Znaczenie ochron osobistych w BHP i po prostu w codziennym życiu rośnie, w miarę jak rośnie też oddziaływanie szkodliwych czynników, z czego zdajemy sobie sprawę coraz powszechniej. Centralny Instytut Ochrony Pracy podejmuje więc ciągle nowe, zaskakujące wdrożenia w tej dziedzinie.
Ważne nurty prac poza szkodliwymi emisjami chemicznymi to ochrona przed urazami mechanicznymi, nadmiernym hałasem i wibracją oraz niskimi lub zbyt wysokimi temperaturami.
Zabójcy drgań
W Konkursie im. Stanisława Staszica organizowanym przez FSNT-NOT, rozstrzygniętym w 2022 r. Brązowy Laur Innowacyjności 2021 przyznano za Metamateriał akustyczny do zastosowania w układach dźwiękoizolacyjnych do ograniczania hałasu w warunkach przemysłowych autorstwa mgr inż. Grzegorza Szczepańskiego. Zastosowane metamateriału w praktyce gospodarczej może przynieść znaczące korzyści na rzecz poprawy warunków pracy i ograniczania narażenia pracowników na hałas, który jest najczęstszym czynnikiem szkodliwym związanym ze środowiskiem pracy.
Warto w tej dziedzinie zauważyć też Opracowanie ustrojów antywibracyjnych o innowacyjnych strukturach 3D dr inż. Piotra Kowalskiego. Wybrano technologię druku 3D MJF (Multi Jet Fusion) oraz dwa podstawowe materiały, z których wykonano modele ustrojów antywibracyjnych 3D.
Kolejnym projektem zwalczającym skutki wibracji jest Opracowanie rękawic antywibracyjnych z inteligentnym układem termicznym dr. inż. Jacka Zająca. Opracowano końcową wersję modelu rękawicy.
Rękawica antywibracyjna
Wyznaczono współczynniki przenoszenia drgań przez model. Stwierdzono, że spełnia on minimalne wymagania dla rękawic antywibracyjnych określonych w normie PN-EN ISO 10819:2013 – tłumi drgania w zakresie częstotliwości 25 – 1250 Hz. Przeprowadzono weryfikacyjne badania temperatury wewnątrz modelu rękawicy podczas ekspozycji na drgania w warunkach laboratoryjnych i rzeczywistych. Średnie odchylenia od wartości komfortowej temperatury 32 °C nie przekraczają w obszarze palców 4%, a środkowej części dłoni – 1,4%, podczas gdy w przypadku standardowej rękawicy antywibracyjnej odchylenia te osiągają wartości do ok. 14% w obszarze palców i 11% w obszarze środkowej części dłoni. Opracowano dokumentację techniczną, a także zgłoszono wzór użytkowy. Wszechstronny zakres przeprowadzonych badań pozwolił na przygotowanie wielu publikacji naukowych na ten temat.
Pojawiło się kilka innych projektów doskonalących rękawice robocze. W rozwiązaniu Zastosowanie mechanizmów biomimetycznych w celu poprawy właściwości adhezyjnych i hydrofobowych materiałów polimerowych stosowanych w rękawicach ochronnych dr hab. inż. Emilia Irzmańska postawiła sobie za cel poprawę precyzji chwytu, szczególnie w kontakcie z przedmiotami mokrymi i zanieczyszczonymi, przez użycie funkcjonalnych superhydrofobowych materiałów polimerowych cechujących się rozwiniętą powierzchnią rzeczywistą zdolną do odwracalnej adhezji. Jako źródło inspiracji wytypowano powierzchnię liścia lotosu, płatków róż oraz powierzchni łap gekona i skóry owadów.
Łuska gekona
Poprawienie odporności na przecięcie rękawic dzięki nanododatkom mineralnym w konstytutywnych strukturach bionicznych zaproponowała mgr inż. Paulina Kropidłowska. Jako źródło inspiracji wytypowano zwierzęta z rodziny gadów, których skóra pokrywa jest łuskami i tarczkami oraz z gatunku ssaków łożyskowych, których skóra zbudowana jest z płytkowych systemów ochronnych. Wypukłe struktury inspirowane bioniką otrzymywano poprzez naniesienie past polimerowych wzmocnionych dodatkami zróżnicowanymi pod względem składu chemicznego oraz frakcji ziaren.
Projekt, który zdobył już kilka nagród na wystawach to rękawica do zastosowań zawodowych z aktywnym systemem ogrzewania. Szacuje się, że poprawa komfortu pracy może dotyczyć ponad 500 tys. pracowników, którzy są narażeni na działanie niskiej temperatury. Rękawice powinny dawać komfort termiczny podczas całego cyklu pracy, być ergonomiczne oraz efektywnie utrzymywać odpowiednią temperaturę skóry rąk. Takim rozwiązaniem są opracowane w CIOP-PIB (we współpracy z Politechniką Warszawską, F.H. JAKAR Sp. j., REK-SWED Sp. z o. o.) dwa wzory konstrukcyjne rękawic ogrzewanych (pięciopalcowych i dwupalcowych). Umiejscowienie modułu tekstylnego w części grzbietowej rękawicy pozwala na swobodny dopływ powietrza do zastosowanego elementu grzejnego i na łatwą dystrybucję ciepła wewnątrz. Stały dopływ powietrza umożliwia wydzielanie się ciepła z elementu grzejnego do 8 godzin. Element grzejny zawiera mieszaninę związków mineralnych: cząstek żelaza, węgla aktywnego, chlorku sodu, diatomitu i wermikulitu, których aktywność wynika z reakcji o prostym działaniu – następuje pod wpływem dostępu tlenu z powietrza.
But sobie szewcem
Czy podeszwy obuwia mogą się same naprawić? Pionierski wynalazek CIOP-PIB, nagrodzony na INTARG 2022 to potwierdza. Proces naprawczy przebiega bardzo podobnie do procesu biologicznego w organizmach żywych, gdzie pierwszą reakcją jest wyzwolenie lub uruchomienie samonaprawy, prawie natychmiast po uszkodzeniu. Drugą jest automatyczny transport materiałów samonaprawiających do obszaru pęknięcia. Trzecią jest naprawa chemiczna. Przykłady z przyrody to zabliźnianie ran skóry ssaków, przepływ i krzepnięcie krwi, zrastanie się pękniętych kości i kompartmentalizacja, czyli mechanizm budowy wewnętrznych ścianek zabezpieczających organizm, przed przenikaniem substancji szkodliwych do wrażliwych części rośliny. Wybranym mechanizmem zastosowanym w podeszwach obuwia ochronnego jest system na bazie mikrokapsułek. Środek naprawczy uwalnia się, kiedy rozrywane są w momencie uszkodzenia. Środek naprawczy wypełnia uszkodzone mechanicznie miejsce w podeszwie rozpoczynając w ten sposób mechanizm samonaprawy.
jaz.
