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Vibrazioni

Prevenzione e valutazione dei rischi associati alle vibrazioni meccaniche

 

 

 

Ambienti abitativi e di lavoro

 

 

In ambito nazionale, la regolamentazione dei valori limite di esposizione alle vibrazioni è stata recentemente attuata attraverso l'emanazione del D.lgt. 19 agosto 2005, n. 187 recante "Attuazione della direttiva 2002/44/CE sulle prescrizioni minime di sicurezza e di salute relative all'esposizione dei lavoratori ai rischi derivanti da vibrazioni meccaniche". Tale norma si affianca a quanto già disposto disposto dal D.lgt. 19 settembre 1994, n. 626 in materia di sicurezza sugli ambienti di lavoro. L'obbligo da parte del datore di lavoro di procedere alla misurazione e valutazione dell'esposizione dei lavoratori alle vibrazioni meccaniche decorre dal 1° gennaio 2006. Per un approfondimento dei contenuti, si rimanda al testo del citato D.lgt. (vai al documento PDF 82 KB).

 

Vibrazioni negli ambienti abitativi

Il problema delle vibrazioni negli ambienti di vita, attualmente, non è disciplinato da alcuna normativa nazionale. Pertanto, qualora si intenda procedere ad una valutazione strumentale di tale fenomeno fisico è bene affidarsi alle corrispettive norme tecniche. Nello specifico, il riferimento è costituito dalla normativa tecnica in capo alla UNI 9614 - Misura delle vibrazioni negli edifici e criteri di valutazione del disturbo e dalla UNI 9916 - Criteri di misura e valutazione degli effetti delle vibrazioni sugli edifici.

 

UNI 9614

La norma definisce il metodo di misura delle vibrazioni immesse negli edifici ad opera di sorgenti esterne o interne agli edifici stessi. Inoltre, la norma prevede criteri di valutazione differenziati a seconda della tipologia della vibrazioni (di livello costante, di livello non costante e impulsive).

I locali o gli edifici in cui sono immesse le vibrazioni sono classificati a seconda della loro destinazione d'uso in: aree critiche, abitazioni, uffici, fabbriche.

Le vibrazioni possono essere misurate rilevando il valore efficace dell'accelerazione che può essere espresso in m/s2 o mm/s2 o in termini di livello dell'accelerazione espresso in dB. Il livello dell'accelerazione è definito dalla seguente relazione:

 

dove L è il livello espresso in dB, a è l'accelerazione espressa in m/s2 e a0 = 10-6 m/s2 è il valore dell'accelerazione di riferimento.

 

Le vibrazioni sono rilevate lungo i tre assi di propagazione. Tali assi sono riferiti alla persona del soggetto esposto: l'asse x passa per la schiena ed il petto, l'asse y per le due spalle, l'asse z per la testa e i piedi (per la testa e i glutei se il soggetto è seduto).

Come prescritto dalla norma UNI 9614 le accelerazioni da valutare sono quelle comprese nel range di frequenza tra 1 e 80 Hz e il dato da considerare è il valore quadratico medio delle accelerazioni presenti durante l'intervallo di tempo esaminato.

Considerando, inoltre, che la percezione da parte dei soggetti esposti varia a seconda della frequenza e dell'asse di propagazione, i valori rilevati sono ponderati in frequenza al fine di attenuare le componenti esterne agli intervalli di sensibilità, ottenendo così il livello equivalente ponderato dell'accelerazione Lw,eq.

 

UNI 9916

Tale norma non fornisce limiti ben definiti ma fornisce una guida relativa ai metodi di misura, di trattamento dei dati, di valutazione dei fenomeni vibratori allo scopo di permettere la valutazione degli effetti delle vibrazioni sugli edifici, con riferimento alla loro risposta strutturale ed integrità architettonica.

La norma classifica le definizioni di danno in funzione degli effetti che le vibrazioni provocano agli edifici secondo la seguente terminologia:

- danno di soglia: formazione di fessure filiformi sulle superfici dei muri a secco o accrescimento di fessure già esistenti sulle superfici intonacate o sulle superfici di muri a secco; inoltre formazione di fessure filiformi nei giunti a malta delle costruzioni in mattoni e in calcestruzzo

- danno minore: formazione di fessure più aperte, distacco e caduta di gesso o pezzi di intonaco di muri a secco; formazione di fessure in blocchi di mattoni o di calcestruzzo

- danno maggiore: danneggiamento di elementi strutturali; fessure nelle colonne di supporto; apertura di giunti; serie di fessure nella muratura
 

Rilevazione

I rilievi sono eseguiti per mezzo di un analizzatore di frequenza in tempo reale (per la clesse 1 conforme alle norme EN 60652/1994 e EN 60804/1994 e alle alle norme EN 61260/1995 (IEC 1260) e EN 61094-1/1994 per quanto riguarda i filtri) collegato ad un accelerometro per mezzo di un opportuno preamplificatore di segnale.

Il principio di funzionamento dell'accelerometro si basa sulla nota relazione F = M× a, per cui un corpo di massa M cui è applicata una forza F si sposta con accelerazione a.

Il fenomeno vibratorio imprime alla massa M una forza F, la forza attua uno sforzo di compressione o di taglio su un cristallo piezoelettrico, il quale genera una carica elettrica proporzionale alla forza e di conseguenza all’accelerazione. L’accelerometro riportato in figura sfrutta la tecnologia LIVM (Low impedence voltage mode) che permette di convertire l'alta impedenza dei segnali elettrici generati dal cristallo piezoelettrico in una tensione a bassa impedenza per trasmettere il segnale sui cavi elettrici e mantenere un’eccellente immunità al rumore elettrico, tanto che la sensibilità di detto accelerometro è pari a 517.50 mV/g corrispondente a 52,77 mV/m/s2 nel range di frequenza da 1Hz a 3000 Hz. Il rumore elettrico equivalente è, invece, pari a 0.0001 G corrispondente a 0,980665 mm/s2.

Le modalità di rilevamento possono variare da caso a caso e, in generale, dipendono dai seguenti fattori:

- tipologia delle fonti di vibrazione;

- evoluzione temporale del fenomeno vibratorio (vibrazioni stazionarie o transitorie);

- tipologia del macchinario da misurare;

- natura del suolo su cui viene effettuato il rilevamento.

 

Valutazione

Per la valutazione del disturbo associato alle vibrazioni di livello costante, i valori delle accelerazioni complessive ponderate in frequenza o i corrispondenti valori riscontrati sui tre assi, possono essere confrontati con i limiti di seguito riportati, distinti in funzione della destinazione d'uso dell'edificio ove sono state rilevate.

 

 

a (m/s2)

L (dB)

Aree critiche

5,0  10-3

74

Abitazioni (notte)

7,0   10-3

77

Abitazioni (giorno)

10,0  10-3

80

Uffici

20,0  10-3

86

Fabbriche

40,0  10-3

92

Valori e livelli limite delle accelerazioni complessive ponderate in frequenza validi per l'asse z

 

 

a (m/s2)

L (dB)

Aree critiche

3,6  10-3

71

Abitazioni (notte)

5,0   10-3

74

Abitazioni (giorno)

7,2  10-3

77

Uffici

14,4  10-3

83

Fabbriche

28,8  10-3

89

Valori e livelli limite delle accelerazioni complessive ponderate in frequenza validi per gli assi x e y

 

 

 

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