APRESENTAÇÃO: MEMORIAL DE CÁLCULO E ESTUDO DE … CURSO Vibracao no Corpo... · Em 1983, a NIOSH...

1 (por Rogério Dias Regazzi) Todos os direito reservados

APRESENTAÇÃO: MEMORIAL DE CÁLCULO E ESTUDO DE CASO

INSTRUTOR Rogério Dias Regazzi

M.Sc e Engenheiro de Segurança do Trabalho Diretor 3R Brasil Tecnologia Ambiental

Diretor Isegnet.com.br e inovando no isegnet

ASSUNTO: DIVULGAÇÃO PARA A SOSCIEDADE ATRAVÉS DO PORTAL WWW.ISEGNET.COM.BR E INOVANDO NO ISEGNET

ANÁLISE DE VIBRAÇÕES – CURSO VCH – PARCERIA 3R BRASIL

APRESENTAÇÃO:

Em 1983, a NIOSH - National Institute for Occupational Safety and Health publicou um documento sobre os critérios que descrevem o risco de síndrome Reynolds da vibração em mãos e braços encontradas nos trabalhadores que exercem funções com ferramentas que vibram direta ou indiretamente ou máquinas manuais pneumáticas e elétricas. Desde então vem expandindo um conhecimentos continuou deste assunto permitindo compreender melhor os riscos enfrentados pelos trabalhadores também com relação à vibração no corpo inteiro como, por exemplo, aqueles que exercem atividade: dirigem veículos off road, ônibus, tratores, veículos marítimos, aeronave, ou os que estão expostos a vibração contínua em plataformas ou prédios. Nós não sabemos, ou pelo menos não há consenso sobre a extensão completa dos transtornos causados por vibrações transmitidas nas mãos e braços (por exemplo, alterações vasculares, neurológicas, muscular, articular, do sistema nervoso central), ou a patogênese de qualquer distúrbio específico causado pela vibração somada a outros fatores (por exemplo: fatores ergonômicos, fatores ambientais, ou fatores individuais). Sabemos que a exposições a vibrações elevadas transmitida à mão causam tanto as alterações vasculares quanto neurológicas agudas, que podem estar relacionadas com doenças crônicas. Sabemos que muitas pessoas apresentam dores nas costas e que algumas destas estão expostas a vibração de corpo inteiro. Sabemos que na população em geral, a exposição ocupacional a vibrações não são a principal causa de problemas nas costas, e que fatores ergonômicos e fatores pessoais são freqüentemente envolvidos. Sabemos, por exemplo, que a vibração e o choque podem impor tensões que complementar a outros esforços, aumentando a probabilidade de doenças ocupacionais. O que podemos afirmar e saber é que os métodos de medição e os métodos de avaliação foram definidos em função das freqüências (1/3 de oitavas), sentidos e durações, e, portanto, os valores de medição são ponderados de forma a prever a gravidade relativa das diferentes formas de vibrações indicando as grandezas que podem ser perigosos


EXIGÊNCIA PARA FABRICANTES DE MÁQUINAS E FERRAMENTAS A diretiva Européia elucida os deveres dos fornecedores e fabricantes introduzidos pela primeira vez em 1989, com a idéia de destinar uma resolução internacional para eliminar as barreiras ao comércio entre seus membros e parceiros. Ela coloca também em evidência os direitos do consumidor sobre os fabricantes e fornecedores de máquinas, de forma a este melhor conceber os seus produtos para eliminar ou reduzir os riscos para a saúde e segurança, informando o usuário sobre quaisquer riscos inerente ao produto e o seu uso seguro (por exemplo, treinamento de operadores, manutenção e seleção de consumíveis). Existem requisitos específicos para minimizar os riscos de vibração e para declarar a emissão de vibrações de forma confiável. Se a emissão da vibração de uma máquina através de uma auto-declaração é compatível com o uso no mundo real, pode ser suficiente para informar ao usuário os riscos da exposição de vibração em função do tempo de uso, desta forma estabelecendo um programa de gerenciamento de riscos em função da atividade que será executada com a ferramenta ou máquina. 1. PROCEDIMENTOS E CÁLCULOS Medição de Valores em RMS Se o sinal para análise for de curta duração ou a sua magnitude varia substancialmente com o tempo, uma simples medição não será suficiente; nestas condições deve-se usar um integrador. Faixa de Freqüência A faixa de freqüência do analisador de 1/3 de oitava deve ser no mínimo de 1 a 1.500; o transdutor de vibração deverá ser leve o suficiente para a aplicação específica. Desta forma podemos cobrir os critérios de análise de vibração em corpo inteiro e mãos e braços. Avaliação de freqüências discretas (simples) Os limites mostrados nas tabelas 1 e 2 no corpo deste documento, são válidos para vibrações de freqüência discreta, atuando nas direções longitudinal (az) ou transversal (ax, ay), respectivamente. Avaliação de freqüências discretas (múltiplas) Quando a vibração ocorre simultaneamente em mais de uma freqüência discreta que esteja na banda de 1 a 80 Hz, o valor médio quadrático da aceleração de cada componente de freqüência será avaliado separadamente em relação ao limite apropriado nesta freqüência. O nível global ponderado poderá também ser usado.


