1

VIBRAZIONI – Valutazione e misurazione

ing. Patrizio Lubrini

EST s.r.l.SCIENZE E TECNOLOGIE PER L’AMBIENTE

via G. Marconi 14, 24050 Grassobbio (BG)

Tel. 035-335638 – Fax 035-335630

E-mail: est@estambiente.it – Web: www.estambiente.it

2

VIBRAZIONI Valutazione e misurazione

Indice degli argomenti:

Parametri descrittori del rischioCriteri di valutazione del rischioListe di controlloBanche datiMisurazione delle vibrazioni

3

Valutazione dell’esposizione: riferimenti

Mano-braccio (HAV)UNI EN ISO 5349:2004 - Vibrazioni meccaniche. Misurazione e valutazione dell’esposizione dell’uomo alle vibrazioni trasmesse alla mano.• Parte 1: Requisiti generali• Parte 2: Guida pratica per la misurazione al posto di lavoro

Corpo intero (WBV)ISO 2631-1:1997 - Mechanical vibration and shock Evaluationof human exposure to whole-body vibration. • Part 1: General requirements

4

HAV – Parametro descrittore del rischioDLgs 187/05, all. I A

La valutazione del livello di esposizione alle vibrazioni trasmesse al sistema mano-braccio si basa principalmente sul calcolo delvalore dell'esposizione giornaliera normalizzato a un periodo di riferimento di 8 ore, A (8)calcolato come radice quadrata della somma dei quadrati (valore totale) dei valori quadratici medi delle accelerazioni ponderate in frequenza, determinati sui tre assi ortogonali (ahwx, ahwy, ahwz) conformemente ai capitoli 4 e 5 e all'allegato A della norma ISO 5349-1 (2001).

5

HAV – Parametro descrittore del rischio

A (8) è un valore:• mediato nel tempo• somma delle componenti sui 3 assi x, y, z• ponderato in frequenza

6

HAV – A(8) mediato nel tempo

aw rappresenta il valore quadratico medio (r.m.s.) dell’accelerazione ponderata in frequenza, espresso in m/s2

7

HAV – A(8) mediato nel tempo

8

HAV – A(8) mediato nel tempo• Se l’esposizione cambia da una giornata all’altra

• Se l’intensità delle vibrazioni è la stessa, ma cambia di giorno in giorno il tempo di esposizione

9

HAV – A(8) sui 3 assi x, y, z

10

HAV – A(8) in frequenza• Intervallo di frequenza nominale da 5.6 a 1400 Hz, cioè bande di

ottava da 8 a 1000 Hz.• Applicare il filtro di ponderazione Wh, uguale su tutti e tre gli

assi.

11

HAV – Esempio di calcolo n. 1

12

HAV – Esempio di calcolo n. 2

13

HAV – Esempio di calcolo n. 2

14

HAV – Esempio di calcolo n. 2

15

Fattori considerati

16

Altri fattori

17

Altri fattori

18

WBV – Parametro descrittore del rischio

DLgs 187/05, all. I B

La valutazione del livello di esposizione alle vibrazioni trasmesse al corpo intero si basa sul calcolo dell'esposizione giornalieraA (8) espressa come l'accelerazione continua equivalente su 8 ore,calcolata come il più alto dei valori quadratici medi delle accelerazioni ponderate in frequenza, determinati sui tre assi ortogonali (1,4awx, 1,4awy, 1awz, per un lavoratore seduto o in piedi), conformemente ai capitoli 5, 6 e 7, all'allegato A e all'allegato B della norma ISO 2631-1 (1997).

