Дія вібрації на організм людини
Дія вібрації на організм людини. Фізичні характеристики вібрації
Вібрація - це механічні коливання в пружних тілах або тілах, що знаходяться під впливом змінних фізичних полів з відносно невеликою амплітудою.
Залежно від параметрів (частота, амплітуда) вібрація може як позитивно, так і негативно впливати на окремі тканини і організм в цілому. Вібрацію використовують при лікуванні деяких захворювань, але найчастіше вібрацію (виробничу) вважають шкідливо впливає чинником. Тому важливо знати граничні характеристики, що розділяють позитивний та негативний вплив вібрації на людину (рис. 19.3). Вперше на корисне значення вібрації звернув увагу французький вчений абат вересня П'єр, який в 1734г. сконструював вібруючий крісло для домосідів, що підвищує м'язовий тонус і поліпшує циркуляцію крові. На початку XX ст. вУкаіни професор Військово-медичної академії А. Е. Щербак довів, що помірна вібрація покращує живлення тканин і прискорює загоєння ран.
Мал. 19.3. Вплив вібрації на організм людини
Виробнича вібрація, що характеризується значною амплітудою і тривалістю дії, викликає у працюючих дратівливість, безсоння, головний біль, ниючі болі в руках людей, що мають справу з вібруючим інструментом. При тривалому впливі вібрації перебудовується кісткова тканина: на рентгенограмах можна помітити смуги, схожі на сліди перелому - ділянки найбільшої напруги, де розм'якшується кісткова тканина. Зростає проникність дрібних кровоносних судин, порушується нервова регуляція, змінюється чутливість шкіри. При роботі з ручним механізованим інструментом може виникнути акроасфіксія (симптом мертвих пальців) - втрата чутливості, побіління пальців, кистей рук. При дії загальної вібрації більш виражені зміни з боку центральної нервової системи: з'являються запаморочення, шум у вухах, погіршення пам'яті, порушення координації рухів, вестибулярні розлади, схуднення.
Основні параметри вібрації: частота і амплітуда коливань. Коливання з певною частотою і амплітудою точка рухається з безперервно мінливими швидкістю і прискоренням: вони максимальні в момент її проходження через вихідне положення спокою і знижуються до нуля в крайніх позиціях. Тому коливальний рух характеризується також швидкістю і прискоренням, що представляють собою похідні від амплітуди і частоти. Причому органи чуття людини сприймають не миттєве значення параметрів вібрації, а чинне.
Чинне значення коливальної швидкості, м / с, визначають як середнє квадратичне миттєвих значень швидкості v (t) за час усереднення T, т. Е.
Вібрацію часто вимірюють приладами, шкали яких відградуйовані не в абсолютних значеннях швидкості і прискорення, а у відносних-децибелах. Тому характеристиками вібрації служать також рівень коливальної швидкості Lv, дБ, і рівень коливального прискорення La, дБ, що визначаються за формулами:
Lv = 20 lg (v / v0);
La = 20 lg (a / a0),
де v - середнє квадратичне значення коливальної швидкості, м / с; V0 - граничне значення коливальної швидкості, що дорівнює 5 * 10-8м / с; a середнє квадратичне значення коливального прискорення, м / с2; а0 - порогове значення коливального прискорення, що дорівнює 3 * 10-4м / с2.
Розглядаючи людину як складну динамічну структуру до мінливих в часі параметрами, можна виділити частоти, що викликають різке зростання амплітуд коливань як усього тіла в цілому, так і окремих його органів. При вібрації нижче 2 Гц, що діє на людину уздовж хребта, тіло рухається як єдине ціле. Резонансні частоти мало залежать від індивідуальних особливостей людей, так як основний підсистемою, що реагує на коливання, є органи черевної порожнини, вібруючі в одній фазі. Резонанс внутрішніх органів настає при частоті З. 3,5 Гц, а при 4. 8 Гц вони зміщуються.
Якщо вібрація діє в горизонтальній площині по осі, перпендикулярній хребту, то резонансна частота тіла (близько 1,5 Гц) обумовлена згинанням хребта і жорсткістю тазостегнових суглобів. Область резонансу для голови сидячої людини відповідає 20. 30 Гц. У цьому діапазоні амплітуда віброприскорення голови може втричі перевищувати амплітуду коливань плечей. Якість зорового сприйняття предметів значно погіршується при частоті вібрації 60. 90 Гц, що відповідає резонансу очних яблук. Дослідники Японії встановили, що характер професії визначає деякі особливості дії вібрації. Наприклад, у шоферів вантажних машин широко поширені шлункові захворювання, у водіїв трелювальних тракторів на лісозаготівлях-радикуліти, у пілотів, особливо працюючих на вертольотах, спостерігається зниження гостроти зору. Порушення нервової і серцево-судинної діяльності у льотчиків виникають в 4 рази частіше, ніж у представників інших професій.