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02 vibrazioni trasmesse all'uomo

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02 vibrazioni trasmesse all'uomo

  1. 1. Vibrazioni trasmesse all’uomo Vibrazioni Mano-Braccio Mano- Vibrazioni Corpo-Intero Corpo- Roma 30/11/2011 Ing. Cambiaggio Piertoni mail: cambiaggio@aesse-misure.it Cell. 3482336245
  2. 2. IntroduzioneDefinizione: Una vibrazione può definirsi come un movimentooscillatorio di un corpo o di una parte di esso o, piùsemplicemente, di una particella intorno ad una posizione diequilibrio.• Le vibrazioni si presentano ogni volta che una forzaesterna agisce su un sistema meccanico e quindi sonofrequentemente riscontrabili nei macchinari quando questisono in funzione.• Le vibrazioni possono avere caratteristiche completamentediverse in relazione al tipo di sorgente che le ha generate, oper una stessa sorgente avere un andamento mutevole neltempo.
  3. 3. Oscillazioni Forzate di tipo Armonico Sistema massa/molla Equazione del moto: Mx”+cx’+kx = F(t) Soluzione: X(t)= |X|cos(t + )
  4. 4. Tipologie di Vibrazioni
  5. 5. Tipologie di Vibrazioni
  6. 6. Moto Armonico Semplicex(t) = X cos(t + ) a(t) = dv/dt = - 2 Xcos(t + )v(t) = - Xsen(t + )
  7. 7. Misura dell’Intensità di una Vibrazione t2 1  Valore Medio a( t) dt t2 t1 t1Valore Efficace o rms arms a picco a da picco a picco
  8. 8. In relazione ai possibili effetti sulla salute,schematicamente, si considerano come vibrazionitrasmesse al corpo intero:Vibrazioni con frequenza medio-bassa (da 0,5Hz fino a80 Hz)Sorgenti di Vibrazione:Mezzi di trasporto o di movimentazione, quali ruspe,pale meccaniche, trattori, macchine agricole, autobus,carrelli elevatori, camion, imbarcazioni, ecc.,
  9. 9. DECRETO LEGISLATIVO 81/08•Il livello di esposizione si valuta mediante il calcolo del valore dell’esposizione giornaliera normalizzato alle 8 ore A (8). Vibrazioni trasmesse al corpo intero Livello dazione giornaliero di Valore limite giornaliero di esposizione esposizione A(8) = 0,5 m/s2 A(8) = 1,0 m/s2 Per riferire l’esposizione alle 8 ore lavorative si adotta il “Principio dell’Uguale Energia” 2 2 a 1  T1  a 2  T2
  10. 10. Sistema di Riferimento
  11. 11. PONDERAZIONIWk per l’asse Z, Wd per gli assi X e Y, Wc per l’asse Xnelle misure sullo schienale 10 0 0.1 1 10 100 1000 -10 -20 -30 Horizontal -40 Vertical -50 -60 -70 -80
  12. 12. DECRETO LEGISLATIVO 81/08VALUTAZIONE CON MISURAZIONIL’esposizione si valuta in base al valore di A (8) calcolata comeil più alto dei valori quadratici medi delle accelerazioniponderate in frequenza, determinati sui tre assi ortogonali(1,4awx, 1,4awy, awz conformemente alla norma ISO 2631-1(1997).
  13. 13. DECRETO LEGISLATIVO 81/08Errori nella Valutazione Senza MisurazioniGli errori che si commettono nella valutazione senzamisurazione sono legati ai seguenti fattori:•Tipologia di terreno•Velocità del veicolo•Condizioni generali del veicolo (ammortizzatori)•Tipologia Sedile e sue caratteristiche di trasmissibilità dellavibrazione
  14. 14. Adattatore per misure corpo intero- Il più diffuso adattatore percorpo intero l’adattatore persedile che ingloba al suointerno un accelerometrotriassiale.- Con la possibilità di aver un4° canale disponibile è moltointeressante valutare il rapportoche esiste tra l’accelerazionemisurata sul sedile e quella sulpavimento secondo l’asse z.