19

WBV – Parametro descrittore del rischio

A (8) è un valore:• mediato nel tempo• max delle componenti sui 3 assi 1.4x, 1.4y, z• ponderato in frequenza

20

WBV – A(8) mediato nel tempo

aw rappresenta il valore quadratico medio (r.m.s.) dell’accelerazione ponderata in frequenza, espresso in m/s2

21

WBV – A(8) mediato nel tempo

22

WBV – A(8) sui 3 assi x, y, z

A(8) è il massimo tra i seguenti valori:• 1.4 A(8)x• 1.4 A(8)y• A(8)z

23

WBV – A(8) in frequenza• Intervallo di frequenza nominale da 0.5 a 80 Hz.• Applicare i filtri di ponderazione

Wd per gli assi x e yWk per l’asse z.

24

WBV – Metodi addizionali

Nei casi in cui il fattore di cresta (rapporto tra il valore massimo di picco ed il valore quadratico medio dell’accelerazione) sia > 9, la ISO 2631 indica l’impiego di metodi addizionali, al fine di tener conto dei possibili effetti sulla salute connessi ai picchi.

MTVV = Maximum Transient Vibration ValueMetodo “Running r.m.s.”:Massimo valore di accelerazione ponderata con tempo di integrazione 1 sec.

VDV = Vibration Dose Value

Segnalato anche in Dir 2002/44/CE, con valore d’azione = 9.1 m/s1.75 e valore limite = 21 m/s1.75.

25

WBV – Confronto tra i metodi

26

Come svolgere la valutazione

Tre livelli di approfondimento:

1. Osservazione delle modalità di lavoro e delle tecnologie utilizzate

2. Ricostruzione dei livelli di esposizione in base a misure svolte da altri

3. Misurazione diretta

27

Valutazione di 1° livello –Liste di Controllo

Osservando il ciclo lavorativo, ed utilizzando ad esempio semplici liste di controllo, si accerta l’assenza del rischio, cioè la non necessità di valutazioni del 2° e 3° livello.Ciò può costituire la “giustificazione che la natura e l'entità dei rischi connessi con le vibrazioni meccaniche rendono non necessaria una valutazione maggiormente dettagliata dei rischi”, come previsto dal D.Lgs. 187/05, art. 4 comma 7.Nella pratica la valutazione potrebbe essere direttamente riportata sul Documento di Valutazione dei Rischi redatto ai sensi del D.Lgs. 626/94.

28

HAV – Esempio di Lista di Controllo

1. Nell’attività aziendale si fa uso di attrezzature che espongono a vibrazioni mano-braccio oppure sono svolte attività manuali (es. scalpellatura) che espongono a vibrazioni mano-braccio?

2. Ci sono addetti che lamentano intorpidimenti o formicolii alle mani o alle braccia?

3. Il Medico Competente o il Rappresentante dei Lavoratori per la Sicurezza hanno segnalato possibile presenza di esposizione a vibrazioni mano-braccio?

29

HAV – Esempio di Sorgenti di Rischio

30

HAV – Esempio di Sorgenti di Rischio

31

WBV – Esempio di Lista di Controllo

1. Nell’attività aziendale si fa uso di veicoli o di attrezzature che espongono a vibrazioni l’intero corpo?

2. Ci sono addetti che lamentano esposizioni eccessive a vibrazioni del corpo intero?

3. Il Medico Competente o il Rappresentante dei Lavoratori per la Sicurezza hanno segnalato possibile presenza di esposizione a vibrazioni del corpo intero?

32

WBV – Esempio di Sorgenti di Rischio

33

Valutazione di 2° livello –Misure svolte da altri

Per la Valutazione del Rischio possono essere impiegati risultati di misure svolte da altri, che sono essenzialmente di 2 tipi:

1. Misure svolte in ambiente di lavoro, in determinate condizioni operative di utilizzo delle attrezzature.

2. Misure svolte dai costruttori delle attrezzature, in condizioni standard.

Questi dati sono reperibili in letteratura, oppure dai costruttori, oppure sono raccolti in Banche Dati.

