La vibrazione è un movimento oscillatorio. Questo capitolo riassume le risposte umane alle vibrazioni del corpo intero, alle vibrazioni trasmesse dalle mani e alle cause della cinetosi.

Vibrazioni su tutto il corpo si verifica quando il corpo è appoggiato su una superficie che vibra (p. es., quando si è seduti su un sedile che vibra, in piedi su un pavimento vibrante o sdraiati su una superficie vibrante). Le vibrazioni trasmesse al corpo intero si verificano in tutte le forme di trasporto e quando si lavora vicino ad alcuni macchinari industriali.

Vibrazione trasmessa a mano è la vibrazione che entra nel corpo attraverso le mani. È causato da vari processi nell'industria, nell'agricoltura, nell'estrazione mineraria e nell'edilizia in cui strumenti o pezzi vibranti vengono afferrati o spinti dalle mani o dalle dita. L'esposizione alle vibrazioni trasmesse dalla mano può portare allo sviluppo di diversi disturbi.

Chinetosi può essere causato dall'oscillazione a bassa frequenza del corpo, da alcuni tipi di rotazione del corpo e dal movimento dei display rispetto al corpo.

Grandezza

Gli spostamenti oscillatori di un oggetto implicano alternativamente una velocità in una direzione e poi una velocità nella direzione opposta. Questo cambiamento di velocità significa che l'oggetto accelera costantemente, prima in una direzione e poi nella direzione opposta. L'entità di una vibrazione può essere quantificata dal suo spostamento, dalla sua velocità o dalla sua accelerazione. Per comodità pratica, l'accelerazione viene solitamente misurata con accelerometri. Le unità di accelerazione sono metri al secondo al secondo (m/s²). L'accelerazione dovuta alla gravità terrestre è di circa 9.81 m/s².

L'ampiezza di un'oscillazione può essere espressa come la distanza tra le estremità raggiunte dal movimento (il valore da picco a picco) o la distanza da un punto centrale alla massima deviazione (il valore di picco). Spesso, l'entità della vibrazione è espressa in termini di una misura media dell'accelerazione del moto oscillatorio, di solito il valore quadratico medio (m/s² rms). Per un movimento a singola frequenza (sinusoidale), il valore rms è il valore di picco diviso per √2.

Per un moto sinusoidale l'accelerazione, a (in m/sec²), può essere calcolato dalla frequenza, f (in cicli al secondo), e lo spostamento, d (in metri):

un=(2πf)²d

Questa espressione può essere utilizzata per convertire le misurazioni dell'accelerazione in spostamenti, ma è accurata solo quando il movimento si verifica a una singola frequenza.

A volte vengono utilizzate scale logaritmiche per quantificare le grandezze delle vibrazioni in decibel. Quando si utilizza il livello di riferimento nella norma internazionale 1683, il livello di accelerazione, L_a, è espresso da L_a = 20 registri₁₀(a/a₀), dove a è l'accelerazione misurata (in m/s² rms) e a₀ è il livello di riferimento di 10^-6 Signorina². In alcuni paesi vengono utilizzati altri livelli di riferimento.

Frequenza

La frequenza della vibrazione, espressa in cicli al secondo (hertz, Hz), influisce sulla misura in cui la vibrazione viene trasmessa al corpo (ad esempio, alla superficie di un sedile o al manico di uno strumento vibrante), la misura in cui che viene trasmesso attraverso il corpo (ad esempio, dal sedile alla testa), e l'effetto delle vibrazioni nel corpo. La relazione tra spostamento e accelerazione di un moto dipende anche dalla frequenza di oscillazione: uno spostamento di un millimetro corrisponde ad un'accelerazione molto bassa alle basse frequenze ma molto elevata alle alte frequenze; lo spostamento della vibrazione visibile all'occhio umano non fornisce una buona indicazione dell'accelerazione della vibrazione.

Gli effetti della vibrazione del corpo intero sono generalmente maggiori all'estremità inferiore dell'intervallo, da 0.5 a 100 Hz. Per le vibrazioni trasmesse manualmente, frequenze fino a 1,000 Hz o più possono avere effetti dannosi. Le frequenze inferiori a circa 0.5 Hz possono causare chinetosi.

Il contenuto in frequenza della vibrazione può essere mostrato in spettri. Per molti tipi di vibrazioni trasmesse dal corpo intero e dalle mani gli spettri sono complessi, con alcuni movimenti che si verificano a tutte le frequenze. Tuttavia, ci sono spesso dei picchi, che mostrano le frequenze alle quali si verifica la maggior parte delle vibrazioni.

Poiché le risposte umane alla vibrazione variano a seconda della frequenza di vibrazione, è necessario pesare la vibrazione misurata in base alla quantità di vibrazione che si verifica a ciascuna frequenza. Le ponderazioni di frequenza riflettono la misura in cui la vibrazione provoca l'effetto indesiderato a ciascuna frequenza. Le ponderazioni sono necessarie per ciascun asse di vibrazione. Sono necessarie diverse ponderazioni di frequenza per le vibrazioni del corpo intero, le vibrazioni trasmesse dalle mani e la cinetosi.

Tipo di viaggio

La vibrazione può avvenire in tre direzioni di traslazione e tre direzioni di rotazione. Per le persone sedute, gli assi di traslazione sono designati x-asse (avanti e indietro), y-asse (laterale) e
z-asse (verticale). Rotazioni sul x-, y- E z-gli assi sono designati r_x (rotolare), r_y (altezza) e r_z (imbardata), rispettivamente. La vibrazione viene solitamente misurata alle interfacce tra il corpo e la vibrazione. I principali sistemi di coordinate per la misurazione delle vibrazioni rispetto alle vibrazioni trasmesse al corpo intero e alle mani sono illustrati nei prossimi due articoli del capitolo.

Durata

Le risposte umane alle vibrazioni dipendono dalla durata totale dell'esposizione alle vibrazioni. Se le caratteristiche della vibrazione non cambiano nel tempo, la vibrazione quadratica media fornisce una misura conveniente dell'ampiezza media della vibrazione. Un cronometro può quindi essere sufficiente per valutare la durata dell'esposizione. La gravità della magnitudo media e della durata complessiva può essere valutata facendo riferimento alle norme degli articoli seguenti.

Se le caratteristiche di vibrazione variano, la vibrazione media misurata dipenderà dal periodo durante il quale viene misurata. Inoltre, si ritiene che l'accelerazione quadratica media sottostimi la gravità dei movimenti che contengono shock o che sono altrimenti altamente intermittenti.

Molte esposizioni professionali sono intermittenti, variano di entità da momento a momento o contengono shock occasionali. La severità di tali movimenti complessi può essere accumulata in un modo che dia un peso appropriato, per esempio, a brevi periodi di vibrazioni di elevata intensità e lunghi periodi di vibrazioni di bassa intensità. Vengono utilizzati diversi metodi di calcolo delle dosi (vedere "Vibrazione del corpo intero"; "Vibrazione trasmessa dalla mano"; e "Chinetosi" in questo capitolo).

Di ritorno