Medição de Ruido e Vibração em Embarcação

Transcrição

APRESENTAÇÃO: REQUISITOS MÍMIMOS PARA VIBRAÇÃO EM BARCO
INSTRUTOR
Rogério Dias Regazzi
Especialista em Acústica, Vibrações e Soluções Sustentáveis
M.Sc e Engenheiro de Segurança do Trabalho
Diretor 3R Brasil Tecnologia Ambiental
Diretor Isegnet.com.br e inovando no Isegnet
Livros:
Perícia e Avaliação de Ruído e Calor - Passo a Passo
Soluções Práticas de Instrumentação e Automação
(Utilizando a Programação Gráfica LabVIEW)
Integração do conhecimento ⇒ PREVENÇÃO
PARCERIA 3R BRASIL & ISEGNET
NOSSO OBJETIVO COM ESTE MATERIAL
A responsabilidade dos profissionais de engenharia transcende as questões
puramente mercadológicas e capitalistas. O CREA vem aumentando sua presença e
informando gestores e empresas sobre as questões relativas às especificidades e
requisitos mínimos de capacitação e conhecimento para que se tenha o foco nos
princípios mínimos envolvidos com saúde, segurança, meio ambiente,
sustentabilidade, com a valorização do regionalismo, e, o direito do consumidor.
Muitos desconhecem da necessidade de certidões de registro em órgãos públicos
para a realização de serviços especiais. Os profissionais de universidades,
professores, quanto engenheiros de órgão públicos que militam na área também
devem ter esses registros emitidos pelos órgãos de classe.
Instrutor: Rogério Dias Regazzi 1
Tanto nas auditorias privadas e fiscais quanto nas instruções normativas, ordens de
serviços ou recomendações internacionais, a co-responsabilidade dos gestores
frente a aquisições de materiais e serviços de terceiros, principalmente quando se
está tratando de questões de saúde, segurança e meio ambiente, é muito séria.
Muito se fala ou comenta com relação aos profissionais de saúde e segurança do
trabalho que atuam nas questões de medição, inspeção e monitoramentos
ambientais, sem se preocupar com as necessidades mínimas de aptidões e
capacitação para entender e aplicar Normas Técnicas. São esquecidos que as
Normas Técnicas fazem menção à capacitação do profissional, principalmente
quando estão envolvidas questões técnicas complexas de engenharia. Vaso de
pressão, acústica e vibrações quanto sistemas de geração e distribuição de potência
e fundações são bons exemplos. No caso de vaso de pressão, ar-condicionamento,
acústica e vibrações são requeridos como nas Normas Técnicas formação mínima
de graduação em engenharia mecânica, quanto também nos casos que envolvem
eletricidade que requeri especialidade em engenharia elétrica. O mesmo ocorre com
as engenharias: naval e civil.
Essas formações deveriam se estender não só para questões de projeto como para
medições, avaliações e monitoramento. Contudo, algumas normas referentes a
estas questões não são claras quanto à capacitação do profissional.
Neste contexto e devido a inúmeras dúvidas de internautas, preparamos este
material referente a uma importante área do conhecimento, focadas nos requisitos
mínimos para a questão de monitoramento de nível de pressão sonora e vibrações
em embarcações.
O monitoramento constante de vibração como fator inovador a ser integrada a
instrumentação de embarcações e Iates que primam pelo conforto é um diferencial
competitivo, é uma tendência normativa.
Vamos conhecer um pouquinho essa importante área para exigir de nossos
parceiros, colaboradores e terceirizados serviços confiáveis e de qualidade, evitando
atender meramente questões de pro-forma ou documentais; sem qualquer respaldo
técnico e legal quando são requisitados.
1. PRINCÍPIO
A menor anomalia em um sistema dinâmico causa variações na intensidade das
vibrações do sistema. Em alguns casos, ocorrem picos de intensidade que excedem
o nível de Nível de Pressão Sonora e Vibração recomendado ou normal.
