Vibrazioni trasmesse al sistema
mano-braccio: evoluzione dei
dispositivi di protezione, azioni
preventive e casi-studio
Ing. Maurizio Muratore
INAIL Friuli V. Giulia - CONTARP
(Consulenza Tecnica Accertamento Rischi e Prevenzione)
INTRODUZIONE
• Impianti,
possono
all’uomo
macchinari
trasmettere
e
utensili
vibrazioni
• Le vibrazioni trasmesse comprendono
componenti di frequenza diversa
VIBRAZIONI A BASSA FREQUENZA
In relazione alla frequenza delle vibrazioni la
risposta del nostro organismo è diversa.
Sollecitato da vibrazioni a bassa frequenza, il
corpo umano risponde in maniera uniforme, cioè
come una massa unica e omogenea, grazie alla
capacità della muscolatura di irrigidirsi e
contrastare le sollecitazioni.
VIBRAZIONI AD ALTA FREQUENZA
Per frequenze più elevate, il corpo umano
reagisce con un comportamento disuniforme
delle sue componenti :
la muscolatura volontaria non è in grado di
contrastare pienamente i movimenti oscillatori
delle sue parti
•
il moto vibratorio si smorza all’interno del corpo
ed interessa solo un’area relativamente limitata
intorno al punto d’applicazione
•
VIBRAZIONI AD ALTA FREQUENZA
Alle alte frequenze (circa maggiori di 80
Hz) in adiacenza del punto di contatto con
il corpo vibrante ogni suo componente
reagisce alla sollecitazione in modo diverso
a seconda delle caratteristiche di massa,
inerzia, caratteristiche di risonanza, ecc.
FREQUENZA DI RISONANZA
Se l’azione esterna forzante ha una
frequenza
coincidente
con
la
frequenza naturale [fn] del sistema
sollecitato, si ha la condizione di
risonanza, cui può corrispondere
un’esaltazione dell’ampiezza del moto
vibratorio (esempio: l’altalena)
RUOLO DELLA CONTARP
La CONTARP Friuli Venezia Giulia ha
valutato oltre 200 casi di Malattie
aventi
per
origine
Professionali
l’esposizione a vibrazioni.
Tra questi casi di Malattie Professionali, il
complesso
di
quelle
derivanti
da
vibrazioni al sistema mano-braccio
costituisce il 40%.
STRUMENTI VIBRANTI
ADEGUATAMENTE STIMATI
Gli
strumenti
vibranti
che
notoriamente
trasmettono vibrazioni al sistema mano-braccio in
modo rilevante presi di solito adeguatamente in
considerazione sono:
•
•
•
•
martelli pneumatici
demolitori
motoseghe
levigatrici roto-orbitali
STRUMENTI VIBRANTI NON
ADEGUATAMENTE STIMATI
Gli strumenti vibranti che trasmettono vibrazioni
al sistema mano-braccio in modo rilevante ma
che sovente non vengono adeguatamente
stimati sono:
•
Avvitatori
•
Decespugliatori
In particolare vengono riportati tempi
molto ridotti e poco verosimili di utilizzo
CONDUZIONE MACCHINE E VEICOLI
Vibrazioni al sistema mano-braccio possono
derivare da attività poco note, nelle quali le
vibrazioni sono trasmesse attraverso le stegole,
il volante o il manubrio, come nel caso di:
•
motocoltivatori
•
motociclette , ciclomotori
•
autobus , camion
•
pale meccaniche, escavatori, trattrici agricole
STIMA DEL RISCHIO
Vibrazioni mano-braccio: il livello di esposizione
si valuta mediante il calcolo del valore
dell’esposizione giornaliera normalizzato alle 8
ore A (8) ( D. lgs. 81/2008 )
Livello d'azione
giornaliero
di esposizione
A(8) = 2,5 m / s2
Valore limite
giornaliero di
esposizione
A(8) = 5 m / s2
STIMA DEL RISCHIO
Vibrazioni mano-braccio: calcolo della dose
personale
Per riferire l’esposizione alle 8 ore
lavorative si adotta il
“Principio dell’Uguale Energia”
(a 1) 2·T 1= (a 2)
2
·T2
Secondo la norma ISO 5349:2004 e ISO 8041:2005
DISPOSITIVI DI PROTEZIONE
La norma di riferimento per i Dispositivi di
Protezione Individuale in ambito vibrazioni al
sistema mano-braccio è la UNI EN ISO 10819
(1998) dal titolo:
Vibrazioni e urti meccanici - Vibrazioni al
sistema mano-braccio - Metodo per la
misurazione e la valutazione della trasmissibilità delle vibrazioni dai guanti al palmo
della mano.