Vibração esporádica de banda estreita concentrada em banda de um terço de oitava ou menos. No caso de vibração de banda estreita concentrada em banda de um terço de oitava ou menos, o valor eficaz da aceleração dentro da banda deve ser avaliado com referência ao limite apropriado no centro de freqüência daquela da banda. Vibração de banda larga No caso de vibração distribuída de banda larga, seja ela esporádica ou não, ocorrendo em mais de uma banda de um terço de oitava, o valor eficaz da aceleração em cada uma destas bandas deve ser avaliado separadamente, com referência ao limite apropriado na freqüência central daquela banda. Quando ocorrem vibrações com diversas freqüências sobrepostas, os processos acima pressupõem que, com respeito à tolerância humana, não ocorrem interações significativas. Para caracterizar os efeitos no homem da vibração existente em um ambiente através de uma única quantidade e, para simplificar medições para situações em que a análise do espectro é difícil ou inconveniente, o sinal de vibração global para a amplitude de freqüência 1 a 80 Hz pode ser avaliado através de um circuito elétrico. Este circuito de avaliação – para ser inserido entre o “pick-up” (acelerômetro) de vibração e o medidor – terá uma perda de inserção com uma resposta de freqüência de acordo com as curvas da tabela 1 para az e da tabela 2 para medições de vibração ax ou ay. A perda de inserção deve ser zero para a banda 4 a 8 Hz para medições az e para a banda 1 a 2 Hz para medições ax e ay . As características do circuito não devem desviar mais que ± 1 dB entre duas bandas de freqüências e mais que ± 2 dB para as outras bandas de freqüência. As duas freqüências fixas são 6,3 Hz e 31,5 Hz para medições az e 1,25 Hz e 31,5 Hz para medições ax e ay.

Os valores de vibração total assim medidos, serão apresentados respectivamente como azw e axw ou ayw de acordo com a direção da medição e devem ser comparados ao valores permissíveis na banda entre 4 e 8 Hz para az e na banda entre 1 e 2 Hz para vibração ax e ay. Estima-se que este método proposto para caracterizar um único número da vibração de um ambiente e para comparar este número com os critérios de exposição, seja apenas uma aproximação (como no caso de uso de dosímetro de vibração que ainda impossibilita verificar a veracidade do sinal). Entretanto, na maioria dos casos práticos, a diferença é pequena entre o método detalhado de avaliação do limite de banda de um terço de oitava e o método de medição de vibração total avaliado. Além disso, o método de avaliação resulta de uma apreciação ultra conservadora dos efeitos de vibração. Isto é, dependendo do espectro de vibração, os valores permissíveis azw, axw e ayw poderiam ser elevados acima dos valores determinados pela banda de freqüência mais sensível na tabela 1 (4 a 8 Hz) e na tabela 2 (1 a 2 Hz). Em tais casos, onde a avaliação segundo o método de aceleração total avaliado resulta em níveis ilícitos, o método


de escolha recomendado é o método detalhado, usando-se a análise de freqüência de banda de um terço de oitava. No caso menos favorável, (em que o espectro a ser medido é um espectro de banda larga, com um espectro de banda de um terço de oitava correspondente à perda de inserção dos filtros, ou seja, na forma das curvas de ponderação), o nível de vibração total avaliado será 13 dB acima dos níveis de um terço de oitava nas bandas de freqüência mais sensíveis. Estes critérios de exposição aplicados ao método de avaliação aproximado seriam 13 dB, muito conservadores também, produzindo acelerações quatro vezes mais baixas do que seria permitido usando-se o método de análise de banda de um terço de oitava. No caso mais favorável em que toda energia vibratória esteja em uma única banda de um terço de oitava, os dois métodos produzem resultados idênticos. Vibração em mais de uma direção simultaneamente. Se ocorrem vibrações em mais de uma direção simultaneamente (vibração “multiaxial” ou “multiplanar”) os limites correspondentes aplicam-se separadamente a cada componente vetorial nos três eixos. Duração (tempo de exposição) da vibração Como base para avaliar tempo de exposição, admite-se a relação entre qualquer limite e tempo dados, conforme ilustrado nas tabelas 1 e 2. O nível de aceleração tolerável aumenta com a diminuição do tempo de exposição, como está indicado nas tabelas para tempos de exposição diária de 1 minuto a 24h. Estes limites aplicam-se, quando a exposição for contínua para o período declarado e quando for repetida diariamente por muitos anos. Por exemplo, para um operário industrial em ambiente vibratório ou para um motorista de veículos de transporte. No caso de uma exposição diária interrupta ou da divisão de exposição em vários intervalos, os efeitos de vibração no homem podem ser abrandados por certo grau de recuperação, a qual, se ocorrida, permitiria a prolongação das exposições totais toleráveis indicadas nas tabelas 1 e 2. Entretanto, não existem ainda dados quantitativos relativos a efeito de recuperação e, portanto, tal efeito não é permitido nesta Norma Internacional. Se a exposição à vibração é interrompida por pausas durante o dia de trabalho, mas a intensidade da exposição permanece a mesma, o tempo efetivo de exposição diária total é obtido simplesmente pela soma dos tempos de exposição individual. Se o valor rms da amplitude da aceleração varia apreciavelmente com o tempo ou se a exposição diária total é composta de vários tempos de exposição individual ti, a diferentes níveis Ai, então, uma “exposição total equivalente” (aleq) é obtida através de processos internos dos equipamentos de medição que fornecem o nível equivalente contínuo por terças de oitavas (A) e posteriormente realizado a ponderação para a obtenção do (A8).


Nos casos manuais sem a utilização de analisador de vibração no corpo humano o primeiro passo é escolher um valor imaginário conveniente A’ dentro da amplitude dos valores Ai. Por referência aos dados apropriados mostrados nas tabelas 1 e 2, um tempo permissível correspondente T’ é encontrado A’. Da mesma forma, tempos permissíveis correspondentes são encontrados para cada um dos valores Ai. Os “tempos de exposição equivalentes” ti são calculados a partir da relação: Para a aceleração imaginária A’, estes tempos são equivalentes aos valores de tempo real ti para as diversas acelerações Ai. Os tempos efetivos equivalentes ti assim obtidos, são em seguida somados para dar: O tempo T’ é o tempo de exposição total equivalente “para a aceleração imaginária A’: t’ é o tempo de exposição permissível para a aceleração A’. A razão τ’/T’ é o fator determinante para julgar a tolerabilidade de uma “exposição equivalente” assim calculada: Esta razão não deve ser menor que a unidade, isto é não pode exceder a unidade. Em casos em que a exposição à vibração, seja ela contínua por mais de 24 h, os limites especificados nesta Norma Internacional devem ser considerados aplicáveis a cada período de 24 h ou à parte remanescente disso; em outras palavras, ao computar-se um tempo de exposição total equivalente, o período sobre o qual a exposição individual será integrada está limitado a 24 h.

