Κεφάλαιο 6. Ηχητικό Περιβάλλον

Transcript

1 Κεφάλαιο 6 Ηχητικό Περιβάλλον

2 Ήχος και θόρυβος Ήχοι: περιοδικές κινήσεις των μορίων του αέρα, ή άλλων παλλόμενων υγρών ή στερεών σωμάτων, τις οποίες μπορεί να συλλάβει το σύστημα ακοής του ανθρώπου. Θόρυβος (για την Εργονομία): η δυνάμενη να ακουστεί ηχητική ενέργεια η οποία έχει αρνητικές επιπτώσεις στην υγεία του ανθρώπου (σε φυσιολογικό ή ψυχολογικό επίπεδο). Κάθε ήχος χαρακτηρίζεται, σύμφωνα με τη Φυσική, από: - την ένταση, - το φάσμα συχνοτήτων, - και τη διάρκεια. Για την Ψυχοακουστική τους ήχους χαρακτηρίζουν επίσης: - η αντιλαμβανόμενη ένταση του ήχου, - το τονικό ύψος, - η χροιά, - το αιφνίδιο ή προβλέψιμο του ήχου.

3 Μονάδες μέτρησης του ήχου Η ηχητική ένταση ή ενέργεια που μεταφέρουν οι παλμικές κινήσεις του αέρα, μετράται σε Watt/m 2. Η πίεση που ασκείται στο τύμπανο του αυτιού μετράται σε Newtons/m 2. Τα δύο μεγέθη συνδέονται μεταξύ τους με τον εξής τρόπο: ηχητική ενέργεια/μονάδα επιφανείας = πίεση 2 /πυκνότητα του αέρα x ταχύτητα Για την ηχητική ένταση ή στάθμη θορύβου, χρησιμοποιούνται επίσης τα ντεσιμπέλ (db) τα οποία ορίζονται ως εξής: n (db) = 10 log 10 I/I 0 όπου I 0 είναι μια ηχητική ένταση αναφοράς που ισούται με Watt/m 2, και αντιστοιχεί με το κατώφλιο ακουστότητας ενός καθαρού ήχου συγκεκριμένης συχνότητας (περί τα 2 khz).

4 Ενδεικτικές τιμές έντασης διαφόρων ήχων Λόγος ηχητικής έντασης Ι/Ι 0 όπου Ι 0 =10-12 Watt/m Ηχητική ένταση [db] Παραδείγματα ήχων Πεδίο βολής, Σειρήνα Απογείωση αεροπλάνου Αερόσφυρα, Ηλεκτρικό πριόνι (1m) Ηλεκτρική κάμινος Τυπογραφείο, Κλωστοϋφαντουργεία Εσωτερικό αυτοκινήτου αγώνων Ηλεκτρική σκούπα (1m), Συνομιλία (0,3m) Αυτοκινητόδρομος, Πολυσύχναστα καταστήματα Γραφεία, Δρόμος μικρής κυκλοφορίας Περιοχή κατοικιών τη νύχτα Στούντιο ηχογραφήσεων, Ψίθυρος (1,5m)

5 Τα db δεν προστίθενται! Λόγω της λογαριθμικής κλίμακας των db, η συνολική στάθμη θορύβου από την συνήχηση περισσοτέρων της μιας ηχητικής πηγής, δεν ισούται με το άθροισμα των db της καθεμιάς. Η στάθμη θορύβου που προκύπτει από τη συνήχηση δύο πηγών των οποίων οι εντάσεις είναι Ι 1 W/m 2 και Ι 2 W/m 2, θα είναι: I συνολικό = (I 1 + I 2 ) W/m 2 ή n συνολικό = 10 log (I 1 + I 2 )/I 0 db

6 Συνολική στάθμη θορύβου από συνήχηση δύο ηχητικών πηγών με ίδιο φάσμα συχνοτήτων

7 Μονάδες μέτρησης (συνέχεια) Για τη μέτρηση της συχνότητας των ήχων χρησιμοποιείται η μονάδα των Hertz (Ηz). Το εύρος του πεδίου συχνοτήτων που αντιλαμβάνεται το ανθρώπινο αυτί είναι και αυτό πολύ μεγάλο, εκτεινόμενο από 16 ως Hz περίπου. Η ένταση του ήχου που αντιλαμβάνεται ο άνθρωπος (υποκειμενική ένταση) επηρεάζεται και από τη συχνότητά του. Για την υποκειμενική ένταση του ήχου χρησιμοποιείται μία ειδική μονάδα, τα φονς (phons). Η μονάδα αυτή ακολουθεί επίσης λογαριθμική κλίμακα, και ταυτίζεται με τα db για τους ήχους συχνότητας 1000 Hz.