34

Banche Dati

Alcune Banche Dati reperibili su internet:

1. Banca Dati ISPESL – sito http://www.ispesl.it

2. INAIL “100 misure di vibrazioni in ambiente lavorativo” – sito http://www.inail.it

3. Banca dati NIWL – sito http://umetech.niwl.se

35

Banca Dati INAIL - Esempio

36

Banca Dati ISPESL - Esempio

37

Banca Dati INAIL - Esempio

38

Banca Dati ISPESL - Esempio

39

Banche Dati - Vantaggi

Nel caso di acquisto di macchine nuove consentono:• Previsione generale del rischio atteso• Selezione dell’attrezzatura con minori livelli di

rischio atteso

Nel caso di macchine già in uso consentono:• Risparmio di risorse (se la valutazione viene svolta

senza misurazioni dirette)• Confronto con i dati di misurazioni dirette, e

quindi identificazione di esposizioni indebite, dovute ad esempio a scarsa manutenzione

40

Dati di Certificazione dei Costruttori

DPR 459/96 (Direttiva Macchine), all. I.1.5.9. Rischi dovuti alle vibrazioniLa macchina deve essere progettata e costruita in modo tale che i rischi dovuti alle vibrazioni trasmesse dalla macchina siano ridotti al livello minimo, tenuto conto del progresso tecnico e della disponibilità di mezzi atti a ridurre le vibrazioni, in particolare alla fonte. 2.2. Macchine portatili tenute e/o condotte a manoLe istruzioni per l'uso devono fornire la seguente indicazione relativa alle vibrazioni emesse dalle macchine tenute e condottemanualmente: il valore medio quadratico ponderato, in frequenza, dell'accelerazione cui sono esposte le membra superiori quando superi i 2,5 m/s², definito secondo le norme di collaudo appropriate. Se l'accelerazione non supera 2,5 m/s² , occorre segnalarlo.

41

Dati di Certificazione dei Costruttori

DPR 459/96 (Direttiva Macchine), all. I.3. Rischi dovuti alla mobilità delle macchine Le istruzioni per l'uso devono contenere, le seguenti indicazioni: -il valore quadratico medio ponderato, in frequenza, dell'accelerazione cui sono esposte le membra superiori quando superi 2,5 m/s²; se tale livello èinferiore o pari a 2,5 m/s², occorre indicarlo; - il valore quadratico medio ponderato, in frequenza, dell'accelerazione cui è esposto il corpo (piedi o parte seduta) quando superi 0,5 m/s²; se tale livello è inferiore o pari a 0,5 m/s², occorre indicarlo.

42

HAV - Norme per le misure di certificazione

43

Dati di Certificazione - Criticità

L’impiego, a scopo di valutazione, dei dati di Certificazione dichiarati dai costruttori, presenta forti limiti e criticità, dovute principalmente a quanto segue:

• Tali misure hanno lo scopo di consentire il confronto tra macchine simili di costruttori diversi, quindi sono svolte in condizioni di massima riproducibilità, cioè il più possibile svincolate dall’ambiente e dall’operatore. Tali condizioni sono spesso molto lontane dalle situazioni reali ed in molti casi portano ad una pesante sottostima del rischio (es. rapporto 1:2 o 1:3).• I dati si riferiscono ad attrezzature nuove, mentre nei casi reali ci può essere carenza di manutenzione, utensili sostituitiecc., con conseguente maggiore livello di rischio.• In alcuni casi i dati dichiarati si riferiscono ad un solo asse, mentre l’esposizione va calcolata sui tre assi.

