المخاطر الفيزيائية الحرارة

مشرف الصحه والسلامه المهنيه مصطفي حطب
المخاطر الفيزيائية - الحرارة
لحرارة في بيئة العمل:

الحرارة هي إحدى أشكال الطاقة ويمكن أن تنتج الحرارة في بيئة العمل من مصادر طبيعية مثل أشعة الشمس أو صناعية مثل الأفران وغيرها. حيث يتم تبادل الحرارة بين هذه المصادر والأجسام الموجودة في حيز العمل بطرق تبادل الحرارة المعروفة ( إشعاع – تماس – حمل ) وسنرى لاحقاً بأن الإنسان يتبادل الحرارة بهذه الطرق بالإضافة إلى أمور أخرى خاصة.ولكن هل يكفي تحديد مصادر الحرارة وطرق التبادل لمعرفة كمية الحرارة التي يتعرض لها الإنسان بالطبع لا فهناك عوامل أخرى تؤثر على التوازن الحراري

العوامل المؤثرة على التوازن الحراري:
يعتبر التوازن الحراري حالة شخصية وتعبر عن الحياد اتجاه الشعور بالحرارة أو البرودة وتؤثر عدة عوامل على تحقيق التوازن الحراري وهي:

1- مستويات الحرارة:
ويعبر عن مستويات الحرارة بـ:
- درجة حرارة الهواء وتسمى بدرجة الحرارة الجافة DB
- درجة الحرارة الإشعاعية GT
- درجة الحرارة الرطبة WB وتفسر نسبة رطوبة الهواء

2- الاستقلاب M وحريرات العمل W:
إن الإنسان بطبيعته ينتج الحرارة وإنتاج هذه الحرارة يزداد نتيجة الفعاليات المهنية التي يمارسها العامل وتسمى هذه العملية بالاستقلاب وهي نتيجة صرف الحريرات. والتي يتم تحديدها بشكل واقعي بعد الأخذ بالاعتبارات التالية:
- تحديد قيمة الاستقلاب الأساسي للإنسان. والتي تحسب للشخص المرجعي:
بـ 90 ك كالوري / ساعة
- تحديد حريرات الفعالية المهنية الإضافية (حريرات العمل) . والتي تحسب بعدة طرق تعتمد بشكل أساسي على تحديد الاستقلاب الناجم عن كل من:
وضعيات العمل - إجهاد الفعالية ونمط العمل
وكمثال على ذلك:



3- حركة الهواء:
وهي عبارة عن سرعة الهواء الطبيعية أو الصناعية أو نتيجة تيارات الحمل الحراري
4- التأقلم:
يمكن أن يزداد تأقلم الأشخاص العاديين مع تقلبات درجات الحرارة نتيجة برامج تأقلم تعد حسب طبيعة كل عمل
5- اللباس:
تشكل الملابس المناسبة حاجز إضافي لعزل الجلد عن الوسط الحار أو البارد
6- العوامل الشخصية:
تؤثر العوامل الشخصية بشكل فعال بالتوازن الحراري مثل : لون الجلد – التعرق – الجنس - العمر – الحالة الصحية والنفسية
7- زمن التعرض:
عندما يكون زمن التعرض صغير فيمكن تحقيق التوازن الحراري ولكن هذا التوازن يختلف مع طول الزمن

التبادل الحراري HEAT EXCHANGE:

يعتبر جسم الإنسان مصدراً مهماً لإنتاج وتبادل الحرارة مع البيئة المحيطة حيث يتم التبادل الحراري بين الإنسان والبيئة المحيطة عن طريق أربعة طرق وهي:

1- التبادل بالحمـــل CONVECTIONنرمز لهاC : وهو أسلوب انتقال الحرارة بواسطة الهواء حيث ينتقل الهواء الساخن للأعلى والهواء البارد للأسفل

C = 8.3 V 0-5 (Ts – Ta)

Ts درجة حرارة الجلد مْ
Ta درجة حرارة الهواء مْ
V سرعة الهواء م/ثا

2- التبادل بالتمـاس CONDUCTION نرمز لها k: يتم انتقال الحرارة من خلال التلامس المباشر بين أسطح وجزيئات حارة إل أسطح وجزيئات أقل حرارة ويستمر هذا التبادل حتى حصول التوازن

3- التبادل بالإشعاعRADIATION نرمز لهاR : وهو عبارة عن انتقال الحرارة من مصدر تولدها إلى الوسط المحيط عن طريق طاقة

R = hr (Ts – Tr)

Ts درجة حرارة الجلد مْ
Tr درجة حرارة السطوح المحيطة مْ
hr معامل تبادل الحرارة الاشعاعية (جدولي)

4- التبادل بالتبـــخر EVAPORATION نرمز لها E : وهو فقد الحرارة بالتعرق

E = he (Ps – Pa)

Ps ضغط بخار الماء للجلد
Pa ضغط بخار الماء للهواء
he معامل التبخر(جدولي)


Ts درجة حرارة الجلد مْ
Tr درجة حرارة السطوح المحيطة مْ
hr معادل تبادل لحرارة الاشعاعية (جدولي)

ولحساب كمية الحرارة التي يختزنها الجسم S ( + في بيئة العمل الحارة ، - في بيئة العمل الباردة) يتوجب علينا حساب ما يلي:
-Cresp : معدل تبادل الحرارة بالحمل من خلال التنفس
- Eresp: معدل تبادل الحرارة بالتبخر من خلال التنفس

ويتم حساب كمية الحرارة بالعلاقة التالية:

