اهتزازية)، ومدى الذي ينتقل عبر الجسم (على سبيل المثال، من المقعد إلى الرأس)، وتأثير الاهتزاز في الجسم.

العلاقة بين الإزاحة وتسارع الحركة تعتمد أيضاً على تردد التذبذب، حيث أن إزاحة المليمتر الواحد تقابل تسارعاً منخفضاً جداً عند الترددات المنخفضة، ولكن تسارع عالي جداً عند الترددات العالية؛ إن إزاحة الاهتزاز المرئية للعين البشرية لا توفر مؤشراً جيداً على تسارع الاهتزاز.

عادة ما تكون تأثيرات اهتزاز الجسم بالكامل أكبر في الطرف الأدنى من النطاق، من 0.5 إلى 100 هرتز. بالنسبة للاهتزاز المنقول باليد، قد يكون للترددات التي تصل إلى 1000 هرتز أو أكثر تأثيرات ضارة. الترددات التي تقل عن 0.5 هرتز يمكن أن تسبب دوار الحركة.

يمكن عرض محتوى التردد للاهتزاز في الأطياف، أما بالنسبة للعديد من أنواع الاهتزازات التي تنتقل من الجسم كاملاً، تكون الأطياف معقد، ومع حدوث بعض الحركة في جميع الترددات، ومع ذلك، غالباً ما توجد قمم تظهر الترددات التي يحدث عندها معظم الاهتزاز.

نظرًا لأن استجابات الإنسان للاهتزاز تختلف وفقاً لتردد الاهتزاز، فإنه من الضروري وزن الاهتزاز المقاس وفقاً لمقدار الاهتزاز الذي يحدث عند كل تردد، تعكس أوزان التردد إلى أي مدى يتسبب الاهتزاز في التأثير غير المرغوب فيه عند كل تردد، الأوزان مطلوبة لكل محور اهتزاز، هناك حاجة إلى أوزان تردد مختلفة للاهتزازات التي تنتقل عبر الجسم بالكامل، والاهتزاز المنقول باليد ودوار الحركة.

اتجاه الاهتزازات:

قد يحدث الاهتزاز في ثلاثة اتجاهات انتقالية وثلاثة اتجاهات دورانية، وبالنسبة للأشخاص الجالسين، حيث يتم تعيين المحاور الانتقالية على المحور السيني (للأمام والخلف)، والمحور الصادي (الجانبي) والمحور العيني (العمودي)، كما يتم تعيين الدورات حول محاور (x و y و z) على التوالي ((rx (roll) و ((ry (pitch) و كذلك ((rz (yaw) على التوالي، عادة ما يتم قياس الاهتزاز عند السطوح البينية بين الجسم والاهتزاز، تم توضيح أنظمة الإحداثيات الرئيسية لقياس الاهتزاز فيما يتعلق بالاهتزازات المرسلة يدوياً والجسم بالكامل.

المدة الزمنية للاهتزازات:

تعتمد استجابات الإنسان للاهتزاز على المدة الإجمالية للتعرض للاهتزاز، إذا لم تتغير خصائص الاهتزاز بمرور الوقت، فإن اهتزاز الجذر المتوسط ​​التربيعي يوفر مقياساً مناسباً لمتوسط ​​حجم الاهتزاز، إلى جانب ذلك فقد تكون ساعة الإيقاف كافية لتقييم مدة التعرض، حيث يمكن تقييم شدة متوسط ​​الحجم والمدة الإجمالية بالرجوع إلى المعايير العلمية التي تحددها منظمات السلامة والصحة المهنية.

إذا اختلفت خصائص الاهتزاز، فسيتم الاعتماد على متوسط ​​الاهتزاز المقاس على الفترة التي يتم خلالها قياسه، وعلاوة على ذلك، يُعتقد أن تسارع الجذر التربيعي يقلل من شدة الحركات التي تحتوي على العديد ممن الصدمات، أو يكون متقطعاً للغاية.

العديد من حالات التعرض المهني تكون على الأغلب متقطعة، وتتفاوت في الحجم من لحظة إلى أخرى أو تحتوي على صدمات عرضية، يمكن لها أن تتراكم بشدة، وبهذه الحركات المعقدة، وبطريقة ما تعطي وزناً مناسباً، وعلى سبيل المثال، ممكن أن تكون لفترات قصيرة من الاهتزازات عالية الحجم وفترات طويلة من الاهتزازات المنخفضة الحجم، تُستخدم طرق مختلفة لحساب الجرعات.

في النهاية، تحدث التعرضات المهنية لاهتزازات الجسم بالكامل بشكل أساسي أثناء النقل ولكن أيضاً بالاقتران مع بعض العمليات الصناعية، يمكن أن ينتج عن النقل البري والبحري والجوي اهتزازات يمكن أن تسبب عدم الراحة أو تتداخل مع الأنشطة أو تسبب الإصابة، قد يحدث التعرض الأكثر شيوعاً للاهتزازات والصدمات الشديدة على المركبات على الطرق الوعرة، بما في ذلك آلات تحريك التربة والشاحنات الصناعية والجرارات الزراعية.