Mechanische trillingen LES 10 EFFECT VAN TRILLINGEN OP

Mechanische trillingen LES 10 – EFFECT VAN TRILLINGEN OP HET MENSELIJK LICHAAM Patrick Guillaume E-mail: patrick. guillaume@vub. ac. be Tel. : 02/6293566 Faculty of Engineering Department of Mechanical Engineering ACOUSTICS & VIBRATION RESEARCH GROUP Pleinlaan 2 • B-1050 Brussel • Belgium avrg@vub. ac. be • http: //avrg. vub. ac. be 1 10/30/2020 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005

Effects of Vibration on the Human Body Hand-arm vibration exposure Whole-body vibration exposure Standard and guidelines for vibration exposure Protection against vibration Effects of vibration on health 2 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

Effects of Vibration. . . 3 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

Mister Mass-Damper-Spring System 4 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

Vibration Exposure Whole-body vibration exposure (WBV) – energy enters the body through a seat or the floor – it affects the entire body – operators of trucks, buses, tractors, … Hand-arm vibration exposure (HAV) – energy enters the body through hand-held equipment – chain saws, pneumatic tools, rock drills, … 5 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

Examples of Vibration Exposure Agriculture – Whole body Tractors – Hand-arm – Whole body Chain saws Tractors – Whole body Vehicles Forestry Transportation 6 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

Gevolgen voor de gezondheid – WBV Risico factoren voor de ontwikkeling van lage rugpijn – Zwaar fysisch werk – Langdurig zitten (houding) – Zwaar belastende manuele handelingen: optillen, trekken, … – Trillingen 7 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

De dynamica van de rug Eigenfrequentie 1 tussenwervelschijf > 30 Hz maar Daarom is de eigenfrequentie over de rug < 5 Hz 20 Hz 3. 5 Hz 8 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

De interne werking van de rug l Zitten is meer belastend dan staan !! % belasting op de wervelkolom 9 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

De interne werking van de rug l 50 % van alle rugklachten wordt toegeschreven aan de spieren l Spieren zorgen voor de statische gewenste houding l Dynamisch kunnen de spieren trillingen actief tegengaan tot ongeveer 7 Hz. l Boven 7 Hz is de spier continu opgespannen !! 10 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

Gevolgen voor de gezondheid – HAV De pathologie is afhankelijk van de trillingsfrequenties opgewekt door de gehanteerde machines – Machines met laagfrequente trillingen (< 60 Hz), zoals percussiemachines, breekhamers, afsteekmachines, . . . : – bot- en gewrichtsaandoeningen (holte in bot, artrose) in de schouders (< 20 Hz), de ellebogen (< 40 Hz) en de polsen – in de polsen, ellebogen en schouders (< 60 Hz): ziekte van Kienböck (necrose van het os lunatum) of van Köhler (pseudo-artrose van het os scaphoïdeum). – Machines met trillingen van middelmatige frequenties (60 tot 200 Hz): roterende machines (4. 000 tot 12. 000 toeren/min. ) zoals verticale slijpmachines, polijstmachines, . . . : – vaatstoornissen (fenomeen van Raynaud of “witte vingers”) in de vingerkootjes of de handpalm. – Machines met hoogfrequente trillingen (> 200 Hz): snel draaiende machines (> 12. 000 toeren/min. ) zoals snellopende polijstmachines of afbraammachines, . . . : – aandoeningen van de zenuwen in vingers en handen: paresthesieën, tintelingen, gevoelloosheid in de vingers, verlies van tastzin en van warmteen koudegevoel. 11 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

Vibration Exposure Accumulation Which vibration levels and exposure times will cause health injuries? – International Organization for Standardization (ISO-standard) – Whole Body Vibration (WBV) – ISO 2631 – Hand-Arm Vibration (HAV) – ISO 5349 12 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

Whole Body Vibration – ISO 2631 The standards and guidelines concerning whole-body vibration are designed to reduce vibration to a level where most workers can perform job tasks without discomfort. The ISO standard gives three different types of exposure limits: – a reduced-comfort boundary (divide by 3. 15 (10 d. B lower)) – the fatigue-decreased proficiency boundary – an exposure limit (multiply by 2 (6 d. B higher)) 13 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

Whole-Body Vibration - Coordinate System 14 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

Whole-Body Vibration - Acc. Limits Z-Axis 15 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