44

Dati di Certificazione - CriticitàEsempio tratto da norma UNI EN ISO 8662-4

45

Banche Dati – Limiti d’impiego

Anche nel caso di Banche Dati che riportano dati di misurazioni in ambiente operativo si presentano alcuni problemi nell’utilizzo dei dati:

• Non è sempre semplice individuare nella banca dati la tipologia di attrezzatura sufficientemente simile a quella effettivamente in uso.• I dati riportati sono caratterizzati, a parità di attrezzatura, da una discreta variabilità, che porta ad intervalli numerici talvolta molto ampi. In tali casi si dovrebbe utilizzare l’estremo superiore dell’intervallo.• Nel caso in cui l’attrezzatura effettivamente in uso sia datata e non soggetta a corretta manutenzione, l’impiego della banca dati può comunque portare ad una sottostima del rischio.• Nel caso in cui la banca dati riporti valori di esposizione superiori al valore d’azione o addirittura al valore limite, la corretta applicazione delle misure di prevenzione e protezione di cui al D.Lgs. 187/05, art. 5 risulta di difficile applicazione, non essendo noti i valori di esposizione reali.

46

Valutazione di 3° livello –Misurazione diretta

Per la strumentazione da impiegarsi nelle misure di vibrazioni il riferimento è costituito dalla norma seguente:ISO 8041 “Human response to vibration – Measuring instrumentation”.

La catena di misura è costituita dai seguenti elementi più importanti:• Accelerometro + Preamplificatore, oppure accelerometro preamplificato (ICP)• Analizzatore di frequenza, oppure strumento dedicato, già dotato dei filtri di ponderazione necessari

47

Esempio di accelerometro triassiale

L’accelerometro si fonda sull’effetto piezoelettrico, caratteristico dei cristalli di quarzo o di particolari materiali ceramici. Il cristallo, sollecitato dalla forza esercitata da una massa sismica, si ha un accumulo di cariche elettriche positive e negative sulle superfici opposte del cristallo.

48

HAV - Posizionamento dell’accelerometro

49

Esempio di misurazione HAV

50

Accelerometro per sedili –ISO 10326-1

51

Esempio di misurazione WBV

52

HAV – Incertezza di valutazione di A(8)

Incertezza nella misurazione della accelerazione- Sistema di acquisizione (Accuratezza della strumentazione,

calibrazione, interferenze elettriche, massa accelerometro, posizione accelerometro, fissaggio accelerometro, variazioni della lavorazione indotte dalla misura). La norma ISO 5349 richiede che l’intera catena di misurazione sia controllata, prima e dopo ogni sequenza di misurazioni, utilizzando un calibratore di vibrazioni.

- Fluttuazione dei parametri fisici (Temperatura, umidità, alimentazione della macchina, omogeneità del materiale lavorato)

- Variabilità della lavorazione (condizioni della macchina, manutenzione, utensili, postura, forza applicata, materiali lavorati)

Incertezza nella misurazione del tempo di esposizione- Misura della durata di esposizione- Stima del numero di cicli giornalieri- Stime dei tempi fornite dagli operatori

53

WBV – Incertezza di valutazione di A(8)

Incertezza nella misurazione della accelerazione

- Sistema di acquisizione (Accuratezza della strumentazione, calibrazione, interferenze elettriche, massa accelerometro, posizione accelerometro, fissaggio accelerometro)

- Fluttuazione dei parametri fisici (Temperatura, umidità, alimentazione della macchina, omogeneità del terreno attraversato)

- Variabilità dell’attività (condizioni della macchina, manutenzione, modalità di guida, dati antropometrici dell’operatore, regolazione del sedile, caratteristiche del terreno attraversato)

Incertezza nella misurazione del tempo di esposizione

- Stime dei tempi fornite dagli operatori

54

HAV - Informazioni da registrareInformazioni minime

Altre informazioniSi veda ISO 5349-2, punto 9.

55

WBV - Informazioni da registrare• Riferimento alle parti specifiche della ISO 2631-1• Segnalare l’eventuale impiego di metodi addizionali• Ampiezza e durata di ogni esposizione a vibrazioni• Valori ottenuti con il metodo di base e con i metodi addizionali• Fattore di cresta e tempo in cui è stato misurato• Eventuali spettri in frequenza• Eventuali valori sul singolo asse• Eventuale andamento temporale• Informazioni sulla popolazione esposta• Altre informazioni descrittive sulle condizioni di esposizione