Wpływ wibracji na organizm człowieka

Wibracją nazywamy drgania, które oddziałują na człowieka wskutek bezpośredniego kontaktu z ciałem drgającego elementu maszyny, narzędzia lub urządzenia. Drgania ciał sprężystych o częstotliwościach niższych od 20 Hz organizm człowieka odczuwa jako wibracje, a drgania o częstotliwościach powyżej 20 Hz jednocześnie jako wibracje i jako dźwięki.

Bardzo istotny wpływ na biologiczne oddziaływanie wibracji ma zjawisko rezonansu. U człowieka narażonego na wibrację w poszczególnych narządach lub częściach ciała mogą nastąpić obrażenia mechaniczne (uszkodzenia elastycznych powiązań narządów). Gdy zdolność tłumienia drgań przez narządy, mięśnie i inne tkanki, płyn otrzewnowy oraz powietrze i gazy znajdujące się w narządach (spełniających rolę tłumika drgań) jest niewystarczająca, aby ostatecznie wytłumić rezonansowe drgania narządów wewnętrznych, dochodzi do obrażeń mechanicznych.

Jeżeli na drgania narażone są oddzielne części ciała, mamy do czynienia z wibracją lokalną, natomiast przy oddziaływaniu drgań pracujących maszyn i urządzeń (np. drgające siedzenia, pomosty robocze itp.) na cały organizm, mamy do czynienia z wibracją ogólną.

Gdy człowiek poddany jest drganiom o częstotliwości charakterystycznej dla pewnych narządów lub częstotliwości ciała, te narządy wpadają w drgania tzw. rezonansowe, powodując przykre doznania subiektywne. Narażenie np. gałek ocznych na drgania rezonansowe powoduje zamazanie obrazu obserwowanych przedmiotów, a rezonans szczęki i tchawicy utrudnia porozumiewanie się. Bardzo niebezpieczny jest rezonans głowy, który powoduje bardzo silne podrażnienie narządu przedsionkowego, zwanego błędnikiem, co łączy się z wystąpieniem wielu nieprzyjemnych doznań subiektywnych. Specyficzna budowa pierwszego i drugiego kręgu szyjnego powoduje, że głowa narażona na wibrację (zwłaszcza o niskich częstotliwościach), działającą wzdłuż pionowej osi ciała, zakreśla ruchy rotacyjne, co powoduje wystąpienie przyśpieszeń kątowych pobudzających błędnik i prowadzących do wystąpienia zespołu objawów tzw. choroby morskiej.

Ważnym czynnikiem wpływającym na natężenie przenoszenia drgań z narzędzi pracy na ciało człowieka jest wkładany w pracę wysiłek fizyczny. Wzrost napięcia mięśni w czasie pracy powoduje „ściślejszy” kontakt, np. rąk, z drgającym narzędziem, a tym samym przyczynia się do wzrostu przenoszenia drgań na ciało. Najsilniejsze skutki oddziaływania wibracji występują przy częstotliwościach do 35 Hz, a zwłaszcza w zakresie 2-20 Hz, kiedy to rezonans narządów i silne podrażnienie błędnika są przyczyną najsilniejszych skutków działania wibracji na człowieka w środowisku wibracyjnym, objawiające się najczęściej utrudnionym oddychaniem, bezdechem, bólem w klatce piersiowej i jamie brzusznej, mimowolnymi skurczami mięśni, drganiami szczęki, zawrotami głowy, utrudnieniem mowy, parciem na mocz, wzrostem napięcia mięśniowego oraz ogólnym, złym samopoczuciem.

Rezonans krtani, tchawicy i oskrzeli, jak również narządów znajdujących się w klatce piersiowej i jamie brzusznej znacznie utrudnia oddychanie, co może doprowadzić aż do bezdechu. Rozciąganie śródpiersia, dużych naczyń krwionośnych w klatce piersiowej i osierdziu wywołuje silne bóle, co dla ustroju jest ostrzeżeniem przed niebezpieczeństwem mechanicznego uszkodzenia tkanek.

Przebywanie pod wpływem wibracji powoduje powstanie zmęczenia ogólnego, czego najbardziej odczuwalnym skutkiem jest zmniejszenie natężenia uwagi, konieczność częstych i coraz dłuższych przerw w koncentracji uwagi na czynnościach umysłowych i ruchowych. Człowiek zaczyna coraz wolniej reagować na bodźce świetlne i dźwiękowe. Zmniejszenie ostrości wzroku szczególnie zaznacza się przy częstotliwościach 25-40 Hz, co prowadzi do trudności lub błędów w odczytywaniu wskazań czujników i zegarów, zawężenia pola widzenia, opóźnienia postrzegania i mylnego rozróżnianie barw, a w konsekwencji – zagrożenia wypadkowego.

W wyniku długotrwałego oddziaływania drgań mechanicznych dochodzi często do powstania u człowieka nieodwracalnych zmian w różnych narządach i układach (choroba wibracyjna). Pierwsze objawy choroby wibracyjnej pojawiają się najczęściej po 3-4 latach pracy. Objawy chorobowe mają charakter indywidualny, związany najczęściej ze specyfiką wykonywanego zawodu. W okresie początkowym pojawiają się okresowe zaburzenia czucia końców palców (czucie zbyt małe lub nadwrażliwość) oraz bóle kończyn górnych. W następnym okresie zaburzenia czucia palców i dłoni utrwalają się, coraz częstsze są bóle rąk, obniża się ich temperatura. Zmiany w układzie nerwowym prowadzą do nerwicy, zaburzeń snu i osłabienia pamięci - z jednoczesnym osłabieniem ogólnym.

Mogą występować bóle mięśni przy ucisku. Powyższe zmiany są jeszcze odwracalne. W okresie pełnego ujawnienia choroby cechą charakterystyczną są zaburzenia naczyniowe, czego objawem są napadowe skurcze naczyń włoskowatych i tętniczek przedwłosowych, głównie po nagłym kontakcie rąk z zimnem, a także zaburzenia czynności wielu narządów i układów anatomicznych. Zmiany chorobowe są już utrwalone. Chory uskarża się na silne bóle głowy i klatki piersiowej. Występuje niedokrwienie tak ważnych organów, jak mózg i serce, prowadzące do zaburzenia ich czynności i do powstania w nich zmian morfologicznych. Na ogół nie ma już wówczas możliwości pełnego wyleczenia choroby.

Wibracji powinno się zapobiegać przede wszystkim poprzez konstruowanie i używanie takich narzędzi, które podczas pracy nie wytwarzają drgań o parametrach przekraczających dopuszczalne normy albo wyposażenie uchwytów ręcznych tych maszyn w elementy amortyzujące. Jeżeli takie rozwiązania nie są możliwe, pracownicy obsługujący narzędzia wibracyjne, powinni mieć czas pracy tymi narzędziami skrócony do 2/3 trwania zmiany roboczej, albo wprowadzone 10-15-minutowe przerwy po każdych 60 minutach pracy.

Edward Kołodziejczyk