Whole-Body Vibration - Acc. Limits Z-Axis 16 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

Whole-Body Vibration - Acc. Limits X&YAxis 17 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

Whole-Body Vibration - Acc. Limits X&YAxis 18 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

Ratio at/a 1 vs Exposure Time t 19 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

Exposure Time of Vibration Exposure Time Approximation Vibration in more than one direction The “Equivalent Exposure” Dose 20 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

Whole-Body Vibration - Instrumentation 21 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

Hand-Arm Vibration – ISO 5349 Frequency weighting curve (ISO 5349) 22 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

Hand-Arm Vibration - Exposure Time 23 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

ARAB Algemeen Reglement voor de arbeidsbescherming Artikel 148 decies 2. - Bijzondere maatregelen – 1. STRIJD TEGEN HET LAWAAI EN DE TRILLINGEN 24 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

KB van 2 mei 1995 Moederschapsbescherming – Omzetting in Belgisch recht van de tiende bijzondere richtlijn 92/85/EEG van de Raad van de Europese Gemeenschappen van 19 oktober 1992 inzake de tenuitvoerlegging van maatregelen ter bevordering van de verbetering van de veiligheid en de gezondheid op het werk van werkneemsters tijdens de zwangerschap, na de bevalling en tijdens de lactatie. – fysische agentia zoals ioniserende stralen, mechanische trillingen en lawaai Verwijdering uit het arbeidsmilieu wegens blootstelling aan fysische agentia komt vooral voor bij medici, paramedici en verpleegkundigen als zij in contact komen met ioniserende stralen. 25 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

Europese richtlijnen – Situatieschets De richtlijnen richten zich zowel naar werkgevers als naar producenten Richtlijn 89/391/EEG richt zich tot de werkgevers Kaderrichtlijn ter bevordering van de verbetering van de veiligheid en de gezondheid van de werknemers op het werk – . . – 16 e bijzondere richtlijn onder 89/391/EEG 2002/44/EEG blootstelling aan fysische agentia (trillingen) – 17 e bijzondere richtlijn onder 89/391/EEG 2003/10/EEG blootstelling aan fysische agentia (lawaai) 2000/14/EEG richt zich tot de producenten Harmonisering van de wetgevingen van de verschillende lidstaten betreffende de geluidsemmissie in het milieu door materieel voor gebruik buitenshuis 26 Acoustics & Vibration Research Group MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Vrije Universiteit Brussel

Richtlijn 2002/44/EG 27 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

KB van 7 juli 2005 28 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

2002/44/EEG trillingen Algemeen l Minimale vereisten betreffende veiligheid en gezondheid gerelateerd aan de blootstelling van werknemers aan trillingen l Deze sociale richtlijn verplicht werkgevers om de risico’s naar de werknemers weg te nemen rekening houdend met de beschikbaarheid van maatregelen en met de beschikbare technologische vooruitgang l Overgangsperiodes 29 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

2002/44/EEG trillingen Artikel 3 grenswaarden en actiewaarden Hand en arm trillingen – Grenswaarde voor dagelijkse bloostelling (herleid tot 8 u) – 5 m/s² – Actiewaarde voor dagelijkse bloostelling (herleid tot 8 u) – 2. 5 m/s² – De grenswaarde mag onder geen enkel beding overschreden worden – Indien de actiewaarde overschreden wordt moeten er maatregelen volgen 30 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

2002/44/EEG trillingen Artikel 3 grenswaarden en actiewaarden Lichaamstrillingen – Grenswaarde voor dagelijkse bloostelling (herleid tot 8 u) – 1. 15 m/s² (of een trillingsdosiswaarde (VDV) van 21 m/s 1. 75) – Actiewaarde voor dagelijkse bloostelling (herleid tot 8 u) – 0. 5 m/s² (of een trillingsdosiswaarde (VDV) van 9. 1 m/s 1. 75) – De grenswaarde mag onder geen enkel beding overschreden worden – Indien de actiewaarde overschreden wordt moeten er maatregelen volgen 31 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

2002/44/EEG trillingen Meten van hand-arm trillingen l Bepaal de waarden van de kwadratische gemiddelden (rms) van de frequentiegewogen versnellingen: l Bepaal de blootstelling 32 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

2002/44/EEG trillingen Meten van lichaamstrillingen l Bepaal de waarden van de kwadratische gemiddelden (rms) van de frequentiegewogen versnellingen: l Bepaal de blootstelling l of de grootste van de trillingsdosiswaarden (VDV) Vibration Dose Value 33 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

