MetSta ry» Verkkojulkaisut» Koneturvallisuus» Artikkelit» Nro 02/2010» » Hannu Rintamäki, Työterveyslaitos

Transkriptio

1 kirjoittaja: Hannu Rintamäki, Työterveyslaitos, Fyysinen toimintakyky -tiimi otsikko: Arviointimenetelmät kuumiin ja kylmiin pintoihin koskettamisen vaikutuksista standardit kaikkien tuotteiden pintälämpötiloista aiheutuvien turvallisuusriskien hallintaan (EN ISO ja -3) julkaisupäivä: Artikkelin sisällysluettelo: 1 Taustaa Osa 1: kuumat pinnat Osa 3: kylmät pinnat... 3 Viiteluettelo... 6 Metalliteollisuuden Standardisointiyhdistys ry PL 10, Helsinki standard@metsta.fi Koneturvallisuuden verkkojulkaisu: 1 (6)

2 1 Taustaa Lämpöolojen standardien ergonomiasarjassa ISO (EN ISO 13732) on vuosina 2005 ja 2006 julkaistu standardit menetelmistä, joilla voidaan arvioida ja ennustaa kuumiin ja kylmiin pintoihin koskettamisen vaikutuksista ihmiseen: osa 1: kuumat pinnat [1] ja osa 3, kylmät pinnat [3]. Molemmista standardeista on julkaistu vuonna 2008 uudet eurooppalaiset EN ISO-painokset, joiten tekninen sisältö on kuitenkin vastaava kuin alkuperäisillä ISO-standardeilla. Lisäksi standardisarjassa on tekninen spesifikaatio: ISO/TS , joka koskee ihmisen koskettamista kohtuullisen lämpötilan omaaviin pintoihin [2]. Lämpöolojen standardit on julkaistu myös SFSkäsikirjassa [4]. Osassa 1 käsitellään kynnysarvoja, joiden perusteella voidaan arvioida ihon palovammojen syntymistä kosketuksessa kuumiin esineisiin. Epämukavuuden ja kivun vaikutuksista ei ole olemassa riittävää tieteellistä näyttöä, jotta ne voitaisiin sisällyttää standardin tähän osaan. ISO/TS 13732, osa 2 käsittelee myös epämukavuutta. Osassa 3 esitetään kynnysarvot jäähtymisen kolmelle vaikutustasolle: kipu, tunnottomuus ja paleltuma. Osien 1 ja 3 tutkimusaineisto on hankittu laajoissa monikansallissa, pääasiassa eurooppalaisin voimin toteutetuissa tutkimushankkeissa. Vaikka standardit EN ISO ja -3 ovat koneisiin liittyviä yhdenmukaistettuja standardeja, niiden soveltamisala ei ole rajoittunut vain koneisiin ne esittävät yleispätevät kaikkien tuotteiden pintojen aiheuttamien vaarojen hallinnassa käytettävissä olevat periaatteet. 2 Osa 1: kuumat pinnat Osassa 1 esitetään lämpötilan kynnysarvot palovammoille, joita syntyy ihmisen ihon joutuessa kosketukseen kuuman kiinteän pinnan kanssa. Standardissa käsitellään 0,5 s ja sitä pidempää kosketusaikaa. Standardi ei kuitenkaan koske tapauksia, joissa kuumaa pintaa koskettaa laaja ihoalue (noin 10 % tai enemmän koko ihosta). Standardi ei myöskään koske tapauksia, joissa yli 10 % pään ihosta voi olla kosketuksessa kuuman pinnan kanssa tai joissa kosketus voi aiheuttaa palovammoja kasvojen elintärkeille alueille. Standardia voidaan soveltaa kuumiin pintoihin kaikentyyppisissä kappaleissa: laitteissa, tuotteissa, rakennuksissa, luonnollisissa kappaleissa jne. Standardia voidaan soveltaa tuotteisiin, joita käytetään missä tahansa ympäristössä ja joissa sitä saattavat koskettaa terveet aikuiset, lapset, vanhukset sekä fyysisesti toimintarajoitteiset henkilöt. Standardi antaa arviointimenetelmät sekä vahingossa että tarkoituksellisesti tapahtuville kosketuksille. Ihmisten kyky reagoida vahingossa tapahtuvaan kosketukseen kuuman pinnan kanssa riippuu iästä ja fyysisestä kunnosta. Tämän vuoksi tarkoittamattoman kosketuksen kestoaika vaihtelee eri yksilöiden välillä. Yleensä olisi käytettävä vähimmäiskosketusaikaa 1 s. Jos reaktiokyvyn oletetaan hidastuneen, olisi valittava pidempi kosketusaika, esim. 4 s. Hyvin pienillä lapsilla kosketusaika voi olla jopa 15 s. Palovammakynnyksellä tarkoitetaan pinnan lämpötilaa, jonka yläpuolella syntyy ihon pintakerroksen palovamma ihon ollessa kosketuksessa kuuman pinnan kanssa tietyn kosketusajan. Palovamma vaikeusaste voi olla mikä tahansa seuraavista: - Ihon pintakerroksen palovamma: aivan pinnallisia palovammoja lukuun ottamatta orvaskesi vahingoittuu kauttaaltaan, mutta ihokarvojen juuritupet sekä tali- ja hikirauhaset säilyvät vahingoittumattomina. - Syvä ihon pintakerroksen palovamma: huomattava osa verinahan pintakerrosta ja kaikki talirauhaset vahingoittuvat ja ainoastaan ihokarvojen juurituppien ja hikirauhasten syvällä olevat osat säilyvät. - Koko ihokerroksen syvyinen palovamma: koko ihokerros vahingoittuu ja elinkelpoisia epiteelisoluja ei ole. Palovammariski on sitä suurempi - mitä enemmän mitattu pintalämpötila on palovammakynnyksen yläpuolella - mitä kauemmin pintalämpötila ylittää palovammakynnyksen - mitä vähemmän palovammalle altistuva henkilö tiedostaa palovammariskin (esim. lapset) 2 (6)