Para atingir este objetivo devem ser consideradas as freqüências naturais dos
vários tipos de vibração: globais, de subgrupos e locais. As vibrações globais dizem
respeito à viga-navio e englobam vibrações verticais e transversais devido à flexão,
vibrações torsionais e vibrações longitudinais. Por vibração de subgrupos
entendem-se vibrações em áreas maiores como as superstruturas, chaminé,
casario, zona de ré do casco e do leme, etc.
As vibrações locais são as que ocorrem num elemento estrutural: chapas e painéis
(anteparas, partes de pavimentos, chapas de pavimentos entre reforços, balizas,
sicórdias, trincanizes, longitudinais), vigas (mastros, veio, gruas), sistemas
elásticos com massas concentradas (auxiliares, caldeiras, condensadores). Nas
vibrações locais o comportamento dinâmico do elemento não é significativamente
afetado pelos elementos circundantes. Os níveis destas vibrações podem ser
bastantes elevados e, quando este fenômeno ocorre numa zona de passageiros
e/ou tripulação, pode ser uma causa de problemas (ref ANÁLISE DE VIBRAÇÕES NO
SELF-SERVICE DE UM NAVIO DE PASSAGEIROS, Regina Esteves e José Manuel Gordo).
2. CONCEITOS
Vibração é o movimento, oscilação de objetos ou estruturas. Quando, através do
tato, sentimos a oscilação de uma corda de violão, sabemos intuitivamente o que é
uma vibração. Podemos dizer que ela está vibrando e, inclusive, ver o movimento.
Este movimento é periódico, isto é, ele completa o ciclo a cada intervalo de tempo.
A vibração pode ser causada por desigualdade de massas em rotação, isto é, rodas
desbalanceadas, ajustes e tolerâncias incorretas, peças de movimentos
alternativos, por desequilíbrio dinâmico, eixos desalinhados e fluídos em
escoamento turbulento, etc. Diz-se que um corpo vibra quando descreve um
movimento oscilatório em relação a uma posição de repouso (referência). Se
tivermos uma pequena massa presa a uma mola, e comprimirmos a mola, daremos
início a um movimento vibratório, ou seja, a mola, comprimida, empurrará a massa
em sentido contrário, dando origem à vibração; que é um movimento de vai -evem numa determinada direção.
De fato, todos os objetos materiais podem vibrar, contudo, nem sempre podemos
perceber o movimento através do tato. Por exemplo, o ar ao redor da corda
também se movimenta, e o tato nada nos indica, apesar das duas oscilações serem
essencialmente semelhantes. Por costume, se a oscilação for facilmente detectável
pelo tato, ela é chamada simplesmente de “vibração”. Se for detectável pelo
sistema auditivo, é chamada de som, ou vibração sonora.
A ISO classifica as vibrações da seguinte forma:
• Vibrações Contínuas
Comumente encontradas em estruturas excitadas por máquinas rotativas como
bombas e alguns compressores. Máquinas alternativas também são outros
exemplos.
• Aleatórias ou de Multi-frequências (banda larga)
Esse tipo de vibração não é comumente encontrada em edificações. A ISO propõe o
estudo em terças de oitava ou valor global sendo que o primeiro é o mais preferido.
• Intermitente
Essa excitação é caracterizada por manter determinado nível de vibração por um
considerado número de ciclos; um caimento transiente e subseqüente repetição do
evento similar. Podem ser excitações de alguns segundos. São encontradas no
interior de edifícios que sofrem influência de tráfico ou de máquinas de partidas
constantes ou de serviços intermitentes.
• Choque impulsivo
Excitação caracterizada por uma rápida subida para um valor de pico seguido de
um decaimento. É encontrada nos arredores de construções de edifícios e pontes,
podem ser também encontrada em processos de fabricação como forjamento, corte
e estampagem de peças ou qualquer outra máquina de impacto.
As vibrações impulsivas devem ser apresentadas em valores de pico (peak unit). O
fator de 0,71 deve ser multiplicado as medições em r.m.s. As intermitentes são
tratadas como contínua no instante considerado. Apresentam os mesmos limites de
incômodo, o que difere é o tratamento por número de eventos por dia.