i

i . t τ

τ ′=′

it

∑ ∑′

′==′i i

' Ti

i

tt

ττ

∑′

ii

t

τ


Avaliações de Corpo Inteiro “Nível de eficiência reduzido (Fadiga)” A fadiga (nível de eficiência reduzido) em função de freqüência e tempo de exposição diária de 1 minuto a 24h são apresentados nas tabelas 1 e 2 respectivamente, a seguir. O limite especifica um ponto além do qual a exposição à vibração pode ser considerada portadora de um risco significativo que afetará a eficiência de trabalho em muitos tipos de tarefa, em particular aquelas em que os efeitos dependentes de tempo (“fadiga”) são conhecidos por piorarem o desempenho (por exemplo: dirigir veículos). O grau real de interferência de tarefa em qualquer situação depende de muitos fatores, incluindo características individuais, assim como a natureza e a dificuldade da tarefa. Entretanto, os limites recomendados aqui mostram o nível geral em que tal interferência se inicia, a dependência da freqüência e a dependência do tempo comumente observados. Os dados em que esses limites estão baseados provêm principalmente de estudos sobre pilotos de aviação e motoristas. TABELA 1 - Valores numéricos de “nível de eficiência reduzido (fadiga)" para aceleração da vibração na direção

longitudinal az (pé - cabeça) (ver figura 2a).

Aceleração (m/s2)

Tempo de Exposição

Freqüência (centro

da banda de 1/3 de

oitava)

24 h 16 h 8 h 4 h 2,5 h 1 h 25 min 16 min 1 min 1,0 0,280 0,425 0,63 1,06 1,40 2,36 3,55 4,25 5,60 1,25 0,250 0,375 0,56 0,95 1,26 2,12 3,15 3,75 5,00 1,6 0,224 0,335 0,50 0,85 1,12 1,90 2,80 3,35 4,50 2,0 0,200 0,300 0,45 0,75 1,00 1,70 2,50 3,00 4,00 2,5 0,180 0,265 0,40 0,67 0,90 1,50 2,24 2,65 3,55 3,15 0,160 0,235 0,355 0,60 0,80 1,32 2,00 2,35 3,15 4,0 0,140 0,212 0,315 0,53 0,71 1,18 1,80 2,12 2,80 5,0 0,140 0,212 0,315 0,53 0,71 1,18 1,80 2,12 2,80 6,3 0,140 0,212 0,315 0,53 0,71 1,18 1,80 2,12 2,80 8,0 0,140 0,212 0,315 0,53 0,71 1,18 1,80 2,12 2,80 10,0 0,180 0,265 0,40 0,67 0,90 1,50 2,24 2,65 3,55 12,5 0,224 0,335 0,50 0,85 1,12 1,90 2,80 3,35 4,50 16,0 0,280 0,425 0,63 1,06 1,40 2,36 3,55 4,25 5,60 20,0 0,355 0,530 0,80 1,32 1,80 3,00 4,50 5,30 7,10 25,0 0,450 0,670 1,0 1,70 2,24 3,75 5,60 6,70 9,00 31,5 0,560 0,850 1,25 2,12 2,80 4,75 7,10 8,50 11,2 40,0 0,710 1,060 1,60 2,65 3,55 6,00 9,00 10,6 14,0 50,0 0,900 1,320 2,0 3,35 4,50 7,50 11,2 13,2 18,0 63,0 1,120 1,700 2,5 4,25 5,60 9,50 14,0 17,0 22,4 80,0 1,400 2,120 3,15 5,30 7,10 11,8 18,0 21,2 28,0

Os valores acima definem o limite em termos de valor eficaz (RMS) da vibração de frequência simples (senoidal) ou valor eficaz na banda de um terço de oitava para a vibração distribuída.


TABELA 2 - Valores numéricos de “fadiga—nível de eficiência reduzido para aceleração de vibração na direção

transversa a ou a (costas-peito ou lado a lado) (veja a figura 3a).

Aceleração (m/s2)

Tempo de Exposição

Freqüência (centro

da banda de 1/3 de

oitava)

24 h 16 h 8 h 4 h 2,5 h 1 h 25 min 16 min 1 min 1,0 0,100 0,150 0,224 0,355 0,50 0,85 1,25 1,50 2,0 1,25 0,100 0,150 0,224 0,355 0,50 0,85 1,25 1,50 2,0 1,6 0,100 0,150 0,224 0,355 0,50 0,85 1,25 1,50 2,0 2,0 0,100 0,150 0,224 0,355 0,50 0,85 1,25 1,50 2,0 2,5 0,125 0,190 0,280 0,450 0,63 1,06 1,6 1,9 2,5 3,15 0,160 0,236 0,355 0,560 0,8 1,32 2,0 2,36 3,15 4,0 0,200 0,300 0,450 0,710 1,0 1,70 2,5 3,0 4,0 5,0 0,250 0,375 0,560 0,900 1,25 2,12 3,15 3,75 5,0 6,3 0,315 0,475 0,710 1,12 1,6 2,65 4,0 4,75 6,3 8,0 0,40 0,60 0,900 1,40 2,0 3,35 5,0 6,0 8,0 10,0 0,50 0,75 1,12 1,80 2,5 4,25 6,3 7,5 10 12,5 0,63 0,95 1,40 2,24 3,15 5,30 8,0 9,5 12,5 16,0 0,80 1,18 1,80 2,80 4,0 6,70 10 11,8 16 20,0 1,00 1,50 2,24 3,55 5,0 8,5 12,5 15 20 25,0 1,25 1,90 2,80 4,50 6,3 10,6 16 19 25 31,5 1,60 2,36 3,55 5,60 8,0 13,2 20 23,6 31,5 40,0 2,00 3,00 4,50 7,10 10,0 17,0 25 30 40 50,0 2,50 3,75 5,60 9,00 12,5 21,2 31 ,5 37,5 50 63,0 3,l5 4,75 7,10 11,2 16,0 26,5 40 45,7 63 80,0 4,00 6,00 9,00 14,0 20 33,5 50 60 80

Observação: Os valores acima definem o limite em termos de valor eficaz de vibração de frequência simples (senoidal) ou valor eficaz da banda de um terço de oitava para a vibração distribuída.