8 Το σύστημα ισοηχών καμπυλών

9 Το όργανο της ακοής: το αυτί

10 Ταλαντώσεις της βασικής μεμβράνης, προκαλούμενες από ήχους διαφορετικών συχνοτήτων

11 Το ακουστικό πεδίο του ανθρώπου

12 Επικάλυψη που δημιουργείται από έναν καθαρό ήχο συχνότητας 800Hz, όταν εκπέμπεται σε διαφορετικές εντάσεις.

13 Επιπτώσεις του ηχητικού περιβάλλοντος στον άνθρωπο Οι αρνητικές επιπτώσεις ενός επιβαρυντικού ηχητικού περιβάλλοντος μπορούν να διακριθούν σε: i. επιπτώσεις στο σύστημα ακοής του ανθρώπου (ακουστική κόπωση και η κώφωση), ii. γενικότερες επιπτώσεις στην υγεία του, iii. επιπτώσεις και στην εργασία του. Εκτός από την ένταση των ήχων, στην επιβάρυνση συμβάλλουν επίσης και τα εξής χαρακτηριστικά των ήχων: - η σύσταση του φάσματος συχνοτήτων, - η διάρκεια έκθεσης στον ήχο, - το προβλέψιμο ή μη του ήχου, - η κατανομή της ηχητικής ενέργειας στο χρόνο, κατά την εκπομπή ενός ηχητικού γεγονότος.

14 Πρόσκαιρη μεταβολή του κατωφλίου ακουστότητας που προκαλείται από έκθεση σε δυνατό ήχο, και η σταδιακή αποκατάσταση της ακοής με την πάροδο του χρόνου

15 Μεταβολή του κατωφλίου ακουστότητας 2min μετά την έκθεση, ως συνάρτηση της έντασης του ήχου και της διάρκειας έκθεση σ αυτόν

16 Τα τρία στάδια της επαγγελματικής κώφωσης

17 Γενικότερες επιπτώσεις του ηχητικού περιβάλλοντος Ένα επιβαρυντικό ηχητικό περιβάλλον μπορεί να έχει και τις εξής επιπτώσεις στην υγεία: - καρδιο-αγγειακές ανωμαλίες (αρτηριακή υπέρταση), - δυσκολίες στην ισορροπία, - διατάραξη της λειτουργίας της πέψης, - μυϊκή τάση (αθέλητη ενεργοποίηση ορισμένων μυών), - μείωση της αντίστασης των κυττάρων του αυτιού σε μολύνσεις και τοξικές ουσίες, - αύξηση της γενικής κόπωσης του οργανισμού, - νευρική κόπωση η οποία μπορεί να εκδηλωθεί με ανησυχία, επιθετικότητα, απάθεια, κλπ. - διαταραχές στον ύπνο.

18 Επιπτώσεις του ηχητικού περιβάλλοντος στην εργασία - Αύξηση του φόρτου από την εργασία και επομένως μείωση της απόδοσης, δυσκολία στην εκτέλεση της εργασίας, κ.λπ. - Δυσκολία στη συγκέντρωση, προσοχή και απομνημόνευση - Παρεμπόδιση της επικοινωνίας, απομόνωση - Αδυναμία αντίληψης των ηχητικών σημάτων - Αύξηση κινδύνου εμφάνισης ανθρωπίνων λαθών - Αύξηση κινδύνου ατυχημάτων. Τέλος δεν θα πρέπει να παραβλεφθούν και οι επιπτώσεις της επαγγελματικής κώφωσης στην κοινωνική-εξωεργασιακή ζωή (απομόνωση, δυσκολία στις κοινωνικές σχέσεις, κ.λπ.)

