بخشی از مقاله
چکیده
با گسترش روز افزون استفاده از ماشینآلات بزرگ در معدنکاری روباز، هزینههای عملیاتی به شدت افزایش یافته و به دنبال آن توقفات ناخواسته نیز منجر به کاهش تولید و بهرهوری ماشین میگردد. بنابراین، عملکرد صحیح ماشینآلات و تجهیزات ضرورت مییابد. ماشینآلات موجود در معدن همواره در معرض ارتعاشات ناشی از محیط خشن معدنکاری قرار دارند. در صورتی که این ارتعاشات فراتر از حد مجاز باشند، سلامت رانندگان را تهدید میکند.
از این رو، بررسی ارتعاشات وارد بر ماشینآلات در مراحل مختلف کاری به عنوان یکی از ابزارهای توانمند در کاهش ریسک سلامت رانندگان ضرورت دارد. در این مقاله، ضمن معرفی روشهای بینالمللی در تحلیل ریسک سلامت رانندگان ماشینآلات معادن روباز و بررسی عوامل مؤثر بر ارتعاشات وارد بر آنها، به ارائه راهکارهایی به منظور کاهش شدت مخاطرات پرداخته شده است. با توجه به نتایج، کامیونها نسبت به سایر ماشینآلات، بیشتر تحت تاثیر ارتعاشات مضر بوده و سرعت و ناهمواری مسیرهای باربری از مهم-ترین عوامل تشدید ارتعاشات مضر بر کاربران این قبیل ماشینآلات است.
.1 مقدمه
براساس گزارش سازمان ملی بهداشت و ایمنی شغلی آمریکا1، آسیبهای ستون فقرات با هزینهای در حدود 20 تا 50 میلیارد دلار، 20 درصد از کل بیماریهای محیط کار را تشکیل میدهند - عقیلینژاد و همکاران، . - 1392 بنابر گزارش سازمان جهانی بهداشت در سال 2002، کمردردها %37 از بیماریهای شغلی را تشکیل داده و جایگاه اول را در بین مخاطرات ناشی از کار را به خود اختصاص داده است. براساس گزارش سازمان جهانی کار در سال 2009، 1/2 میلیون کارگر، به علت ناتوانی کار خود را ترک کردهاند که %28 از آنها مربوط به اختلالات اسکلتی- عظلانی مرتبط با کار بوده است - عقیلینژاد و همکاران، . - 1392 اختلالات اسکلتی- عضلانی یکی از بزرگترین و شایعترین عوارض و مشکلات بهداشتی و ناتوانیهای شغلی ناشی از کار در محیط های صنعتی محسوب میگردد.
بالا بودن آمار این گونه عوارض در سطح بین الملل، سازمان جهانی بهداشت را برآن داشت تا دهه اول هزاره سوم را به نام دهه مبارز با عوارض اسکلتی- عضلانی به عنوان اپیدمی خاموش نامگذاری نماید - مرزبان و همکاران، . - 1384 در کشورهایی مانند آمریکا، کانادا، فنلاند و انگلیس، اختلالات اسکلتی عضلانی یکی از دلایل اصلی غیبتهای کاری یا ناتوانیهای ناشی از کار در گروههای شغلی گزارش شده است Choobineh - و همکاران، . - 2007 ارگونومی1، دانشی است که میکوشد فرآیندها و ابزارهای محیط تولید را با نیازها و ویژگیهای روحی و جسمی انسانها سازگار و هماهنگ گرداند. افزایش بهرهوری، ایمنی و رضایت شغلی از اثرات علم ارگونومی است.
هدف از علم ارگونومی شناسایی جنبههای خطرناک شغل و طراحی مجدد و ایمن شغل برای انسان است Owen - ، . - 2000 از آسیبهای ارگونومیکی شایع در محیطهای کاری میتوان به آسیب اندام فوقانی، بافتهای نرم، تنه و کمر اشاره نمود Raniere - ، . - 1989 به طور کلی تمام ماشینآلات متحرکی که در صنایع سنگین همچون معدن به کار می روند، انسان را در معرض ارتعاش قرار میدهند. ارتعاشات ایجاد شده موجب تقلیل عملکرد مؤثر شده و بر سلامتی و ایمنی افراد اثر منفی میگذارد.
قرار گرفتن بدن به مدت طولانی در معرض ارتعاشاتی با شدت بالاتر از حد مجاز، سبب بروز اختلالات فیزیولوژیکی میشود - منظم و همکاران، . - 1392 انتقال ارتعاشات ناشی از محیط کار به دست، بازو یا تمام بدن انسان، یکی از عوامل زیانآور فیزیکی ارتعاشات است. به دلیل حساسیت پاسخهای انسان، سازه و محیط زیست با توجه به تشدیدها و یا فرکانسهای بحرانی محیطهای دریافت، بررسی چنین ارتعاشاتی اهمیت ویژهای دارد. مطرح بودن عامل ارتعاش به عنوان یکی از عوامل زیانآور محیط کار، بررسی میزان این عوامل و ارزیابی تغییر پدیده و اثرات احتمالی آن را ضروری میسازد.