3 - mitä pienempi on mahdollisuus vastareaktion suorittamiseen - mitä saavutettavampi kuuma pinta on - mitä suurempi kosketusriski on tarkoitetussa käytössä - mitä useammin kosketus on todennäköistä - mitä vähemmän käyttäjällä voidaan olettaa olevan aiempaa tietoa tuotteen turvallisesta käsittelystä. Palovamman syntyminen riippuu sekä ihon lämpötilasta että siitä, kuinka kauan lämpötila on säilynyt kohonneena. Koska ihon lämpötila ei kuitenkaan ole helposti mitattavissa sen ollessa kosketuksessa kuuman pinnan kanssa, ei standardissa määritellä ihon lämpötila-arvoja, vaan tuotteiden kuumien pintojen lämpötila-arvoja. Pintalämpötilan mittaus on tehtävä sähköisellä lämpömittarilla, jossa on metallinen ja lämpösisällöltään pieni mittausanturi. Laitteen tarkkuuden on oltava vähintään ±1 C mittausalueella 50 C asti ja vähintään ±2 C mittausalueella yli 50 C. Pintalämpötilat, jotka aiheuttavat palovamman ihon ollessa kosketuksessa kuuman tuotteen kanssa, riippuvat ennen kaikkea tuotteen materiaalista ja ihon kosketusajasta pinnan kanssa. Muita, vähemmän merkityksellisiä tekijöitä ovat mm. ihon paksuus kosketuskohdassa, ihonpinnan kosteus (hikoilu), ihon epäpuhtaudet, kosketuksen voimakkuus, yhteenliitettyjen materiaalien erilaiset lämmönjohtavuusominaisuudet ja kynnysarvojen määrityksen epätarkkuus. Standardissa annetaan palovammakynnykset seuraaville materiaaleille: - pinnoittamattomat metallit - pinnoitetut metallit - keraamiset materiaalit, lasi ja kivimateriaalit - muovit; kuitenkaan palovammakynnyksen arvoja ei voida määrittää tämän standardin avulla, jos materiaalin lämpöhitauden suuruusluokkaa ei tiedetä lainkaan tai se poikkeaa merkittävästi standardissa esitettyjen muovien ominaisuuksista (esim. paisutettu polystyreeni). - puu. Suojaustoimenpiteet palovamman varalta ovat sitä tärkeämpiä - mitä enemmän mitattu pintalämpötila on palovammakynnyksen yläpuolella - mitä kauemmin pintalämpötila ylittää palovammakynnyksen - mitä vähemmän palovammalle altistuva henkilö tiedostaa palovammariskin (esim. lapset) - mitä pienempi on mahdollisuus vastareaktion suorittamiseen - mitä saavutettavampi kuuma pinta on - mitä suurempi on kosketusriski tarkoitetussa käytössä - mitä useammin kosketus on todennäköistä Tekniset suojaustoimenpiteet (mm. pintalämpötilojen laskeminen ja pintojen eristäminen) ovat ensisijaisia ja suositeltavia. Suojaustoimenpiteet voivat olla myös organisatorisia (mm. ohjeet ja varoituskilvet/signaalit). Myös henkilösuojaimet (vaatetus, käsineet jne.) kuuluvat luonnollisena osana suojaukseen. 3 Osa 3: kylmät pinnat Työskentely suojaamattomin käsin on usein välttämätöntä suoritettaessa tarkkuutta vaativia tehtäviä kylmässä. Kosketuksessa ihon lämpötila kuitenkin laskee, minkä välittömiä vaikutuksia voivat olla epämiellyttävyyden tuntemukset, kipu, tunnottomuus tai paleltumavamma. Lisäksi toistuvat tai hyvin pitkäkestoiset kylmäaltistukset, joissa iho jäähtyy merkittävästi, saattavat vaurioittaa hermoja ja verisuonia, vaikka kudokset eivät jäädy. Standardissa paleltuman ennustetaan tapahtuvan, jos kosketuslämpötila laskee alle 0 C. Tunnottomuuden (ihon tuntoreseptorien toiminta estyy) ennustetaan tapahtuvan, jos kosketuslämpötila laskee alle 7 C. Kylmäkivun ennustetaan ilmenevän, jos kosketuslämpötilan laskee alle 15 C. Tärkeimmät tekijät, jotka vaikuttavat käsien tai sormien jäähtymiseen kylmillä pinnoilla ovat: - kohteen pinnan ominaisuudet - kylmän pinnan ja sen ympäristön lämpötila 3 (6)

