UNIVERZITET U ZENICI MAŠINSKI FAKULTET POSTUPAK MJERENJA BUKE Salihbegović Amina T-139/09

Uvod BUKA Buka je svaki zvuk koji nam je neugodan i koji nas smeta. Razvojem industrijalizacije i urbanizacije buka raste i može se reći da postaje nevolja modernog života. ZVUK Bilo koja promjena pritiska (u zraku, vodi ili drugom mediju) koju ljudsko uho može detektirati je zvuk. Najsličniji instrument ljudskom uhu za mjerenje promjene pritiska u zraku je barometar. Međutim, promjene pritiska koje se javljaju s promjenom vremenskih uvjeta, a koje registrira barometar, su toliko spore da ih ljudsko uho ne može detektirati, pa ih zato ne definiramo kao zvuk. Promjene u atmosferskom pritisku su mnogo brže i mogu se čuti i zato se nazivaju zvukom. Barometar ne može reagirati tako brzo i zbog toga se ne može upotrijebiti za mjerenje zvuka. Broj promjena pritiska u sekundi naziva se frekvencijom zvuka i mjeri se u hertzima(Hz).

Uvod Normalno čujno područje zdrave mlade osobe kreće se od 16Hz do 20000Hz (20kHz). Zvuk s frekvencijama ispod 16Hz naziva se infrazvukom a onaj iznad 20kHz ultrazvukom. Različite frekvencije daju različite tonove. Ton može biti :       čisti ton                               složeni ton                              šum   Čisti ton je zvuk s jednom frekvencijom i nastaje pri harmoničnom ili sinusoidalnom titranju zvučnog tlaka. Složeni ton nastaje kao posljedica periodičnog neharmoničnog titranja i može se rastaviti na osnovni ton i harmonike kojima su frekvencije cjelobrojni višekratnici frekvencije osnovnom tona. Šum je nepravilno neperiodišno titranje.

Vrste i izvori buke Buka može biti trajna, isprekidana i impulsna. Trajna buka se javlja u predionicama i električnim centralama. Karakteristika trajne buke je da su razina zvučnog tlaka i spektar frekvencija, na jednom mjestu, konstantni tijekom vremena. Ako se na jednom mjestu mijenjaju razine zvučnog tlaka i spektar frekvencija, tada je to isprekidana buka. To je najčešća vrsta buke, a nalazimo ju npr. kod ekscentar – presa. Zvučni događaj kratkog trajanja i relativno visokog zvučnog tlaka označava se kao impulsna buka.Svaki udarac treba smatrati impulsnom bukom. Razina zvučnog tlaka u pogonima kreće se od 50 do 130 dB.

Neki primjeri razina zvučnog pritiska: Razina zvučnog pritiska dB (A)                                          Izvor buke 130                                                                  hitac iz puške 120                                                                  granica boli                                                                         pneumatski čekić – bušilica                                                                         avionski motor 110                                                                  motorna pila 100                                                        kružna pila,mašina za tkanje 90                                                                  kompresor, kamion 80                                                            alatna mašina (prazni hod)                                                ispavljivač kod zavarivanja 70                                                                    promet 50                                                                    ured 40                                                                    stan 20                                                                    prostorija za odašiljač (radio),  10                                                                       šapat                                                                     šuštanje lišća 0                                                                      prag čujnosti

Instrumenti za mjerenje buke Instrument za mjerenje buke (zvuka) je zvukomjer. Konstruiran je tako da prima zvuk približno na isti način kao ljudsko uho i da daje objektivna, reproducibilna mjerenja razine zvučnog pritiska. Osnovna veličina koju mjerimo kod buke je razina zvučnog pritiska. Područje zvučnih tlakova koje zamjećuje ljudsko uho je veliko pa je uvedena logaritamska skala prikazivanja tog pritiska.                p1  Lp = 20 log ------------ (dB)               p0 p1 – promatrani zvučni pritisak   p0 – 20 mPa – referentna vrijednost zvučnog pritiska, tj zvučni pritisak na pragu čujnosti pri frekvenciji 1000Hz. Druga osnovna veličina buke je frekvencija titranja. Područje frekvencija od 20 Hz do 20 kHz moguće je podijeliti na frekvencijske intervale ili opsege.