Deve-se notar que, para o homem, as bandas de freqüências mais sensíveis (nas quais o limite estabelecido é mais baixo) estão entre 4 a 8 Hz para vibração longitudinal (az) e abaixo de 2 Hz para vibração transversal (ax, ay); e que a tolerância à vibração decresce em função do aumento do tempo de exposição. Comparando-se as tabelas 1 e 2, observa-se que enquanto a tolerância para vibração transversal é mais baixa do que para vibração longitudinal nas freqüências baixas, o inverso ocorre para freqüência mais altas (acima de 3,5 Hz). Na prática, prevê-se que, com a aplicação desta Norma Internacional, deverão ser elaboradas tabelas de correção para variar o nível de eficiência reduzido (da fadiga), em função das diferentes condições ambientais de exigências de trabalho. Por exemplo, um limite mais rigoroso pode ser necessário quando a tarefa for de natureza perceptiva particularmente exigente ou requerer exercício de boa destreza manual. Por comparação, certa flexibilidade do limite poderia ser possível em circunstâncias em que o desempenho da tarefa (por exemplo, trabalho pesado manual) for relativamente insensível à vibração. Dados experimentais, embora ainda escassos para servirem de base para uma recomendação segura, sugerem que uma amplitude de correção de +3dB para -12 dB (isto é, um fator modificador de 1,4 para 0,25 vezes o valor médio quadrático da aceleração especificada pelo limite), poderia ser considerada.


“ Limite de exposição” (saúde ou segurança) Referencia da NR-15 anexo 8 O limite de exposição em função da freqüência e tempo de exposição é, de modo geral, como no nível de eficiência reduzido (a fadiga), com a diferença dos níveis correspondentes por freqüência serem multiplicados por 2 (6 dB mais alto). Em outras palavras, o nível máximo de exposição seguro é determinado – para qualquer condição de freqüência, duração e direção – dobrando-se os valores estabelecidos para o critério de nível de eficiência reduzida (fadiga) estabelecidos na Tabelas 1 e 2). Exceder o limite de exposição não é recomendável sem justificativa especial e precauções, mesmo que nenhuma tarefa deva ser executada pelo indivíduo exposto. 1- O limite de exposição recomendado, foi estabelecido em aproximadamente metade do nível considerado como limiar de dor (ou limite de tolerância voluntária) para indivíduos saudáveis, sobre um assento em vibração. (Tais níveis de limite têm sido analisados, em pesquisas de laboratório, para indivíduos do sexo masculino). 2 - Em determinadas freqüências, tanto acima como abaixo da banda de sensibilidade máxima, os níveis de aceleração permitidos para curtos tempos de exposição, de acordo com o limite de exposição e o nível de eficiência reduzido (fadiga), excedem 7m/s2, sendo equivalente ao valor máximo de aproximadamente 10m/s2 ou aproximadamente 1 g para vibração senoidal. “Nível reduzido de conforto” Presume-se que o nível reduzido de conforto, que deriva de vários estudos feitos pelas indústrias de transporte, situe-se, nesta Norma Internacional (ISO 2631), a aproximadamente um terço dos níveis correspondentes do nível de eficiência reduzido (fadiga); presume-se, além disso, que siga a mesma dependência de freqüência e tempo. Valores para o nível reduzido de conforto são, conseqüentemente, obtidos a partir dos valores correspondentes para a nível de eficiência reduzido (fadiga) por uma redução de 10 dB. No caso de transporte, o limite reduzido de conforto está relacionado com as dificuldades de realizar operações tais como comer, ler e escrever. 1- Na prática, deve haver limites utilizados desta Norma Internacional. Presume-se que o nível de eficiência reduzido (fadiga) e o nível reduzido de conforto, em particular, se apliquem mais diretamente à vibração devida ao transporte e nas proximidades da maquinaria industrial. Estes limites podem não ser muito poderosos na avaliação de distúrbios devido à vibração em construção (por exemplo, causada por tráfego e som de passos) em residências particulares, escritórios ou situações semelhantes, em que fatores econômicos e sócio- psicológicos relacionados a distúrbios humanos são mais sutis ou complexos. Os níveis de vibração aceitáveis em construções residenciais, por exemplo, podem não situar-se muito acima do limiar de percepção, especialmente durante a noite, mas,