O ser humano apresenta maior sensibilidade nas direções x e y quando em baixa
freqüência. Isso pode ser visto na curva padrão combinada das três direções e é
obtido para o caso mais crítico dos eixos z, x e y. As curvas de ponderação são
montadas usando as respostas nas freqüências de 8 Hz a 80 Hz na direção z e as
respostas entre 1 Hz e 2 Hz na direção x/y. Os valores para as freqüências entre 2
Hz e 8 Hz são obtidas da interpolação das duas curvas. Estas curvas são
constantemente utilizadas para avaliar o efeito no ser humano conforme região
investigada.
3. DEFINIÇÕES
Apresentaremos abaixo algumas definições importantes para podermos aprofundar nossos
conhecimentos sobre vibrações, são elas:
A) Amplitude: é o valor máximo, considerando a parte de um ponto de equilíbrio, atingido
pela grandeza que está sendo considerada, que pode ser, dependendo do interesse
específico, o deslocamento, a velocidade, a aceleração ou a pressão. No caso das
“vibrações”, são utilizadas as três primeiras grandezas. No caso das vibrações sonoras,
utiliza-se a pressão.
B) Freqüência: é o número de vezes que a oscilação é repetida, na unidade de tempo.
Normalmente é medida em ciclos por segundo ou Hertz (Hz).
C) Comprimento de onda: é a distância percorrida, para que a oscilação repita a situação
imediatamente anterior, em amplitude e fase. Normalmente, é designada pela letra lambda
(λ). Ligando o comprimento da onda com a sua freqüência pode-se obter a velocidade de
propagação da vibração, na forma seguinte:
C= f .λ
onde: C = velocidade de propagação (m/s)
f = freqüência da oscilação (Hz)
λ = comprimento de onda (m)
D) Período: é o intervalo de tempo necessário para que um ciclo se complete, para que o
corpo ou sistema parta de um ponto, execute os movimentos e retorne ao estado inicial. O
período é designado pela letra T, e é o inverso da freqüência, isto é,
T =1f
E) Pressão sonora: variação dinâmica na pressão atmosférica que pode ser detectada
pelo ouvido humano. Normalmente, é medida em N/m2, unidade de pressão denominada
Pascal (Pa). (1 Pa = 1 N/m2).
F) Potência sonora: total da energia sonora emitida por uma fonte, por unidade de
tempo.
G) Intensidade sonora: quantidade média, em um ponto específico, de energia sonora
transmitida numa determinada direção, através de uma unidade de área perpendicular à
direção da propagação do som.
H) Amortecedor: qualquer meio capaz de dissipar a energia vibratória de um meio
vibrante.
I) Integrador: filtro elétrico utilizado para converter o sinal vibratório de aceleração em
um sinal, cuja amplitude é proporcional ao deslocamento ou à velocidade.
J) Acelerômetro: sensor cujo sinal elétrico é proporcional à aceleração.
k) Isolamento: redução da capacidade de um sistema para reagir a uma excitação ou
para gerar uma excitação. No caso das vibrações é obtida isolamento através do uso de
suportes resilientes. No caso do som, através de materiais e estruturas diversas.
L) Isolante da vibração: suporte resiliente que reduz a transmissão da vibração.
M) Som: energia transmitida por vibrações no ar (ou outros materiais) e que causa a
sensação de audição, quando o som não é desejado, é molesto ou nocivo, deve ser
chamado de ruído.
N) Ruído: fenômeno físico que, no caso da acústica, indica uma mistura de sons cujas
freqüências não seguem nenhuma lei precisa; é freqüente encontrar “ruído” sendo utilizado
no sentido de som indesejável, deve ser lembrado que ruído, além do fenômeno físico,
inclui componentes subjetivos de percepção sonora.
O) Reverberação: é a permanência de um som depois que a fonte de som deixa de emitilo, tempo de reverberação é o tempo, em segundos, em que a pressão sonora, em uma
freqüência específica, caia para 60 db depois que a fonte para de emitir som.