Instrumenti za mjerenje buke U praksi se to postiže s elektroničkim filterima, koji se ugrađuju u zvukomjere, a koji odbacuju sve zvukove s frekvencijama izvan odabranog frekvencijskog intervala. Frekvencijski intervali imaju širinu bilo jedne oktave ili 1/3 oktave (tj. terce). Oktava je frekvencijski pojas gdje se granične frekvencije odnose kao 1:2 tj. najviša frekvencija je dvostruko veća od najniže frekvencije. Mjerenjem razine zvučnog pritiska ne dobivamo veličinu koja odgovara subjektivnom osjetu buke. Da bi se to izbjeglo, zvukomjeri imaju ugrđene elektronične krugove kod kojih osjetljivost varira s frekvencijom na isti način kao uho, tako simulirajući jednake krivulje glasnoće. Rezultat ovoga su tri različito standardizirana korekcijska filtera "A", "B", "C". Postoji i četvrti korekcijski filter , "D".

Instrumenti za mjerenje buke Zato se danas najviše koristi korekcijski filtar "A" budući da namjena na "B" i "C" ne odgovaraju subjektivnom osjetu buke zato što su izrađeni za čisti ton, a buka se gotovo uvijek sastoji od složenih tonova. Većina buke koja se želi izmjeriti ima promjenjivu razinu. Pri mjerenju želimo mjeriti ove promjene što je moguće točnije. Zato su standardizirane dvije brzine detekcije odaziva, označene kao "F" (brzo) i "S" (sporo). Ako se zvuk sastoji od odvojenih impulsa ili sadrži visok razmjer udarne buke, tada vremenski odzivi "F" i "S" nisu dovoljno kratki da mjerenje čini subjektivan osjet. Za takva mjerenja zvukomjeri imaju "I" karakteristiku koja omogučava detekciju i prikaz kratkotrajne buke na način na koji čovjek opaža impulsne zvukove.

Instrumenti za mjerenje buke Budući da je zvuk oblik energije, potencijalno oštećenje sluha u određenom zvučnom polju neće ovisiti samo o razini zvuka već i o dužini trajanja. Npr. izlaganje glasnom zvuku 4h štetnije je nego izlaganje istom zvuku samo 1h. Da bi se odredilo potencijalno oštećenje sluha u zvućnom polju, mora se odraditi primljena energija na temelju razine zvuka i vremena ekspozicije. Primljenu energiju je lako odrediti za konstantnu razinu zvuka. Ako je razina zvuka promjenjiva, mjerenje se mora ponavljati tokom određenog razdoblja uzorkovanja. Na temelju ovih uzorkovanja moguće je izračunati vrijednost poznatu kao ekvivalentna neprekidna razina zvuka (Leq) koja ima isti sadržaj energije i isto potencijalno oštećenje sluha kao promjenjiva razina zvuka. Ako su promjene razine zvuka slučajne nije lako izračunati Leq. U ovakvim slučajevima upotrebljavaju se integrirajući zvukomjeri koji automatski računaju Leq.

Dozimetar Tehničke karakteristike: Nivo regulacije 70 to 140 dB(A) odstupanje 0.1 dB preciznost ± 1.5 dB frekvencija 20 Hz do 10 kHz Klasifikacija ANSI SI.25, ISO 1999 BS 6402