19 Διάγραμμα για την εκτίμηση των κινδύνων για την ακοή και των επιπτώσεων στην εργασία που προξενεί το ηχητικό περιβάλλον

20 Ανώτερα επιτρεπτά επίπεδα θορύβου Η Ευρωπαϊκή Ένωση έχει θεσπίσει τα εξής όρια για έκθεση των εργαζομένων στον θόρυβο (για την Ελλάδα Π.Δ. 149/2006): οριακή τιμή: ημερήσια έκθεση L eq,8h = 87 db-a και κορυφοτιμή L max = 140 db-c. Όταν η έκθεση των εργαζομένων υπερβαίνει την οριακή τιμή, ο εργοδότης πρέπει υποχρεωτικά να λαμβάνει μέτρα μείωσης του θορύβου, ανώτερη τιμή ανάληψης δράσης: ημερήσια έκθεση L eq,8h = 85 db-a και κορυφοτιμή L max = 137 db-c. Στην περίπτωση υπέρβασης της τιμής αυτής, πρέπει να καταβάλλεται προσπάθεια μείωσης του θορύβου. Εφόσον τα μέτρα δεν μπορούν να ληφθούν άμεσα ή δεν υπάρχουν τέτοια, (i) οι εργαζόμενοι πρέπει υποχρεωτικά να φορούν κατάλληλα μέσα ατομικής προστασίας, (ii) ο χώρος πρέπει να οριοθετείται με κατάλληλη σήμανση και (iii) η πρόσβαση άλλων εργαζομένων πρέπει να περιορίζεται κατά το δυνατόν, κατώτερη τιμή ανάληψης δράσης: ημερήσια έκθεση L eq,8h = 80 db-a και κορυφοτιμή L max = 135 db-c. Εκτός από τις προσπάθειες για μείωση του θορύβου, εφόσον η έκθεση των εργαζομένων υπερβαίνει την κατώτερη τιμή ανάληψης δράσης, ο εργοδότης πρέπει (i) να παρέχει στους εργαζομένους κατάλληλα μέσα ατομικής προστασίας, (ii) να εξασφαλίζει την περιοδική παρακολούθηση της ακουστικής τους οξύτητας από γιατρό, και (iii) να τους ενημερώνει για τους κινδύνους τους οποίους διατρέχει η ακοή τους, τα μέτρα που λαμβάνονται και τη σωστή χρήση των μέσων ατομικής προστασίας.

21 Μελέτη του ηχητικού περιβάλλοντος Η μελέτη ενός ηχητικού περιβάλλοντος εργασίας έχει ως σκοπούς: i. την αξιολόγηση της επικινδυνότητας που παρουσιάζει το ηχητικό περιβάλλον για τους εργαζομένους, ii. iii. τον εντοπισμό των ηχογόνων πηγών, την ανάπτυξη μέτρων για τη μείωση της επικινδυνότητας που παρουσιάζει το ηχητικό περιβάλλον. Για να μελετηθεί ένα ηχητικό περιβάλλον, πρέπει να γίνουν κατάλληλες μετρήσεις ώστε να προσδιορισθούν: - οι στάθμες θορύβου στις οποίες εκτίθενται οι εργαζόμενοι, - οι χρόνοι έκθεσης στις αντίστοιχες στάθμες θορύβου, - η σύσταση του φάσματος συχνοτήτων των ήχων στους οποίους εκτίθενται οι εργαζόμενοι.

22 Διάφοροι τύποι ηχομέτρων

23 Οι καμπύλες που περιγράφουν τις γνωστότερες κλίμακες db

24 Πρωτόκολλα μέτρησης των ήχων ISO 2204 ISO 5130 και ISO 1996 ISO 3740 ISO 3741 ως ISO 3746 Είναι ένας γενικός οδηγός για τη μελέτη των προβλημάτων του ήχου, και καλύπτει τις γενικές διαδικασίες που πρέπει να ακολουθούνται για τη μέτρηση των ήχων και την εκτίμηση των επιπτώσεών του στον άνθρωπο. Ασχολούνται με τη μέτρηση του ήχου των οχημάτων, καθώς και του ήχου σε ανοικτούς χώρους που προέρχεται κυρίως από την κυκλοφορία των οχημάτων Είναι ένας οδηγός για τη μέτρηση των ήχων που προέρχονται από μηχανές και βιομηχανικό εξοπλισμό. Τα πρότυπα αυτά αποτελούν εξειδικεύσεις του ISO 3740, και καθορίζουν λεπτομερώς τις μεθόδους μέτρησης του ήχου ανάλογα με το είδος των βιομηχανικών χώρων στους οποίους πρόκειται να γίνουν οι μετρήσεις.