  15. 15. Valutazione della Trasmissibilità dellaVibrazione Attraverso il Sedile
  16. 16. Procedura di MisuraPer eseguire una misura che sia rappresentativa occorretenere presente dei seguenti fattori:•L’adattatore a cuscino va fissato sul sedile delconducente con la terna di assi di riferimento orientatasecondo la ISO 2631;•L’adattatore non deve subire movimenti relativi rispettoal sedile, se necessario va fissato rigidamente ad esso•Occorre individuare il ciclo di attività del mezzo,suddividere le fasi che lo compongono, stimare i tempi diciascuna fase
  17. 17. Procedura di Misura•Per ciascuna fase occorrerà valutare l’accelerazionetrasmessa; questa procedura servirà a individuare le fasiche determinano un contributo più gravosoall’esposizione. Sulla base di queste informazionipotranno essere adottate misure di riduzionedell’esposizione.•In generale è preferibile acquisire un maggior numero dicampioni di breve durata piuttosto che un minor numerodi campioni di lunga durata, e ciò per minimizzarel’effetto di possibili fattori interferenti sul segnaleacquisito e garantire una migliore precisione dellavalutazione
  18. 18. Vibrazioni Mano-braccio•Il livello di esposizione si valuta mediante il calcolo del valore dell’esposizione giornaliera normalizzato alle 8 ore A (8). Vibrazioni trasmesse al sistema mano-braccio Livello dazione giornaliero Valore limite giornaliero di di esposizione A(8) = 2,5 esposizione m/s2 A(8) = 5 m/s2 Per riferire l’esposizione alle 8 ore lavorative si adotta il “Principio dell’Uguale Energia” 2 2 a 1  T1  a 2  T2
  19. 19. Vibrazioni Mano-braccioValutazione delle Vibrazioni Mano-Braccio SenzaMisurazioni•Non si tiene conto delle caratteristiche soggettive dell’Operatore:in particolare della Forza con la quale conduce l’utensile: la forzadi prensione è un elemento che condiziona l’esposizione•Attrezzi di Costruttori diversi generano vibrazioni di entitàdifferente; le vibrazioni prodotte de uno stesso utensile variano neltempo in base alla sua usura e allo stato di manutenzione•Le vibrazioni generate da un attrezzo sono notevolmenteinfluenzate dal tipo di lavorazione, dal materiale in lavorazione,dal tipo di punta-utensile
  20. 20. Vibrazioni Mano-braccio VALUTAZIONE NEDIANTE MISURA: MANO- BRACCIO Il livello di esposizione di A (8), si calcola dalla somma dei valori quadratici medi delle accelerazioni ponderate in frequenza, determinati sui tre assi ortogonali (ahwx, ahwy, ahwz) conformemente alla norma ISO 5349-1 (2001). t2 1   ahwt   dt 2A(8)  ahw  Te ahw  8 t2  t1 t1
  21. 21. Vibrazioni Mano-braccioVALUTAZIONE NEDIANTE MISURA: MANO-BRACCIOLa vibrazione trasmessa al sistema mano-braccio va misuratanelle tre direzioni di un sistema di riferimento di coordinateortogonali
  22. 22. Vibrazioni Mano-braccioVALUTAZIONE NEDIANTE MISURA: MANO-BRACCIOLa sensibilità del nostro organismo alle vibrazioni varia con lafrequenza, è pertanto necessario ponderare il segnale acquisito.
  23. 23. Montaggio dell’accelerometro- Saldamente fissati sullimpugnatura dellutensile- In stretta prossimità della posizione assuntadalle mani delloperatore, nelle ordinariecondizioni operative- L’accelerometro andrebbe preferibilmenteposizionato nella zona centrale dell’impugnatura,dove può essere rilevata la misura piùrappresentativa della vibrazione- In maniera che la presenza non influenzi lemodalità di prensione e lavorazione normalmenteadottate dalloperatore.
  24. 24. Montaggio
  25. 25. Esempi di montaggio
  26. 26. Effetti delle VibrazioniI potenziali danni a carico del sistema mano-braccio sonorappresentati principalmente da lesioni vascolari, neurologichee muscolo-scheletriche. Linsieme di tali lesioni è definito"Sindrome da vibrazioni mano-braccio". Accelerazione equivalente riferita alle 8 ore che determina il fenomeno di Raynoud nel 10 % dei soggetti esposti in funzione del numero di anni di esposizione.