de qualquer forma, espera-se uma elevada variação, de acordo com circunstâncias individuais. O limiar de percepção varia de um sujeito para outro e depende das condições de medição. A banda superior do limiar de percepção tem aproximadamente a mesma de pendência da freqüência que as curvas das tabelas 1 e 2. Nas bandas de freqüência de sensibilidade máxima, a saber 4 e 8 Hz para vibrações longitudinais e 1 a 2 Hz para vibrações transversais, o limiar situa-se a aproximadamente 0,01m/s2 (próximo a 10 E-3 g). O limiar individual para muitas pessoas pode encontrar-se em níveis ainda mais baixos. 2– Prevê-se que tabelas adicionais sejam desenvolvidas através do uso prático desta Norma Internacional, proporcionando uma diferenciação de conforto mais precisa em várias situações, tais como: em escritórios, em diversos tipos de residências particulares, em navios etc. A amplitude de tais fatores de correção poderia estender-se de +3 dB a -30 dB (limiar aproximado de percepção), mas sua formulação aguarda dados mais substanciais que os disponíveis atualmente. Localização e Montagem de Transdutores de Vibração A medição deverá ser efetuada após a identificação do ponto onde a energia da vibração entra na mão do operador, por exemplo. O transdutor deverá ser fixado à estrutura vibrante, onde a mão estiver apoiada, se os valores de vibrações variam significativamente, deverá ser registrado o maior valor, o qual esteja no ponto de contato com a mão. Devido ao fato de que os limites dados nas Norma Internacional aplicam-se à vibração no ponto de entrada do próprio corpo humano (isto é, na superfície do corpo, mas não, por exemplo, à subestrutura de um assento elástico, a qual pode transportar a vibração em direção ao homem), as medições de vibração deverão ser feitas tão perto quanto possível do ponto ou área da qual a vibração é transmitida ao corpo. Por exemplo, se o homem estiver em pé no chão ou sentado em uma plataforma sem qualquer material elástico entre o corpo e a estrutura de sustentação, o transdutor de medida ou “pick-up” (acelerômetro) deverá ser fixado àquela estrutura. Quando existir qualquer elemento elástico, como almofada de assento, é lícito interpor alguma forma de suporte transdutor rígido (por exemplo: fina chapa metálica convenientemente modelada) entre o sujeito e a almofada; deve-se, porém, tomar cuidado para certificar-se de que tal dispositivo não afetará a transferência de vibração ao homem através da almofada ou introduzirá movimentos rotatórios que, do contrário, estariam ausentes. Desta forma, se não for possível medir a vibração no homem, no ponto de absorção, então as características de transmissão da almofada do assento ou outro elemento elástico devem ser determinadas e levadas em consideração ao calcular-se a vibração real transmitida ao corpo. Em tais casos as características do sistema de amortecimento devem ser relatadas. Para fins de pesquisa, requerendo a definição precisa da absorção vibratória a seres humanos, tornou-se costume em estudos de laboratório sobre respostas fisiológicas e biodinâmicas, substituir almofadas de assento por pacotes rígidos ou plataformas, porque variação das condições de medida por diferentes sistemas arbitrários de


assento pode afetar significativamente os resultados experimentais. Alguma variação dos resultados publicados em pesquisas neste campo, provêm de diferenças entre as condições experimentais adotadas nos diversos laboratórios. Intensidade de Vibração A quantidade primária usada para descrever a intensidade de um ambiente vibratório, independente do tipo de transdutor ou “pick-up” usado nas medições reais, deverá ser a aceleração. A aceleração deveria normalmente ser expressa em metros por segundo ao quadrado (m/s2) Em trabalho fisiológico costuma-se frequentemente expressar aceleração em unidades não dimensionais g, onde 1 g é o valor da aceleração normal devido à gravidade atuando na superfície da Terra. Esta prática é lícita dentro do contexto de trabalho experimental à disposição, desde que, quando for feita referência aos limites dados nesta Norma Internacional, o valor normal internacional de gn seja usado para conversão a valores de aceleração expressos em metros por segundo quadrado. A grandeza de uma vibração, isto é, a aceleração (ou, se mencionados, a velocidade ou deslocamento), deveria ser expressa como um valor médio quadrático - RMS (valor eficaz = raiz quadrada da média dos quadrados). Quando os valores máximos são medidos, estes devem ser convertidos adequadamente a valores eficazes, antes da referência aos limites dados nesta Norma Internacional. Para a descrição adequada de vibração, a qual é marcadamente não senoidal, irregular ou de banda larga, o fator de pico (razão de pico máximo para o valor eficaz) da função tempo deve ser determinado ou calculado. É através da função Leq dos equipamentos de medição que obtemos os valores de forma automática (aLeq) nas diferentes direções.


Calculo da Exposição Diária Se a exposição diária total, compreende diversas exposições de acelerações ponderadas em diversas freqüências, a aceleração equivalente deverá ser calculada pela seguinte equação:

( ) ( ) ( )[ ]21

m

1 I

2

mm ti ti eq a T 1 T eq. a

= ∑=

onde: am eq (ti) = aceleração equivalente em determinado tempo

∑=

=m

1 I

ti T = somatória dos tempos de exposição

T = duração total de toda a exposição

Exemplos:

1) Foram medidas as acelerações ponderadas em freqüência na exposição de um operador de moto-serra cortando diferentes tipos de madeira, com os tempos e respectivas acelerações:

1 hora – 15 m/s2

3 horas – 12 m/s2

5 horas – 10 m/s2; pede-se, calcular a aceleração equivalente.

( )( ) 2

2 1 222

m sm 11,34 9

5 x 10 3 x 12 x 15 9 eq a =

+=

2) Da carta de Calibração do Acelerômetro temos:

Sqa - charge sensitivity pC/ms-2

Sva - voltage sensitivity mV/ms-2

Ct - capacitance (incluing cable)

Cc - cable capacitance

Ct = Ca + Cc (1)

Da definição de carga:

Q = V. C implicando em Sqa = Sva . Ct Q → Coulamber ( C ) V → Volts ( V ) C → Farads ( F )


3) Da análise dimensional:

SqamVms

pFpC

ms= × ⇒

−

−

−2

3

2

10

Exemplos: Sqa = 9,99 pC/ms-2 Ca = 1232 pF Sva = 7.43 mV/ms-2 Cc = 113 pF

Ct = 1345 pF (capacitância total) Sqa = Sva . Ct

SqamVms

pF SqaV

mspF= × ⇒ = × ×

−

−

−7 43 1345 9993

102

3

2.

Sqa = 9.993 pC/ms-2 A unidade na formula se mantém, por exemplo, “a” em m/s², “v” em mm/s e “d” em micrometro. a – aceleração ; v – velocidade ; d - deslocamento Nota: para se evitar cálculos desnecessários utiliza-se calibrador de vibração para configurar o equipamento de medição em função do transdutor utilizado.