در این تحقیق، ضمن معرفی مهمترین منابع ارتعاشات مضر وارد بر رانندگان تجهیزات معدنکاری روباز، به عنوان یکی از مشاغل مخاطرهانگیز و پرخطر از دیدگاه سلامت شغلی، به ارائه راهکارهایی جهت کاهش تاثیر این ارتعاشات پرداخته شده است.
.2 ارتعاشات و روشهای ارزیابی ارتعاش نوعی از حرکت سامانههای دینامیکی است که به صورت نوسانی صورت گرفته و در یک بازه زمانی مشخص تکرار میشود Scheffer - و Girdhar، . - 2004 حرکت جسم از محل موقعیت طبیعی خود به بالاترین حد ممکن، بازگشت به موقیت اول، رسیدن به حد پایین و مجددأ بازگشت به محل اولیه خود یک دوره حرکت نامیده میشود Mobley - ، . - 2000 حسگرهای شتابسنج متداولترین حسگرها در تحلیل ارتعاشات ماشینآلات هستند. زمانی که شتابسنج بر روی قطعهای در حال نوسان ثابت میشود، ارتعاشات مکانیکی از بدنه گذشته و به ماده پیزوالکتریک منتقل میشود. این ماده در عکسالعمل به نیروی مکانیکی که به آن اعمال میشود، یک شارژ الکتریکی معادل با آن ایجاد میکند.
با تبدیل ارتعاشات به سیگنال الکتریکی، امکان ذخیرهسازی، انجام پردازشهای بعدی فراهم می شود Scheffer - و Girdhar، 2004؛ Mobley، . - 2000 محدوده فرکانسی حائز اهمیت در ارتعاشات تمام بدن از 0/5 تا 80 هرتز است. اما از آنجایی که ریسک صدمات در تمام فرکانسها برابر نیستند، یک باند توزیع فرکانسی جهت بیان احتمال صدمات در فرکانسهای مختلف ارائه شده است. در نتیجه با افزایش فرکانس، شتاب وزنیافته افزایش مییابد European Committee for Standardization - ، . - 2003 با توجه به استاندارد بینالمللی ISO، شتاب جسم بر حسب جذر میانگین مربعات - awrms - توسط رابطه - 1 - محاسبه میشود.
علاوه بر این، میزان چگالی ارتعاش - VDV - با استفاده از رابطه - 2 - قابل محاسبه است. که این روابط، :aw - t - شتاب وزنیافته فرکانسی در زمان t و :T مدت زمان اندازهگیری است. در حال حاضر جهت ارزیابی مواجهه با ارتعاش تمام بدن با توجه به پاسخ انسان، روشهای ارزیابی مختلفی ارایه شده است. روش استاندارد بینالمللی ISO-2631 یکی از مهمترین روشهای مورد پذیرش است . در این روش بالاترین مقادیر شتاب وزنیافته فرکانسی و چگالی ارتعاش با محدوده مجاز مربوط به 8 ساعت مواجهه روزانه - A - 8h - - مقایسه شده و سطح ریسک سلامت به صورت ریسک پایین، متوسط و ریسک بالا تخمین زده میشود - جدول . - 1 با توجه به این استاندارد در صورتی که مقدار فاکتور قله1 بزرگتر از 9 باشد، میزان چگالی ارتعاش ارزیابی مطمئنتری از مواجهه را ارائه میدهد ISO - ، . - 1997
.3 تحلیل ارتعاشات وارد بر رانندگان ماشینآلات معدنکاری روباز تاکنون تحقیقات گستردهای در بررسی ارتعاشات مضر وارد بر رانندگان وسایل نقلیه نظیر لوکوموتیوهای باربری، اتوبوسهای شهری، ماشینآلات سنگین ساختمانی، قطارهای شهری و تراکتورهای کشاورزی و غیره انجام شده است Paddan - و Griffin، 2002؛ Cann و همکاران، 2004؛ Rehn و همکاران، 2005؛ Johanning و همکاران، 2006؛ Cooperrider و Gordon، 2006؛ Aye، 2009؛ Coggins و همکاران، 2010؛ Park و همکاران، 2013؛ Zhao و Schindler، . - 2014 در صنایع معدنی نیز تمامی ماشینآلات نظیر لودر، بولدوزر، کامیون و شاول و نیز تجهیزات مکانیکی، الکتریکی و یا بادی که در معادن روباز استفاده میشوند در مراحل مختلف کاری خود نیروی ارتعاشی زیادی را تولید میکنند. علاوه بر این، محیط خشن معدنکاری ارتعاشات زیادی را به تجهیزات، افراد و ماشینآلات وارد میسازد. وجود چنین نیروهایی هم از جهت آسیبرسانی به بخشهای مختلف ماشین و هم از جهت اثرات سوء آن بر سلامتی رانندگان اهمیت دارد.