4 - ihon ja pinnan välisen kosketuksen kesto - käden tai sormen ihon ominaisuudet sekä kosketuksen tyyppi ja luonne. Standardi kuvailee menetelmiä, joita käytetään arvioitaessa kylmävamman ja muiden haitallisten vaikutusten riskiä kosketettaessa kylmää pintaa paljaalla käden tai sormen iholla. Tiedot ovat sovellettavissa yleisesti aikuisten (miesten ja naisten) terveeseen ihoon. Tämän lisäksi on tunnistettava, että myös nesteroiskeet (esim. bensiini ja typpi), joiden lämpötila on alle 0 C, saattavat aiheuttaa iholle akuutin paleltumariskin. Standardin pohjana on tietokanta, joka kerättiin viiden eurooppalaisen tutkimuslaitoksen yhteishankkeena. Kokeita tehtiin eri materiaaleille (puu, nailon, kivi, teräs ja alumiini) eri pintalämpötiloissa (-40 C...+5 C). Tutkimustuloksiin perustuen koottiin tietokannat sekä kosketus- että tarttumiskokeista. Kosketuskokeissa henkilöt koskettivat sormenpäällään materiaalia lyhytaikaisesti (enintään 120 s). Kosketusalue oli pieni. Tarttumiskokeissa henkilöt tarttuivat puristusotteella sylinterimäiseen (halkaisija 40 mm, pituus 400 mm) materiaalitankoon. Tarttuminen on jatkuvaa ja pitkäkestoista (enintään 1200 s). Kosketuskokeita suoritettiin yhteensä 1657 kaikkiaan 24 eri altistusolosuhteessa. Tulokset osoittivat, että lähes kaikissa puulla ja nailonilla tehdyissä kokeissa voitiin saavuttaa 120 s sietoraja. Teräkselle ja alumiinille tämä aikaraja voitiin saavuttaa tietyillä pintalämpötiloilla. 120 s valittiin maksimiajaksi, jonka ajan ihminen pitäisi yllä fyysistä kosketusta kylmään pintaan. Useimmissa käytännön tilanteissa ihmiset todennäköisesti irrottaisivat otteensa jo paljon aikaisemmin. Tarttumiskokeita suoritettiin yhteensä 584 kaikkiaan 21 eri altistusolosuhteessa. Vertailuarvon saamiseksi suoritettiin kokeita altistamalla kädet kylmälle ilmalle (altistus kylmälle, mutta ilman tarttumista). Useimmissa tapauksissa kosketuslämpötilat olivat kokeen päätyttyä yli 15 C. Valtaosassa tarttumismittauksista koehenkilöt irrottivat itse otteensa ennen kuin aikaa oli kulunut 20 min, johtuen kiputuntemuksista ja/tai iholämpötilan laskusta alle 15 C. Tarttumiskokeiden altistusajat olivat pitkiä, mistä johtuen annetut tiedot ovat 100 s s altistusajan välillä. Tutkimushankeen yhteydessä selvitettiin myös, mikä on riski ihon takertumiselle kylmään alumiini- ja teräspintaan. Näitä tuloksia ei kuitenkaan esitetä standardissa. Tulosten mukaan takertumisen ehdottomana edellytyksenä on kostea iho. Takertuminen alkoi, kun metallin lämpötila oli alle -5 C ja takertumisvoima saavutti maksimin, kun metallin lämpötila oli 10 C. Sormen kosketuksessa maksimaalinen takertumisvoima oli 14,7 N/3,8 cm² (noin 3,9 N/cm²). Tarttumisotteessa oli takertumisvoima suurimmillaan 78 N/96 cm² (noin 0,8 kg/cm²). Kosketuksen tai tarttumisen aiheuttamaa kylmäaltistusta analysoitaessa on tunnistettava seuraavat tekijät: - kylmät pinnat, joihin kosketaan tai joihin voidaan koskea - tarkoituksellinen tai tahaton koskettaminen - tarkoituksellisen koskettamisen taajuus - tahattoman koskettamisen todennäköisyys - kylmään pintaan kosketuksen kesto - kosketusalue - kosketusvoima. Kylmäaltistuksien riski kasvaa: - kun mitattu pintalämpötila on paljon alhaisempi kuin jäähtymiskynnys - mitä enemmän kosketusaika ylittää jäähtymiskynnyksen - mitä pienempi mahdollisuus on nopealle vetäytymiselle - mitä saavutettavampi kylmä pinta on - mitä suurempi todennäköisyys on tahattomaan koskettamiseen - mitä toistuvammin kosketus todennäköisesti tapahtuu - mitä vähemmän aikaisempaa tietoa oletetaan olevan kosketettavasta materiaalista. 4 (6)