S = (M+W) + R + C + K + (Cresp +Eresp ) + E

لكن في الصناعة ولصغر معدلات تبادل الحرارة بالتنفس تعتمد العلاقة التالية:

S = (M+W) + R + C + K + E

العوامل البيئية:
وهي العوامل التي يتوجب علينا قياسها لدراسة تأثير البيئة الحرارية على جسم الإنسان
1- حرارة الهواء Ta
2- الرطوبة النسبية RH
3- حركة الهواء v
4- الحرارة الاشعاعية Tg

وفيما يلي جدول يبين الدور الذي تلعبه هذه العوامل في عمليات التبادل الحراري:



في الجو الطبيعي وحالة الراحة نفقد الحرارة بالنسب التالية:
E: 30% - R: 45% - C: 25%


أ- معايير التعرض المهني لدرجات الحرارة المرتفعة:
ويمكن معرفة حدودها من خلال جداول خاصة تسمى جداول السماحية

1- الحرارة الفعالة EFFECTIVE TEMPRATURE:
تعتمد على RH , V , T

2- مؤشر الشدة الحرارية HEAT STRESS INDEX:
تعتمد على R , RH , M , V , T

3- مؤشر الحرارة الرطبة الاشعاعية WBGT وهو الأكثر استخداماً:
تعتمد على قياس الحرارة الاشعاعية GT - الحرارة الرطبة NWB - الحرارة الجافة DB
وتحسب على الشكل التالي:
في الجو الخارجي:
WBGT = 0.7 NWB + 0.2 GT + 0.1 DB

في داخل صالة:
WBGT = 0.7 NWB + 0.3 GT

الحدود العتبية لدرجات الحرارة الرطبة الإشعاعية:



ب- معايير التعرض المهني لدرجات الحرارة المنخفضة:

تعيبر برودة الأطراف من العلامات الأولى لتأثر الجسم بالبرودة

الحدود العتبية لفترات التعرض لدرجات الحرارة المنخفضة:



أجهزة القياس المستخدمة:

1- مقياس سرعة الهواء
2- مقياس الرطوبة : البسايكومتر
3- مقياس الحرارة الجافة : ميزان حرارة عادي بسائل (زئبقي أو كحولي)
4- مقياس الحرارة الاشعاعية : ميزان حرارة له كرة سوداء
5- مقياس الحرارة الرطبة : ميزان حرارة له وعاء نضع فيه ماء مقطر وفلتر

ولكن حالياً هناك جهاز رقمي يحتوي على جميع مقاييس الحرارة هذه ويقيس الرطوبة النسبية ويحسب مباشرة مؤشر الحرارة الرطبة الاشعاعية

مبادئ السيطرة على الحرارة:
- على الاستقلاب:
أتمتة العمل - مشاركة العمل بين الأفراد - زيادة فترات الراحة

- على انتقال الحرارة بالإشعاع:
عزل مصدر الحرارة - ارتداء الملابس الواقية من الحرارة (تغطية الجسم)

- على انتقال الحرارة بالحمل:إذا كانت درجة الحرارة فوق 36ْ :
إنقاص درجة الحرارة - زيادة سرعة الهواء - تخفيف الملابس

- على انتقال الحرارة بالتبخر:
زيادة التعرق بزيادة سرعة الهواء - إنقاص الرطوبة

تأثيرات الشدة الحرارية:

1- تأثيرات فيزيولوجية ونفسية: نقص الفعالية - التهيج - الغضب

2- تأثيرات مرضية:
- الصدمة الحرارية HEAT STROKE: إن ارتفاع الرطوبة النسبية أو ارتفاع درجة الحرارة بشكل مفاجئ يؤدي إلى فشل التنظيم الحراري في الجسم مما يسبب نقص التبادل الحراري عن طريق التبخر (بالتعرق) ويحدث اضطرابات في الدورة الدموية.

- الإجهاد الحراري HEAT EXHAUSTION: عند العمل في أجواء ذات درجات حرارة مرتفعة لفترات طويلة تحدث حالة انهيار للجسم نتيجة زيادة توسع الأوعية الدموية ونقص فعالية الدوران و نقص ضغط الدم ونقص فعالية القلب ونقص الدم الوارد إلى الكلية وزيادة نسبة الأملاح في الدم

- التقلص الحراري HEAT CRAMPS: عند العمل في أجواء ذات درجات حرارة مرتفعة ورطوبة نسبية منخفضة فإن التعرق يزداد مما يؤدي إلى فقدان الجسم لكميات كبيرة من الأملاح وخاصة NacL وهذا ما يسبب تقلصات غير إرادية في العضلات

مبادئ السيطرة على البرودة:

حيث أن مناطق العمل الباردة هي مناطق عمل إجبارية لا يمكن زيادة درجات الحرارة فيها كالبرادات لذا نلجأ إلى:
- تأمين الألبسة الواقية المناسبة لأماكن العمل
- تأمين غرف وسيطة بين الغرف المنخفضة درجة الحرارة والجو الخارجي
- أن تكون الغرف البرادة ذات أقفال سهلة الفتح من الداخل
- تأمين فتحات مراقبة لمراقبة العمال داخل الغرف الباردة

تأثيرات الحرارة المنخفضة:

- اضطرابات عصبية ووعائية في الأطراف
- الصدمة الباردة : عند الدخول لمكان بارد جداً والتي قد تؤدي لتقلصات عضلية
- وهناك الأمراض المزمنة مثل شعث البرد وغيره