25 Ισοδύναμη στάθμη συνεχούς ήχου Ο τύπος που υπολογισμού της ισοδύναμης στάθμης συνεχούς ήχου L eq είναι: L eq 1 10log T T 0 όπου: Τ είναι ο συνολικός χρόνος έκθεσης, p a (t) είναι η μετρούμενη στη χρονική στιγμή t ηχητική πίεση (σε N/m2), και p ref η ηχητική πίεση αναφοράς των db που ισούται με 2x10-5 N/m 2. pa( t) pref 2 dt Ένας άλλος τύπος υπολογισμού της ισοδύναμης στάθμης συνεχούς ήχου, με δεδομένα τις επιμέρους στάθμες ήχου στις οποίες εκτίθεται ο άνθρωπος εκφρασμένες σε db, είναι ο εξής: όπου: Τ ο συνολικός χρόνος έκθεσης, t i οι χρόνοι έκθεσης στις επιμέρους στάθμες ήχου, και οι επιμέρους στάθμες ήχου μετρούμενες σε db. L p i L 1 0.1L p i 10log 10 T eq ti

26 Υπολογισμός ΙΣΣΗ κατά ISO Ο Διεθνής Οργανισμός Τυποποίησης (ISO) έχει προτείνει ένα πρακτικό τρόπο υπολογισμού της Ισοδύναμης Στάθμης Συνεχούς Ήχου (L eq ), για εργασίες 40 ωρών εβδομαδιαία, ο οποίος υπολογίζεται ως εξής: i. Καταγράφονται επί μία εβδομάδα οι στάθμες ήχου στις οποίες εκτίθενται οι εργαζόμενοι, ii. Υπολογίζονται οι συνολικοί χρόνοι έκθεσης στις στάθμες ήχου άνω των 80 db, iii. Προσδιορίζονται οι δείκτες μερικής έκθεσης στον ήχο, iv. Αθροίζονται οι δείκτες μερικής έκθεσης και υπολογίζεται ο σύνθετος δείκτης μερικής έκθεσης. v. Η ισοδύναμη στάθμη συνεχούς ήχου ευρίσκεται με τη βοήθεια διαγράμματος.

27 Υπολογισμός ΙΣΣΗ κατά ISO: δείκτες μερικής έκθεσης

28 Υπολογισμός ΙΣΣΗ κατά ISO: Διάγραμμα προσδιορισμού της Ισοδύναμης Στάθμης Συνεχούς Ήχου

29 Ημερήσια έκθεση L ex Tα σχετικά με τα ανώτατα επιτρεπτά όρια έκθεσης στον θόρυβο κανονιστικά κείμενα (π.χ. Π.Δ. 149/2009) χρησιμοποιούν πολλές φορές το μέγεθος L ex,8h, το οποίο αναφέρεται ως ημερήσια έκθεση στον θόρυβο. Tο L ex,8h ισούται με την Ισοδύναμη Στάθμη Συνεχούς Ήχου για 8ωρη εργασία L ex,8h = L eq,8h Προκειμένου να εκτιμήσουμε αν ο θόρυβος στον οποίο εκτίθενται εργαζόμενοι των οποίων η βάρδια εργασίας διαρκεί λιγότερο ή περισσότερο από 8 ώρες, βρίσκεται εντός των ορίων που καθορίζουν τα σχετικά κανονιστικά κείμενα, χρησιμοποιούμε την εξίσωση: L ex,8h = L eq + 10Log(T/8), Όπου: T είναι η διάρκεια της βάρδιας σε ώρες, και L eq η υπολογιζόμενη ισοδύναμη στάθμη συνεχούς ήχου

30 Άμεσος υπολογισμός της ημερήσιας έκθεσης Lex Το πιο κάτω νομόγραμμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον απευθείας υπολογισμό του L ex,8h με βάση το L eq

31 Άσκηση Η διαμόρφωση των μεταλλικών κομματιών που κατασκευάζονται στην εργαλειομηχανή CNC ενός μηχανουργείου, διαρκεί 47 min. Δύο (2) min μετά το τέλος της κατεργασίας, ο χειριστής της εργαλειομηχανής ειδοποιείται με ηχητικό σήμα, προκειμένου να αρχίσει τη διαδικασία απομάκρυνσης του κομματιού από την εργαλειομηχανή, πρόσδεσης νέου κομματιού και επαναπρογραμματισμού της. Η συνολική διάρκεια αυτών των εργασιών είναι 11 min. Ο χειριστής της εργαλειομηχανής εργάζεται 40 ώρες εβδομαδιαίως. Κατά τη διάρκεια της κατεργασίας, η στάθμη θορύβου στη θέση που κάθεται ο χειριστής είναι 95 db(a), με το φάσμα συχνοτήτων του να βρίσκεται στο διάστημα Hz. Το υπόλοιπο διάστημα, η στάθμη θορύβου πέφτει στα 75 db(a). 1. Ποιές συνέπειες αναμένετε να έχει αυτό το ηχητικό περιβάλλον για την ακοή του χειριστού και την αποδοτικότητά του; 2. Εάν το ηχητικό σήμα που εκπέμπει η εργαλειομηχανή έχει συχνότητα 4000 Hz, ποιά θα πρέπει να είναι η ελάχιστη έντασή του ώστε το σήμα να είναι ακουστό από τον χειριστή;