  27. 27. Catena di misura per misure di vibrazioni sul corpo umano• Trasduttore: accelerometro• Cavo accelerometrico• Calibratore per accelerometri / shaker• Filtro di ponderazione• Analizzatore/vibrometro/registratore• Software di elaborazione
  28. 28. Trasduttore: L’accelerometroDispositivo atto a trasformare le grandezzemeccaniche in grandezze elettriche chepossano essere interpretate da uno strumento di misura.L’accelerometro è il trasduttore che misura le vibrazioni
  29. 29. Accelerometro PiezoelettricoE’ l’accelerometro più utilizzato:- Gamma di frequenza e dinamica molto estese- Eccellente linearità- Ottima stabilità nel tempo delle caratteristiche- Robustezza- Affidabilità- Assenza di parti mobili usurabili- Indipendenza da sorgenti di alimentazione- Delimitato inferiormente solo dal rumore deicavi e dei preamplificatori
  30. 30. Accelerometro Triassiale - Misura nelle direzioni X, Y, Z contemporaneamente
  31. 31. Sensibilità- Rapporto tra sollecitazione in ingresso e segnale in uscita- La sensibilità maggiore è perpendicolarmente alla base di appoggio- Influisce sul livello misurabile- Sensibilità alta: livelli bassi- Sensibilità bassa: livelli alti
  32. 32. Influenza della massa- Non dovrebbe mai superare il 5% della massa dell’oggetto- Aumenta la massa del sistema vibrante influenzandone le proprietàmeccaniche.
  33. 33. Caratteristiche generali adattatori per misure sul corpo umano- Risposta in frequenza dell’adattatore: lineare da 5Hz fin sopra i 1500 Hz.- Carico minimo per la mano.- Deve essere situato nel punto più vicino possibilea quello dove l’energia delle vibrazioni è trasmessaalla mano.- Non deve mai sottostimare l’energia trasmessaalla mano.- Non deve consentire un uso difforme dal normaledell’utensile
  34. 34. Calibratore per accelerometri- L’accelerometro deve essere verificatoattraverso un segnale di riferimento- L’uso del calibratore si auspica prima dieffettuare una serie di misure- E’ indispensabile assolvere a questaoperazione qualora si faccia uso di unregistratore magnetico.- Segnale 1m/s2 -10m/s2- Frequenza 159.2 Hz o multifrequenza
  35. 35. Il vibrometro palmare a comunicazione wireless (bluetooth) (bluetooth)- Accelerometro triassiale di piccole dimensioniper misure su sistema mano-braccio- Adattatori per mano-braccio- Accelerometro triassiale inglobatonell’adattatore per sedile- Cavo accelerometrico- Strumento di misura con acquisizionedei valori RMS e di Picco sui tre assi inaccelerazione per ogni canale- Accelerazione equivalente e max- Pesature secondo le ISO citate
  36. 36. Il vibrometro palmare a comunicazione wireless (bluetooth) (bluetooth)- Misure di controllo- Maneggevole e compatto- Registrazione della storia temporale- Registrazione del livello integrato nel tempo di misura- Visualizzazione dei dati in tempo reale su PCo pocket PC o tablet- Velocità nell’esecuzione delle misure- Dati facilmente accessibili senza ulteriorianalisi in post-processo- Potenziale analisi completa dei dati acquisiticon software relativo- Quarto canale opzionale
  37. 37. Il vibrometro palmare a comunicazione wireless (bluetooth) (bluetooth)Sensore di avvio sull’adattatore a cuscinoPer semplificare il processo di misura e segnalareun eventuale distacco dell’operatore durante lamisura è stato inserito un interruttore di avvioall’interno dell’adattatore a cuscinoTrasduttori TEDS (Transducer ElectronicData Sheet)I nuovi trasduttori TEDS di VIB008 contengonoin formato elettronico al loro interno, tutte leinformazioni riguardanti la tipologia e lasensibilità e le comunicano automaticamenteallo strumento nel momento dellaconnessione, senza bisogno di entrare neimenù di configurazione.
  38. 38. Il vibrometro palmare a comunicazione wireless (bluetooth) (bluetooth)Calibrazione con metodogravitazionale (UNI EN ISO 8041)La strumentazione deve essere calibrataprima e dopo ogni serie di misure conun calibratore dedicato..Grazie alla nuova tecnologia con Vib008questo è semplice e veloce utilizzando ilmetodo gravitazionale.

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