GUANTI ANTIVIBRAZIONI
La certificazione di un guanto come DPI antivibrazionale
secondo la Norma UNI EN ISO 10819 (1998) non
prevede che vengano fornite le curve di
attenuazione delle vibrazioni nell’intervallo di interesse
igienistico
(6,3 – 1250 Hz)
Può quindi accadere che un guanto in grado di
fornire sufficiente attenuazione per un dato
utensile vibrante non superi il test e, viceversa,
che un guanto non idoneo a quell’utensile sia
certificato come antivibrante
SPETTRI E TRASMISSIBILITA’
La norma sui dispositivi di protezione dalle
vibrazioni distingue due spettri di frequenze di
vibrazione:
spettro M (medie frequenze, fra i 16 e 400 Hz)
spettro H (alte frequenze, tra i 100 e 1600 Hz)
Per entrambi gli spettri, M e H, viene calcolata la
trasmissibilità o fattore di trasmissione del
guanto
DISPOSITIVI DI PROTEZIONE
Un guanto può essere considerato “antivibrazione”
quando:
• TRM < 1.0 e TRH < 0.6
• tutte le dita del guanto hanno le stesse proprietà
(materiali e spessore) della parte del guanto che
ricopre il palmo della mano.
TRM = trasm. media corretta per le medie freq. (spettro M)
TRH = trasm. media corretta per le alte freq. (spettro H)
GRAFICO TRASMISSIBILITA’ - FREQUENZA
Tutti i materiali indicati nel grafico iniziano ad attenuare a
frequenze maggiori di circa 32 Hz.
IMPEDENZA DELLE STRUTTURE ANATOMICHE
L’ampiezza predominante della trasmissibilità si
rileva in 11-16 Hz, 25 -27,3 Hz e tra 29,7 - 57, 8 Hz
Analisi
suggeriscono
che
i
minimi
valori
dell’impedenza possono derivare dalle frequenze
naturali delle ossa / struttura del sistema manobraccio, prossime a 4 Hz e poi situate tra 89,4 Hz
e 103 Hz.
I picchi dell’impedenza corrispondono invece alle
frequenze naturali dei muscoli del sistema manobraccio, che appaiono situati tra 30,5 Hz e 58 Hz.
EFFICACIA DEI GUANTI
I D.P.I. iniziano Tipologia di utensile
ad attenuare a Utensili di tipo percussorio
freq. maggiori di Scalpellatori- scrostatori – Martelli
rivettatori
circa 32 Hz
TAB.1 Livelli di
protezione minimi
ottenibili dai
guanti antivibrazione stimati,
in accordo con la
norma EN ISO
10819 (1998)
FONTE: I. Pinto
(dal sito ISPESL)
Attenuaz.(%)
< 10%
< 10%
Martelli Perforatori
< 10%
Martelli Demolitori e Picconatori
< 10%
Trapani a percussione
< 10%
Avvitatori ad impulso
< 10%
Martelli Sabbiatori
< 10%
Cesoie e Roditrici per metalli
< 10%
Martelli piccoli scrostatori
< 10%
Utensili di tipo rotativo
Levigatrici orbitali e roto-orbitali
40% - 60%
Seghe circolari e seghetti alternativi
10% - 20%
Smerigliatrici angolari e assiali
40% - 60%
Motoseghe
10% - 20%
Decespugliatori
10% - 20%
PREVENZIONE DEL RISCHIO
Poiché i DPI anti-vibrazione non sono
completamente efficienti ed in grado di
proteggere adeguatamente i lavoratori,
per riportare i livelli di esposizione al di
sotto dei valori limite fissati dalla Legge e
dalle Direttive CE, in molti casi la
riduzione del rischio alla fonte è
l’unica misura da adottare.
OBBLIGHI DEL DATORE DI LAVORO
Il datore di lavoro deve elaborare ed applicare un
piano di lavoro volto a ridurre al minimo l’esposizione,
considerando in particolare:
a) altri metodi di lavoro che richiedano una
minore esposizione a vibrazioni
b) scelta di attrezzature adeguate concepite
nel rispetto dei principi ergonomici che
producano il minor livello possibile di vibrazioni
OBBLIGHI DEL DATORE DI LAVORO
c) fornitura di attrezzature accessorie per
ridurre i rischi di lesioni quali ad esempio i guanti
anti-vibrazione
d) adeguati programmi di manutenzione delle
attrezzature di lavoro e del luogo di lavoro
e) progettazione e assetto dei luoghi e dei posti di
lavoro
OBBLIGHI DEL DATORE DI LAVORO
f) Adeguato addestramento specifico dei lavoratori per
l’utilizzo corretto e sicuro delle attrezzature di lavoro, e in
particolare:
corrette modalità di prensione e di impugnatura degli
utensili
adozione di procedure di lavoro idonee al riscaldamento
delle mani prima e durante il turno di lavoro
esercizi e massaggi alle mani da effettuare durante le
pause di lavoro
limitazione della durata e intensità dell’esposizione
orari di lavoro adeguati con appropriati periodi di riposo
fornitura di indumenti di protezione dal freddo e
dall’umidità.