5 Pintalämpötilat on mitattava kohteen niistä kohdista, joissa ihokosketus pinnan kanssa voi tapahtua. Mittaukset on tehtävä todellisissa toimintaolosuhteissa lämpöpareja käyttäen. Laitteen tarkkuuden on oltava ±0,5 C lämpötila-alueella C ja ±1 C alle -25 C lämpötiloissa. Standardi tarjoaa esimerkkejä erilaisista työelämän kylmäaltistustilanteista. Esimerkkejä on työstä kylmävarastointikontissa, paineilmatyökalun käytöstä, kylmässä suoritettavista huolto- ja korjaustöistä sekä koneellisesta lihanleikkauksesta. Suojaustoimet voivat olla teknisiä tai organisatorisia. Teknisiä toimenpiteitä voivat olla mm. kohteen lämpöeristäminen (esim. kuitupäällyste, korkki, puu) tai suojaukset, pinnan rakenne (esim. karhentaminen, ripojen käyttö), lämpöeristetty tai lämmitetty työkalulaatikko metallisten työkalujen pitämiseksi riittävän lämpimänä, työpisteen, kahvojen ja työkalujen lämmittäminen ja toimintaprosessin kehittäminen. Organisatorisia toimenpiteitä voivat olla esim. tekninen dokumentointi, ohjeet, koulutus, etukäteen sääolosuhteet huomioiva työn suunnittelu, henkilökohtaisten oireiden seulonta (valkoiset pisteet iholla, kipu, tunnottomuus, jne.) ja kylmistä kohteista varoittaminen. Henkilökohtaiset suojaustoimia ovat yksilölliset henkilönsuojaimet (riittävä vaatetus ja käsien suojaus), kaksinkertaiset käsineet (käytettävä ohutta sisäkäsinettä, mikäli päällyskäsine tai rukkanen rajoittaa suorituskykyä) ja ergonomisesti suunniteltu työvaatetus (esim. työkalutasku päällysvaatteiden sisäpuolella, jossa voidaan säilyttää työkalua lämpöisenä ja josta se on helppo ottaa esiin ja laittaa takaisin). 5 (6)

6 Viiteluettelo 1 [1] SFS-EN SO Lämpöolojen ergonomia. Arviointimenetelmät pintoihin koskettamisen vaikutuksista ihmiseen. Osa 1: Kuumat pinnat Ergonomics of the thermal environment -- Methods for the assessment of human responses to contact with surfaces -- Part 1: Hot surfaces (ISO : 2006) [2] ISO/TS :2001. Ergonomics of the thermal environment -- Methods for the assessment of human responses to contact with surfaces -- Part 2: Human contact with surfaces at moderate temperature [3] SFS-EN ISO Lämpöolojen ergonomia. Arviointimenetelmät pintoihin koskettamisen vaikutuksista ihmiseen. Osa 3: Kylmät pinnat Ergonomics of the thermal environment -- Methods for the assessment of human responses to contact with surfaces -- Part 3: Cold surfaces (ISO : 2005) [4] SFS-käsikirja Koneiden turvallisuus. Osa 12: Pintalämpötilat ja lämpöolot, 2010 (julkaistaan) 1 Tarkemman tiedot voimassa olevista SFS- ja EN- ja ISO-standardeista sekä SFS-käsikirjoista löytyy SFS-verkkokaupasta: ja SFS-käsikirjojen osalta myös osoitteesta: 6 (6)