Diferente posição de fixação do acelerômetro em mãos e braços


Diferentes formas de fixação do acelerômetro em função da atividade

Exercício corpo inteiro com a diretiva européia: (ref Mário Peixe Arsenal do Alfeite – Portugal) Como metodologia de avaliação através do A(8) conforme diretiva Européia vamos estudar o processo de medição em operador de empilhadeira que realiza atividades internas e externas a área de armazenamento. Utilizando-se de um analisador de freqüência de vibração que permite o cálculo do Leq por freqüência e obtenção dos a.leq e posteriormente dos aw, isto é, o valor ponderado por freqüência e global. Podemos aplicando as fórmulas do A(8) na média de três medições da atividade levando em consideração o fator de multiplicação dos eixos. Medição no interior do armazém: Neste espaço de trabalho, o encilhador desloca-se sobre pavimento em cimento, movimentando uma carga, tendo cada ciclo de trabalho uma duração aproximada de 2 minutos. São efetuadas três medições, em que cada uma envolve um ciclo de trabalho de no máximo 5 min, tendo em vista a avaliação do pior caso.


Medição no exterior Esta tarefa baseia-se na movimentação de uma carga do armazém para uma oficina, regressando posteriormente a empilhadeira sem carga ao armazém. O pavimento apresenta algumas irregularidades ao longo do percurso (pequenas cavidades, etc). Cada ciclo de trabalho tem uma duração aproximada de 5 minutos, tendo sido efetuadas três medições, em que cada uma envolve um ciclo de trabalho.

Resultados:

Analisando os valores de exposição A(8), pode verificar-se que a tarefa correspondente ao trabalho realizado no interior do armazém pode ser executada durante as 8 horas, pois o trabalhador esta exposto a um nível de vibrações inferior ao valor de ação A(8) (0,5 m/s2). Na tarefa correspondente ao trabalho realizado no exterior, o trabalhador não devera exceder 3 horas de trabalho diárias, pois a partir deste período de exposição diário ficara sujeito a um nível de vibrações superior ao valor de ação A(8).


Memorial de cálculo para avaliações usando A(8) Como metodologia de avaliação através do A(8):

TED(h) Tempo de exposição diário Fator de multiplicação 1 eixo z Eixo Z A(8) A(8) A(8) Dump 1 Dump 2 Dump3 TED(h) 0,97 0,76 0,90 m/s2 w

1 0,34 0,27 0,32 m/s2 w(8) 2 0,49 0,38 0,45 m/s2 w(8) 3 0,59 0,47 0,55 m/s2 w(8) 4 0,69 0,54 0,63 m/s2 w(8) 5 0,77 0,60 0,71 m/s2 w(8) 6 0,84 0,66 0,78 m/s2 w(8) 7 0,91 0,71 0,84 m/s2 w(8) 8 0,97 0,76 0,90 m/s2 w(8)

Analisando os valores, verifica-se nas três amostras obtidas em três ferramentas que o eixo z é o que apresenta maior valor de amplitude de vibração. No entanto, as diferentes ponderações atribuídas a cada um dos eixos (x : 1,4; y : 1,4 e z : 1,0) alteram essa tendência. O valor de exposição diária A(8) mais elevados, não se verifica em todas os casos amostrados no eixo z. Pode-se observar que o tempo de exposição diária dos trabalhadores que operam este tipo de equipamentos (nestas condições) deverá ser inferior a 2 horas (devido a vibrações nos eixos x e y), pois caso contrário ficarão sujeitos a valores de exposição A(8) superiores ao valor de ação admissível (0,5 m/s2). TED(h) Tempo de exposição diário Fator de multiplicação 1,4 eixo x ou y Eixo x ou y A(8) A(8) A(8) Dump 1 Dump 2 Dump3 Medido 0,729 0,656 0,369 Corrigido 1,02 0,92 0,52 m/s2 w

1 0,36 0,32 0,18 m/s2 w(8) 2 0,51 0,46 0,26 m/s2 w(8) 3 0,62 0,56 0,32 m/s2 w(8) 4 0,72 0,65 0,37 m/s2 w(8) 5 0,81 0,73 0,41 m/s2 w(8) 6 0,88 0,80 0,45 m/s2 w(8) 7 0,95 0,86 0,48 m/s2 w(8) 8 1,02 0,92 0,52 m/s2 w(8)

8. ESTUDO DE CASO REAL (Corpo Inteiro e Mãos e Braços) Objetivo do estudo de caso

Medição da exposição a vibrações no corpo humano com relação a avaliação da exposição

dos trabalhadores de uma empresa, conforme Grupo Homogêneo de Exposição (GHE)

identificado como pior caso para a situação encontrada. Serão seguidas as recomendações e

limites das Normas ISO 2631 (1997) para o caso de corpo inteiro e recomendações da ISO

5349 (2001) com os limites da ACGIH (1999) para vibrações localizadas em mãos e braços.


O critério de avaliação será o mais conservativo, isto é, serão consideradas a curva base de

ponderação da vibração no corpo humano combinada e a medição da vibração mais elevada

devido a fontes provenientes das atividades.

O estudo do caso descreve exposições de trabalhadores à vibração no uso de ferramentas

manuais para concretagem, martelete e serralheria para os trabalhos em bloco de concreto

reforçado e corte de madeira respectivamente.

