Ультразвукові та інфразвукові коливання і захист від них

Високочастотний шум реактивних двигунів (особливо біля всмоктувального пристрою) містить у собі ще й ультразвуки, які також негативно діють на людину. Наприклад, звуки в діапазоні частот 40 кГц, не пошкоджуючи барабанної перетинки і середнього вуха, уражають внутрішнє вухо (кортіїв орган), а в діапазоні частот 1000 кГц руйнують глибокі структури тканин людини на межі тканин черепа і твердої мозкової оболонки. Є всі підстави припустити, що звукові хвилі під час випробування реактивного двигуна викликають особливе захворювання людини, так звану "надзвукову хворобу". Причина хвороби - генерація звуків ультразвукової частоти, які створюються при вході повітря в двигун і при виході газів із сопла. Симптоми хвороби: загальна втома, запаморочення, іноді й нудота. Ця хвороба недовготривала, і на неї хворіють особи із технічного складу підприємства, які знаходяться поблизу двигуна в момент його проби або випробування на стенді. Пілоти літаків з ГТД знаходяться в безпеці.

Ультразвук широко застосовується в різних галузях промисловості. Наприклад, за його допомогою очищають металеві поверхні від забруднень, знежирюють деталі, зварюють, ріжуть метали, обробляють скло, очищають гази від пилу. У цивільній авіації для виявлення тріщин, неоднорідностей у великогабаритних деталях без їхнього руйнування застосовують ультразвукові дефектоскопи, в основу роботи яких покладено різний ступінь відбиття ультразвукових коливань на границі розділу середовищ, що мають різну густину.

Небезпека під час роботи промислових ультразвукових установок полягає насамперед у тому, що працівник зазнає дії високочастотних шумів, що генеруються ультразвуковими установками, які працюють на частотах нижчих 20 кГц.

Спектр шуму ультразвукових установок — дискретний. При цьому найбільший рівень звукового тиску спостерігається на робочій частоті установки, він досягає 100-110 дБ. Ультразвукові установки, які працюють в діапазоні 100-1000 кГц, майже безшумні, причому рівні звукових тисків на робочих місцях дуже малі внаслідок високого затухання в повітрі ультразвукових коливань цих частот.

Дія звукових полів низькочастотних ультразвукових установок на організм людини викликає зміни нервової і серцево-судинної систем, органів слуху і вестибулярного апарата. Це проявляється у підвищеній втомлюваності, головному болю, слабкості, болю у вухах, зниженій працездатності, порушенні рівноваги.

Інша небезпека при експлуатації ультразвукових установок полягає в тому, що на руки і тіло працівника під час дотику з рідкими і твердими середовищами діють коливання високої інтенсивності, які створюються в цих середовищах під час роботи ультразвукової установки. Така дія викликає нагрівання тіла і явища кавітації. Енергія ультразвукового коливання поглинається тілом, перетворюється в тепло і, отже, викликає підвищення температури. Кавітація, що виникає в рідині живої клітини, викликає її руйнування, призводить до змін у тканинах тіла людини і підвищеного місцевого нагрівання. Ультразвук малої інтенсивності викликає в основному нагрівання тіла людини. Помірна його інтенсивність може викликати параліч, а велика інтенсивність — навіть смертельну дію на людину.

Необхідно мати на увазі, що метод і засоби усунення і зниження шкідливої дії підвищеного рівня ультразвуку, вимоги до ультразвукової характеристики устаткування докладно викладені у відповідному стандарті.

Допустимі рівні ультразвукового тиску на робочих місцях, які нормуються в тритинооктавних смугах частот 12,5; 16; 20; 25; 31,5-100 кГц та вище і мають відповідати значенням, наведеним у табл. 7.4.

Інфразвук - область акустичних коливань у діапазоні частот нижче 20 Гц. Його генераторами є трансформатори, потужні авіаційні силові установки (особливо турбогвинтові), вентилятори, дизель-генератори, компресори, а також усі механізми, які повільно обертаються і вібрують. Інфразвук утворюється і при взаємодії турбулентних потоків повітря, що обтікає засоби транспорту, а також взаємодії колес транспортних засобів з дорожним покриттям. Інфразвук несприятливо впливає на працездатність і здоров'я працівників. Найсильніше організм людини реагує на інфразвукові коливання, частота яких близька або дорівнює власній частоті коливань тіла людини та його окремих органів (резонансна частота). Дослідженнями встановлено, що, наприклад, власна частота плечового пояса, стегон (положення стоячи) і голови (відносно плечей людини) знаходиться в межах 4-6 Гц, а для більшості внутрішніх органів власні частоти знаходяться в діапазоні 6-9 Гц. Явище резонансу може бути причиною вібраційної хвороби.

Під час дії інфразвукових коливань на організм людини відбуваються зміни у нервовій, серцево-судинній, дихальній, ендокринній та інших системах. При цьому вираженість симптомів багато в чому залежить від рівня інфразвуку.

У виробничих умовах інфразвук, як правило, поєднується з низькочастотним шумом, тобто наявність низькочастотного шуму у виміряному спектрі частіше всього свідчить про наявність інфразвукових коливань. Вимірювання і нормування інфразвуку виконують відповідно до гігієнічних норм інфразвуку на робочих місцях.

Нормованими характеристиками інфразвуку на робочих місцях є рівні звукового тиску в октавних смугах частот із середньогеометричними частотами 2; 4; 8; 16 Гц [15]. Для постійного інфразвуку нормованою характеристикою є загальний рівень звукового тиску за шкалою шумоміра "лінійна". Нормативи інфразвуку в октавних смугах наведені в табл. 7.5.