32 Χάρτης θορύβου

33 Διάδοση θορύβου και μέτρα μείωσής του Οι τρόποι διάδοσης του θορύβου Τα κυριότερα μέτρα καταπολέμησής του

34 Μέτρα μείωσης του θορύβου (ΜΜΘ) Ανασχεδιασμός των πηγών εκπομπής των ήχων, για τη μείωση και την αλλαγή του φάσματος συχνοτήτων των εκπεμπόμενων από αυτές ήχων. Χρήση διατάξεων ενεργητικής μείωσης του θορύβου Απομόνωση των ηχογόνων πηγών σε χώρο όπου δεν υπάρχουν εργαζόμενοι. Ανασχεδιασμός του χώρου εργασίας και αναχωροθέτηση των ηχογόνων πηγών, για τη μείωση της ενίσχυσης των ήχων λόγω συμβολής των κυμάτων του αέρα και τη μείωση του αριθμού των εργαζομένων που εκτίθενται στο ακατάλληλο ηχητικό περιβάλλον.

35 Μέτρα μείωσης του θορύβου (συνέχεια) Έδραση των ηχογόνων πηγών σε ηχοαπορροφητικά υλικά (π.χ. καουτσούκ, ελατήρια), για τη μείωση της διάδοσης των ηχητικών κυμάτων στα στερεά στα οποία εδράζεται η ηχογόνος πηγή. Επικάλυψη των ηχογόνων πηγών με ηχοαπορροφητικά υλικά. Επικάλυψη με ηχοαπορροφητικά υλικά των επιφανειών που ενισχύουν τους ήχους λόγω αντανακλάσεως (π.χ. τοίχοι, μεγάλες μεταλλικές επιφάνειες, κλπ.). Μέσα ατομικής προστασίας

36 Κριτήρια για την αξιολόγηση της εργονομικότητας των Μ.Μ.Θ. Ενόχληση που πιθανά προκαλούν στον εργαζόμενο, είτε διότι δυσχεραίνουν την εκτέλεση των δραστηριοτήτων εργασίας, είτε διότι αυξάνουν τον φόρτο από την εργασία. Πιθανή προσβολή της υγείας του εργαζομένου. Παρεμπόδιση της αντίληψης της ομιλίας. Παρεμπόδιση της αντίληψης των επίσημων σημάτων, δηλαδή των ηχητικών σημάτων που έχουν ειδικά σχεδιαστεί για να δίνουν πληροφορίες στους εργαζομένους (π.x. κόρνες, κουδούνια, οδηγίες μέσω μεγαφώνων, κλπ). Παρεμπόδιση της αντίληψης των ανεπίσημων ηχητικών σημάτων, δηλαδή των διαφόρων ήχων που ο έμπειρος εργαζόμενος χρησιμοποιεί προκειμένου να συλλέξει χρήσιμες για την εκτέλεση της εργασίας του πληροφορίες.

37 Αξιολόγηση των επτά συνηθέστερων μέτρων μείωσης του θορύβου ως προς τα κριτήρια εργονομικότητας

38 Ολοκληρωμένη μελέτη βελτίωσης του ηχητικού περιβάλλοντος Παράλληλα με τη μελέτη του θορύβου, υπάρχει ανάγκη να γίνεται και ανάλυση των δραστηριοτήτων εργασίας των εργαζομένων στο χώρο όπου γίνεται η μελέτη, προκειμένου να εντοπισθούν: οι μέθοδοι εργασίας που μετέρχονται οι εργαζόμενοι, τα ανεπίσημα και επίσημα σήματα που χρησιμοποιούν οι εργαζόμενοι για την εκτέλεση της εργασίας (ιδιαίτερα τα ηχητικά και οπτικά σήματα), οι πληροφορίες που μεταδίδουν τα παραπάνω σήματα, οι πιθανές πηγές επικινδυνότητας που δημιουργούν τα διάφορα στοιχεία του τεχνολογικού και μορφολογικού συστήματος εργασίας, καθώς και οι τρόποι με τους οποίους οι εργαζόμενοι εξουδετερώνουν αυτή την επικινδυνότητα.

39 Διαδικασία ολοκληρωμένης μελέτης θορύβου