Konfiguracija mjernog sistema NMT 3637B Mjerni sistem za mjerenje buke prikazan na slici 2 čine 2 akvizicione jedinice NMT 3637B, mikrofonska jedinica za spoljnu upotrebu, tip 4198 i softver 7802, firme "Brüel & Kjar", Danska. U sastavu NMT 3637B su analizator nivoa buke, tip 4441, sistem kontroler, tip UL 0219 (PC računar), GPS prijemnik sa antenom, 35/36 TrackPakTM, GARMIN i 3 akumulatorske baterije od po 12 V. Mikrofonsku jedinicu 4198 čine, mikrofon 4189, pretpojačavač 2669C, štitnik od spoljašnjih uticaja (vjetra, kiše, ptica), kabl dužine 10 m i stalak. Sve komponente NMT i mikrofonske jedinice su smještene u prenosnu vodootpornu kutiju. Sistem je autonoman u pogledu napajanja i predviđen je za duži rad na otvorenom prostoru.

Ocjenjivanje i normiranje buke   Danas postoje dva osnovna sustava za ocjenjivanje i normiranje buke. Jedan sustav temelji se na mjerenju razine zvučnog tlaka LA u dB(A), a drugi se temelji na sustavu familija tzv. N – krivulja, standardiziranih od ISO. Krivulje su označene slovom N i indeksom koji brojčano odgovara oktavnoj razini zvučnog pritiska kod 1000Hz. Pri normiranju buke vrijedi odnos:                         LA = N + 5

Ocjenjivanje i Normiranje Granica za očuvanje sluha je razina buke 90dB (A), odnosno N=85 za osmosatni radni dan i 40 ili 42 – satni radni tjedan. Kada je razina buke iznad 90dB (A), obvezatno je provesti oktavnu analizu i snimljeni spektar usporediti sa zadanom N – krivuljom. Pri tome se dopušta prekoračenje krivulje u jednoj ili dvije oktave, ako nisu susjedne, za 3dB.

Ocjenjivanje i Normiranje S obzirom na njezino djelovanje na čovjeka, postoji nekoliko klasifikacija razina buke:             - do 60 dB (A) ili N 55 područje samo psihološkog djelovanja             - od 60 do 90 dB (A) ili N 55 do N85 područje ozbiljnih psiholoških i                  neurovegetativnih smetnji             - iznad 90dB (A) ili N85 područje oštećenja sluha             - iznad 120 dB (A) ili N115 područje akutnog oštećenja

Standardi za mjerenje buke Najvažniji standardi u o području mjerenja buke obuhvaćani su sstandradima • IEC (International Electrotechnical Commission) i • ISO (International Organization for Standardization), pri čemu je IEC nadležan u području konstrukcije instrumenata, a ISO u području mjerne tehnike, eksperimentalnih uslova, mjernih parametara i njihovih granica te rezultata mjerenja.

Standardi za mjerenje buke Neki od standarda koji se odnose na područje buke koja djeluje na ljude 13.140 su: • ISO 226:2003- Akustika Normalni nivo glasnosti • ISO 1996-1:2003 Akustika - Opis mjerenja okolišne buke • ISO 389-1:1994 Akustika - referentna nula za audiometrijsku opremu - prvi i drugi dio • ISO 389-3:1994 Akustika - referentna nula za kalibraciju audiometrijske opreme, treći dio.

Standardi za mjerenje buke U grupi standarda 13 340 koji se odnose na zaštitnu opremu od buke su: • ISO 4869-1:1990 Akustika-zaštitnici za uši, subjektivne metode za mjerenje pojačanja zvuka • ISO/TR 48969-4:1998 Akustika zaštitnici za uši dio4. U grupi 13.110 koji odnosi se na sigurnost mašina spadaju standardi: • ISO/TR 12100-1:1992 Sigurnost mašina,osnovni koncepti,osnovni principi dizajna,prvi dio, osnove • ISO 14121:1999 Sigurnost mašina, sigurnost principi ocjene rizika • ISO 15534-3:2000 Ergonometrijski dizajn za sigurnost opreme.

I za kraj... Doći će vrijeme kada će buka postati jedan od najvećih neprijatelja čovjeka te će se protiv nje morati boriti kao što se borio protiv kuge i kolere. Robert Koch, kraj XIX stoljeća   a danas je to stvarnost...