Figura 2 Exposição de mãos e braços às vibrações no uso de martelete

Nas medições de Vibração deve-se usar Medidor-Analisador em 1/3 de oitavas do Tipo: 1

(maior exatidão nas medições) ou 2 e acelerometros axial ou Triaxial o tipo ICP para minimizar

efeitos do cabo. Para o estudo de caso foram utilizados em uma base magnética triaxial

montados nas manipula das ferramentas que usam braçadeiras de aço. Foram usados filtros

mecânicos para minimizar a ocorrência de sobrecarga no sistema de medição. Antes das

medições, os acelerometros foram calibrados usando um calibrador PCB 394M23; 9,84 m/s2;

79,6 Hz, Tipo 1 (maior exatidão nas medições), com a função de fornecer nível de sinal

conhecido de vibrações antes e após as medições. Ambos os equipamentos foram calibrado

no INMETRO, conforme as boas praticas metrológicas recomenda.

Planilha do Excel – Prática com caso real – Obtenção dos aw e posteriormente comparação com as tabelas da ISO 2631. Pode-se aplicar o A(8) obtidos a partir destes mesmos aw. <Relatórios e laudos padrão 3R Brasil Tecnologia Ambiental> Meio de transporte e Mãos e Braços...


A.1) Motorista - Ônibus ano 2006 da Viação XXXX

Máquina / Meio de Transporte: Ônibus ano 2006.

Modelo / Tipo: veículo longo com dois eixos.

Funcionamento: Motor a diesel.

Local: Pátio, Av. XXXX Xavier e redondezas.

Cargo: Motorista (ver no PPRA outras funções pertencentes ao mesmo GHE).

Região Atingida: Corpo Inteiro (ISO 2631).

Faixa de Freqüência: 0,63 Hz a 80 Hz.

Medições: na direção z e x no bamco do motorista.

Aceleração Global (máxima eixo Z) Aw (a(lin)): 0,70 m/s2 (com ponderação).

Nota: Ver documento base do PPRA e Carteira de Trabalho.

EIXO Z (BANCO) – Piores casos

Motorista (veículo ano 2006) - Banco

Eixo Z – via de paralelepipedos

Media da Operação

Eixo Z - via de asfalto

Media da Operação

Hz m/s2 (W) m/s2 (W) m/s2 (W) 1.0 -23.8 0.031153 0.045551 1.3 -12.8 0.111045 0.078614 1.6 -13.2 0.108143 0.128529 2.0 -7.9 0.214042 0.114948 2.5 -8.1 0.248028 0.245188 3.2 -8.0 0.319890 0.281838 4.0 -12.1 0.240160 0.155060 5.0 -15.7 0.170412 0.138516 6.3 -16.3 0.161436 0.084723 8.0 -14.6 0.192975 0.117625

10.0 -10.3 0.301995 0.167880 12.5 -8.5 0.339234 0.248599 16.0 -9.2 0.266686 0.172187 20.0 -10.2 0.196562 0.087801 25.0 -10.5 0.153109 0.067608 31.5 -14.7 0.074473 0.045394 40.0 -15.9 0.050408 0.026152 50.0 -14.5 0.046291 0.034714 63.0 -17.9 0.023686 0.037975 80.0 -26.8 0.006053 0.004753

Nível Global 0.86 m/s2 (W) 0.62 m/s2 (W)

Média Ponderada 0,70 m/s2 (W)


Medição no banco e no encosto do Ônibus ano 2006.

EIXO X (ENCOSTO)

Motorista (veículo ano 2006) - Encosto

Eixo X – via de asfalto lis

Media da Operação

Hz m/s2 (W) m/s2 (W) 1.0 -13.3 0.104352 1.3 -15.6 0.080445 1.6 -13.0 0.110662 2.0 -13.2 0.116279 2.5 -15.0 0.112073 3.2 -12.4 0.192752 4.0 -16.5 0.144710 5.0 -20.6 0.096939 6.3 -22.8 0.076384 8.0 -21.4 0.088206

10.0 -19.6 0.103514 12.5 -17.7 0.117625 16.0 -17.9 0.097949 20.0 -22.2 0.049374 25.0 -23.1 0.035892 31.5 -22.7 0.029648


40.0 -21.7 0.025852 50.0 -14.3 0.047370 63.0 -13.9 0.037540 80.0 -22.2 0.010280

Nível Global 0.42 m/s2 (W)

O nível de vibração ponderado médio no eixo Z (azw) para o pior caso é de 0,86 m/s2(w) . O valor foi calculado para vibração no eixo “Z” em ambiente para vias com paralelepípedo, não retratando a realidade para atividade contínua. Portanto, para este caso foi estabelecido o valor para o pior caso a média ponderada com peso 1 (um) para ambientes com paralelepípedo e 2 (dois) para asfalto liso. Portanto, o valor utilizado para análise é: 0,70 m/s2(w). Segundo tabela I de limite de exposição o valor encontrado para as medições está abaixo do limite de tolerância (TLV) para 9 horas em vias pouco asfaltadas. Verificou-se através das diversas medições que a exposição à vibração nas pistas com asfalto liso pode chegar a valores acima de 0,62 m/s2(w). Para estes exemplo não há superação do limite de exposição para atividades contínuas acima de 10 horas, contudo, há superação do limite de ação.

B.1) Operação com Martelete/Rompedor Pneumático (GHR – Grupo Homogêneo de Responsabilidade)

Máquina / Equipamento: Rompedor Pneumático.

Funcionamento: Ar-Comprimido.

Local: Canteiro de obra XXXX Sociedade Técnica em Engenharia S.A. Empresa: XXXXX SERVIÇOS TÉCNICOS S.A

Colaborador: Severino Dias da Silva e Marcelo Silva Pereira. Devidamente treinados em operação com a ferramenta. Luva: Fabricante: Jobeluv Indústria e Comércio Ltda

CA: 8801

Região Atingida: Mão e Braços (Mão Direita ~ Esquerda). Faixa de Freqüência: 6,3 Hz a 1250 Hz.

Medições: na direção x , y e z

Aceleração Global A (a(w)): 17,3 m/s2 ponderado. Medição realizada na mão direita.

Registro em carteira: Operador de Maquina.

Nota: desmonte de rocha (pior caso). Ver documentos referentes à função na empresa.