2002/44/EEG trillingen Omrekenen naar dagelijkse blootstelling l Twee verschillende dagelijkse blootstellingen aan lichaamstrillingen zijn equivalent als: l Indien de lichaamstrillingsblootstelling bestaat uit verschillende perioden: 34 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

2002/44/EEG trillingen Verplichting van werkgevers l Artikel 4. Bepaling en beoordeling van risico’s l Artikel 5. Maatregelen ter voorkoming of vermindering van de blootstelling l Artikel 6. Voorlichting en opleiding van werknemers l Artikel 7. Raadpleging en deelneming van werknemers 35 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

2002/44/EEG trillingen Artikel 4 bepaling en beoordeling van risico’s Beoordelen en indien nodig meten – Observatie van de specifieke werkmethoden – Gebruik maken van passende informatie over het waarschijnlijke trillingniveau (wettelijke gegevens fabrikanten, databanken) 36 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

http: //umetech. niwl. se/eng/havinfo. lasso 37 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

Search HAV Database 38 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

Exposure Calculator – HAV 39 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

Search WBV Database 40 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

Search WBV Database 41 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

Exposure Calculator – WBV 42 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

2002/44/EEG trillingen Artikel 5 Maatregelen bij overschrijding van de actiewaarde Programma van technische en/of organisatorische maatregelen – Alternatieve werkmethoden – Keuze van het arbeidsmiddel – Hulpmiddelen ter beschikking stellen – Passend onderhoudsprogramma – Ontwerp en indeling van de werkplek en arbeidsplaats – Voorlichting en opleiding – Beperking van de duur – Passende werkschema’s – Aangepaste kledij voor koude en vocht 43 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

2002/44/EEG trillingen Artikel 5 Maatregelen bij overschrijding van de grenswaarde Onmiddellijk maatregelen treffen om de blootstelling terug te brengen onder de grenswaarde 44 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

Aanpassingen aan de bron Bvb. slijpschijven – Gebruik van slijpschijven met een lichte onbalans (duurder in aankoop) – Met kleinere toleranties bij het uitboren (0, 3 à 0, 2 mm) – Zogenaamde “stille” slijpschijven – dewelke het geluidsniveau effectief met 10 d. B(A) verminderen – maar geen invloed hebben op de opgewekte trillingen. 45 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

Trillingsdemping – WBV Cabine Seat Suspension of seat Suspension of cabine Shock absorbers Tires 46 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

Trillingsdemping – HAV Een ophangingssysteem bestaat uit soepele (geen starre) bevestigingen tussen de verschillende onderdelen, om zo de overdracht van trillingen tussen deze onderdelen te verminderen. Bij een trillende machine zijn dat: – de ophanging van de handvatten (trilvrije handvatten) – de ophanging van het werktuig (rubberen huls rond beitel) – de vering van de handschoenen (trillingsdempende handschoenen). 47 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

Trillingsdempende handvaten Enkel trillingen boven de 200 Hz kunnen hierdoor gedempt worden Om trillingen lager dan 200 Hz te dempen moet handvat al zo dik met verend materiaal overtrokken worden dat het onmogelijk is het werktuig nog goed in de hand te houden Wel wordt op deze manier rechtstreeks contact met een koud metalen handvat vermeden. Hierdoor vermindert het risico op vaataandoeningen. Ze zijn nuttig voor bvb. slijpmachines: dempen de trillingen met 30 tot 80% Bij percussiemachines (klopboormachines, steenboren) hebben ze geen of zelfs een omgekeerd effect. 48 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel

Onderhoud van de machine Regelmatig onderhoud door een bevoegd technicus Nazicht van de verschillende onderdelen, in het bijzonder het antitrillingssysteem Onderdelen vervangen vóór ze breken, om de machine in goede staat te houden – een beschadigde machine werkt minder doeltreffend (met een langere blootstellingsduur als gevolg) en veroorzaakt 2 tot 4 keer meer trillingen Opleiding van de operators: – keuze van het werktuig – onderhoud van het werktuig (slijpen, aanscherpen, . . . ) – gebruik van de machine: houding, greep, uit te oefenen druk, . . . 49 MECHANISCHE TRILLINGEN, LES 10, 2005 Acoustics & Vibration Research Group Vrije Universiteit Brussel