VALUTAZIONE DEL RISCHIO
Per ridurre al minimo l’esposizione a vibrazioni,
come richiesto anche dal D.lgs. 81/08 titolo VIII,
occorre prendere in considerazione:
•
l’assenza di condizioni di vibrazioni intermittenti
o di urti ripetuti
•
la valutazione dell’eventuale presenza di
lavoratori particolarmente sensibili al rischio (MC)
•
le
eventuali
interazioni
tra
vibrazioni
meccaniche e ambiente di lavoro ovvero altre
attrezzature
VALUTAZIONE DEL RISCHIO
• le
informazioni
fornite
dell’attrezzatura di lavoro
dal
costruttore
• l’esistenza di attrezzature alternative progettate
per ridurre i livelli di esposizione alle vibrazioni
meccaniche
• eventuali
necessità di prolungamento del periodo
di esposizione al di là delle ore stabilite dalla
valutazione individuale del rischio (rischi connessi
alla “commessa”, etc.)
VALUTAZIONE DEL RISCHIO
• condizioni di lavoro particolari
•
(basse /
alte temperature ambientali, etc.)
i rischi incrociati (presenza di altri fattori di
rischio, es: MR)
Allo studio -> uso di Dosimetri Personali
AVVITATORI PNEUMATICI
Le vibrazioni generate da un avvitatore
pneumatico dipendono dalla potenza del
motore interno e dalla tecnologia
costruttiva della frizione che interviene al
raggiungimento della coppia di serraggio
AVVITATORI PNEUMATICI
Caratteristiche tipiche dell’attrezzo sono:
• LA CONFORMAZIONE: diritta, diritta con testa angolata
o a pistola;
•
IL NUMERO DI GIRI: che determinano l’inerzia in gioco;
LA POTENZA DEL MOTORE: e le conseguenti dimensioni
dell’avvitatore;
•
LA METODOLOGIA DI AVVIAMENTO: a leva, a grilletto, a
spinta dell’utensile;
•
LA FRIZIONE DI ARRESTO: al raggiungimento della
coppia reimpostata
•
AVVITATORI PNEUMATICI
• Avvitatori a frizione a stacco d’aria
Gli avvitatori più avanzati sono dotati di una frizione
che arresta automaticamente e istantaneamente l’aria
di alimentazione al raggiungimento della coppia
preimpostata.
• Avvitatori a frizione meccanica a saltarelli
Gli avvitatori di tipo tradizionale impiegano invece una
frizione meccanica a saltarelli, in cui due elementi
dentati in acciaio contrapposti fra loro slittano l’uno
sull’altro, provocando l’insorgere di elevati livelli di
vibrazione
RIDUZIONE DELLE VIBRAZIONI
a) avvitatore a saltarelli
Grafici di fonte: Industrie Zanussi
b) a stacco d’aria.
1° CAS0 : LEVIGATRICI ORBITALI E
SATINATRICI ROTO-ORBITALI
Da misure svolte gli strumenti adoperati sono risultati avere
valori di A(8) compresi tra : 3,8 – 5,5 m / s2
Per superare la soglia di rischio inferiore (2,5 m/s2) sono
sufficienti :
3,5 ore / giorno di espos. al valore a,eq medio = 3,8 m/ s2
1,7 ore / giorno al valore a,eq max = 5,5 m/ s2
L’uso di guanti antivibrazioni associato alla
riduzione dei tempi di esposizione hanno permesso
un abbattimento dell’insorgenza delle MP
2°° CASO : DISCHI ABRASIVI
Un esempio di adeguato programma di
manutenzione delle attrezzature di lavoro: la
valutazione della presenza di dischi abrasivi
sbilanciati nelle smerigliatrici angolari (Norma
ISO 6103:2005)
Da studi risulta un picco di vibrazioni nella banda
di frequenza di 100 Hz, correlabile allo
sbilanciamento, che, una volta eliminato, ha
consentito
una diminuzione di aw,z
da 9,9 m / s2 a 3,3 m / s2
3°° CASO : CONDUCENTI DI VEICOLI
Vibrazioni al
sistema
mano-braccio
Con il valore
3,4 m/s2
per avere
A(8) > 2,5 m/s2
risultano
sufficienti circa
5 ore di guida
(in via
continuata)
MARCA /
MODELLO
TIPO UTENZA
Aw
m/s2
Ciclomotore Porta - lettere,
(Piaggio 125
Liberty)
Moto
(BMW R850)
Furgone
Fattorini
3,4
Forze di Polizia
Urbana
2,4
Commerciale
1,8
GRAZIE PER
L’ASCOLTO