Detalhe do ambiente da obra.


Detalhe da medição com acelerômetro na mão sobre a luva.

Direções de medição.

• Conhecimento/prática na utilização e posturas na utilização do equipamento. Deve-se realizar programa de postura através de laudos ergonômicos para o grupo homogêneo analisado.


Detalhe da verificação com calibrador e da medição no eixo “z” no pior caso do rompedor.

Operação com Rompedor Pneumático Eixo Z e X Eixo Z e X

Hz dB( ref. 1V) m/s2 m/s2 w

6.3 7.3 2.317395 1.684746

8.0 5.5 1.883649 1.644426

10.0 5.2 1.819701 1.730536

12.5 5.7 1.927525 1.846569

16.0 9.1 2.851018 2.554512

20.0 24.9 17.579236 13.746963

25.0 19.5 9.440609 6.108074

31.5 14.2 5.128614 2.661751

40.0 17.2 7.244360 2.977432

50.0 18.8 8.709636 2.821922

63.0 23.2 14.454398 3.700326

80.0 23.0 14.125375 2.853326

100.0 23.4 14.791084 2.366573

125.0 22.2 12.882496 1.636077

160.0 20.2 10.232930 1.033526

200.0 18.6 8.511380 0.680059

250.0 18.3 8.222426 0.521302

315.0 17.8 7.762471 0.390452

400.0 17.8 7.762471 0.308946

500.0 17.5 7.498942 0.235467

630.0 17.3 7.328245 0.179542

800.0 18.6 8.511380 0.158312

1000.0 20.0 10.000000 0.135000

1250.0 21.0 11.220185 0.100308

Freqüência mais elevada: 20 Hz / Nível Global: 46,3 m/s2 17,3 m/s2 (W)


O nível de vibração ponderado no eixo z e x (azx) mão direita na operação de corte é de 17,3 m/s2. O valor foi calculado para vibração no eixo z,x e segundo tabela II e III apresenta risco alto para trabalho contínuo com a ferramenta durante uma jornada de mais de 1:00 hora contínua. Para o valor medido o tempo máximo de operação contínua com a ferramenta ligada e desligada no pior caso (operando rompendo rocha) para mãos e braços é em torno de 3 a 4 horas devido às constantes paradas da ferramenta, sendo o limite de ação atingido quando computado 1:30 de trabalho com pausas. CONSIDERAÇÕES FINAIS Os níveis de vibração medidos Aw ou (a(lw)) em m/s2 em rms foram obtidos durante a atividade sem prejuízo ou interferência na operação. Os valores de vibração encontrados para vibração no corpo humano (a(w)) superam os limites critérios para insalubridade em função do tempo de exposição de 3 a 4 horas de trabalho habitual. Se mantida a ferramenta operando sem desligá-la o tempo limite passa para menos de 1 hora de trabalho.

Para os níveis de vibração A (a(lin)) em m/s2 rms, obtidos da vibração localizada em mãos e braços, deve-se realizar treinamento específico para conhecimento da operação e suas medidas de controle (EPC e EPI) para a garantia da saúde, por serem considerados altas pelo critério da Rio Tinto Exploration / ACGIH segundo da tabela III e II, respectivamente. Deve-se realizar, também, avaliações médicas anuais para a verificação dos possíveis sintomas que podem estar relacionados ao trabalho, nexo causal. Quando considerado os critérios da mesma norma para trabalho eficiente (LT ergonomia ~ LT insalubridade/2) os valores encontrados para o pior caso para vibração no corpo humano ficaram acima do limite de ação quando realizadas atividades habituais e permanentes para o período acima de 1:30 hora diária, levando em consideração a utilização no pior caso em 50% do período. Devem ser implementadas cintas especiais para fixação/melhora da postura durante as operações com a ferramenta. Para todas as atividades com ferramentas ou equipamentos manuais deve-se realizar laudo ergonômico com um programa de treinamento de posturas e apunhaduras dentre outras medidas de controles como sugerido neste relatório de controle da saúde dos colaboradores:

• Recomenda-se em operações contínuas com a ferramenta na atividade de desmonte de rochas durante períodos superiores a 3 hora, o rodízio entre operadores com pausas de 10 minutos; Para outras atividades deve-se estabelecer exposição não maior que 4 horas.

• Estabelecer critérios de projeto/aquisição de ferramentas que atendam às exigências ergonômicas e diminuam ao mínimo a vibração, observados antes da compra ou fabricação dos novos equipamentos e mobiliário para a empresa;

• Implementar luvas isoladoras/absorvedor de vibração (ref. LUVA: JOBE LUV);

• Sempre que possível, máquinas ou equipamentos, ou sistemas de trabalho

alternativos, deverão ser utilizados na execução de tarefas repetitivas, complicadas ou pesadas;

• Devem haver procedimentos documentados para a revisão, avaliação e manutenção

dos controles de engenharia;

• Deve-se realizar contagem com cronômetro para registrar o tempo médio de operação contínua com o rompedor pneumático, relacionando os períodos de funcionamento e pausa da ferramenta, para completar este programa.


• O programa de treinamento envolvendo o manuseio de materiais/efeitos da vibração deverá incluir elementos que incentivem os operadores a manterem-se em forma e saudáveis (manter o peso baixo), adotar uma boa postura, pensar antes de levantar qualquer objeto, usar as técnicas corretas para levantamento de peso e dividir com outros ou utilizar um equipamento para levantar um peso maior sempre que possível.

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Rio de Janeiro, 06 de Outubro de 2009

Boa sorte!!!

Rogério Dias Regazzi

Engenheiro de Segurança do Trabalho CREA 94-1-1065-4 / 138481/D (nova carteira)

APRESENTAÇÃO: MEMORIAL DE CÁLCULO E ESTUDO DE … CURSO Vibracao no Corpo... · Em 1983, a NIOSH...

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