6.3. Інфразвук

Інфразвук — це механічні коливання пружного середовища, що мають одна-кову із шумом фізичну природу, але різняться частотою коливань, яка не перевищує 20 Гц. У повітрі інфразвук поглинається незначно. У зв'язку з цим він здатний поширюватися на великі відстані, значно більші ніж звичайний звук.

Інфразвук характеризується інфразвуковим тиском (Па), інтенсивністю (Вт/м²), частотою коливань (Гц). Рівні інтенсивності інфразвуку та інфразвуко-вого тиску визначаються в дБ. Основними джерелами інфразвуку на вироб-ництві є тихохідні масивні установки та механізми (вентилятори, поршневі компресори, турбіни, металообробне обладнання, електричні та механічні приводи машин та ін.), що здійснюють обертальні або зворотно-поступальні рухи з повтор-ним циклом до 20 разів за секунду (інфразвук механічного походження). Інфразвук аеродинамічного походження виникає при турбулентних процесах у потоках газів чи рідин.

Хоча людина і не чує інфразвуку, він чинить несприятливий вплив на весь організм людини, в тому числі й на органи слуху, знижуючи його рівень чутності практично на всьому частотному діапазоні звукових хвиль. Інфразву-кові коливання сприймаються як фізичне навантаження, в результаті якого вини-кає втома, головний біль, запаморочення, порушується діяльність вестибулярного апарату, знижується гострота зору та слуху, порушується периферійний кровообіг, виникає почуття страху, загальної немічності. Інфразвук суттєво впливає на психіку людини.

Несприятливий вплив інфразвуку суттєво залежить від рівня звукового тиску, тривалості впливу та діапазону частот. Низькочастотні коливання з рівнем інфразвукового тиску, що перевищує 150 дБ, людина не в змозі перенести. Особливо несприятливі наслідки викликають інфразвукові коливання з частотою 2...15 Гц у зв'язку з виникненням резонансних явищ в організмі людини. Особливо небезпечною є частота 7 Гц, тому що вона може збігатися з альфа-ритмом біострумів мозку.

Інфразвук поділяють на постійний і непостійний. У першого рівень звуко-вого тиску змінюється не більш, а у другого — більш ніж на 10 дБ на 1 хв. У відповідності до санітарних норм, рівні звукового тиску в октавних смугах із серед-ньогеометричними частотами 2, 4, 8 і 16 Гц для постійного інфразвуку та зага-льний еквівалентний рівень звукового тиску для непостійного інфразвуку на робочих місцях не повинні перевищувати 105 дБ та 110 дБ відповідно.

Традиційні методи боротьби з шумом, засновані на звукоізоляції та звуко-поглинанні, є малоефективні щодо інфразвуку, оскільки останній має значно вищу проникну здатність. Тому необхідно, перш за все, домогтися усунення або зниження рівня інфразвуку в джерелі, що його генерує. Для цього підви-щують циклічність устаткування (більше 20 ц/с), жорсткість коливних конст-рукцій великих розмірів, встановлюють глушники реактивного типу тощо. Найдоцільніше зменшувати інтенсивність інфразвукових коливань на стадії про­ектування машин та агрегатів.

6.4. Ультразвук

За способом передачі від джерела до людини ультразвук поділяють на: повітряний (передається через повітря) та контактний (передається на ру-ки людини, що працює через тверде чи рідинне середовище).

Ультразвуковий діапазон частот поділяється на низькочастотні коливан-ня (від 1,2∙10⁴ до 10⁵ Гц), що розповсюджуються повітряним і контактним шляхом, та високочастотні коливання (від 10⁵ до 10⁹ Гц), що розповсюджуються тільки контактним шляхом. Ультразвук характеризується ультразвуковим тиском (Па), інтенсивністю (Вт/м²), рівнем ультразвукового тиску (дБ) та частотою коливань (Гц). При розповсюдженні в різних середовищах ультразвукові хвилі поглина-ються тим швидше, чим вища їх частота. Поглинання ультразвуку супроводжується нагріванням середовища.

Ультразвук широко використовується в багатьох галузях промисло-вості: в процесах металообробки; для інтенсифікації процесів хімічного трав-лення; нанесення металевого покриття; в ультразвукових установках, з метою отримання емульсій; зварювання, сушіння, очищення, змивання та знежирення деталей і виробів, дефектоскопії (оцінка якості зварних швів, структури спла-ву), навігації, підводного зв’язку, в медицині для лікування та діагностики.

Джерелами ультразвуку можуть бути різні акустичні перетворювачі, найпо-ширеніший з них — магнітострикційний перетворювач, що працює від змінного струму і генерує механічні коливання з частотою понад 20 кГц.

Ступінь біологічного впливу (в основному контактного) при контакті з рідким середовищем, що озвучене ультразвуком, залежить від часу контакту, інтенсив-ності, частоти і характеру ультразвукових коливань. Низькочастотний ультразвук діє на весь організм людини, зокрема на вестибулярний апарат. Навіть невеликі дози ультразвукового опромінювання за умови тривалого і багаторазового повторюваного впливу викликають у людини слабкість, сонливість, зниження працездатності. Тривала, систематична дія ультразвуку, що поширюється через повітря, викликає функціональні зміни діяльності нервової, серцево-судинної та ендокринної систем, слухового та вестибулярного аналізаторів, зміни властиво-стей та складу крові. Дія ультразвуку викликає вегето-судинну дистонію, го-ловний біль. Контактна дія високочастотного ультразвуку призводить до порушення капілярного кровообігу в кистях рук, зниження больової чутливості, захворювань нервової системи. Ультразвук з рівнем звукового тиску до 80 дБ має стимулюючий вплив, діючи як мікромасаж, але при понад 120 дБ впливає на людину катастрофічно.

Параметрами повітряного ультразвуку, що нормуються у робочій зоні є рівні звукового тиску в третинооктавних смугах з середньогеометричними час-тотами 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 31,5; 40,0; 63,0; 80,0; 100,0 кГц. При цьому, до-пустимі рівні звукового тиску на робочих місцях ультразвукових коливань, що поширюються повітряним шляхом, не повинні перевищувати 80-110 дБ відпові-дно. Для контактного ультразвуку параметром, що нормується, є пікове зна-чення віброшвидкості в частотному діапазоні від 0,1 МГц до 10,0 МГц або його логарифмічний рівень.

Із метою підвищення безпеки людини при роботі з ультразвуковими установками, слід: застосовувати ультразвук більш високих частот, для яких допустимі рівні ультразвукового тиску є більш вищими; засоби звукоізоляції (звукоізольовані кабіни, розміщення ультразвукового устаткування в окремому звукоізольованому приміщенні); передбачати дистанційне управління і системи блокування. Ультразвукові установки повинні мати кожухи або екрани із органічного скла або сталевих листів, що оброблені протишумною мастикою, гумовим покриттям. При обслуговуванні установок, що випромінюють ультразвук, слід застосовувати спеціальні рукавички з багатошарового матеріалу (гума, тканина) та захоплювачі-маніпулятори, що виключають безпосередній контакт людини з вібруючим обладнанням.

Для виключення впливу контактного ультразвуку роботи з коливними рідинними середовищами (завантаження, вивантаження) необхідно проводити при вимкненому джерелі ультразвуку, або використовувати для цього спеціальні інструменти, що мають ручки з еластичним покриттям, наприклад, гумовим. Як засоби індивідуального захисту, використовують протишумові навушники (дія через повітря) та двошарові рукавички із зовнішнім гумовим шаром (контактна дія).