P) Onda estacionária: onda periódica com uma distribuição fixa no espaço, que é o
resultado da interferência de ondas de mesma freqüência e tipo, é caracterizada pela
existência de amplitudes máximas e mínimas, fixas no espaço.
Q) Nível RMS: É o valor eficaz ou média quadrática, representa a energia média das
vibrações, isto é, o seu poder destrutivo expressa pela raiz quadrada da média aritmética
de um conjunto de valores quadráticos instantâneos, é a pressão efetiva obtida a partir de
valores instantâneos num determinado intervalo de tempo.
XRMS = 1 T
∫
T
o
x 2 (t ) dt
R) Nível de Pico a Pico: É a maior amplitude que as vibrações atingem na oscilação de
freqüência em um ciclo completo em torno do eixo.
XP = Xo Sen wt
S) Nível Médio: É o valor que representa a média da amplitude entre o valor máximo e o
eixo.
XM = 1 T
∫
T
o
x dt
T) Aceleração: É a variação da velocidade com o quadro do tempo (m/s2).
U) Deslocamento: É a movimentação do corpo ou sistema em relação a um ponto de
referência.
V) Índice de redução sonora (SRI ou R) – É um índice utilizado para expressar a
propriedade de isolamento entre ambientes em dB. Pode ser obtido em oitavas ou terças
de oitavas. O R normalmente se refere a propriedade de produtos e materiais portanto
obtido em Laboratório e estimado no ambiente, enquanto o SRI é utilizado para avaliação
do isolamento real medido entre os ambientes.
X) Diferença de nível sonoro padronizado (D) – A diferença de nível de pressão
sonora padronizado é utilizada para avaliar o isolamento de ruído aéreo entre salas. A
diferença de nível de pressão sonora por uma partição vai depender da absorção na sala
de recebimento. É recomendado que a diferença de nível medido seja corrigida conforme
o tempo de reverberação da sala de recebimento (padrão de 0.5 segundos).
Z) nível de pressão sonora de isolamento de impacto (L) – Índice de avaliação de
isolamento sonoro do piso.
Z1) Ruído estrutural – Onda sonora que viaja de um espaço a outro não através do ar
mas através das estruturas das construções. É conhecido como som “structureborn”. Esta
é uma forma de transmissão “flanking”. Estes podem ser transmitidos a longas distâncias
com pouca atenuação e ser re-irradiados em outro ambiente causando problema distante
da fonte original de ruído.
Z2) Coeficiente de transmissão de som (TC) – O coeficiente de transmissão de som é
uma medida da energia do som incidente que passa através de parede, porta, partição ou
qualquer barreira. O som não passa realmente através da parede, a energia de som
incidente provoca vibração na parede ou barreira que vibra e então irradia som para o
espaço de recebimento.
Z3) Coeficiente de absorção sonora (α) – Esta é a quantidade usada para descrever a
capacidade de absorção sonora de um material. Para um material perfeitamente
absorvedor, o índice “α” deve ter um valor de 1, enquanto para um perfeitamente
refletor, deve ter o valor de zero. O coeficiente de absorção varia com a freqüência e
também com o ângulo no qual o som incide no material. Devido à dependência angular é
comum medir o coeficiente de absorção de materiais em campos de som difuso para que
o som efetivamente bata no material por todos os ângulos de incidência. O coeficiente de
absorção medido sob essas condições é conhecido como coeficiente de absorção sonora
de incidência randômica.
Z4) Noise criteria (NC) – O conceito de NC foi originalmente desenvolvido nos EUA para
classificação de ambientes com aplicações comerciais. O cálculo do NC é baseado nas
bandas de oitava em dB comparadas as curvas de referência padrões estabelecidas pela
literatura. O valor de NC será o da primeira curva acima da interceptação da oitava de
freqüência medida no ambiente em dB.
Z5) Noise rating number (NR) – Índice de classificação de ambiente utilizado em
projetos acústicos na Europa. O cálculo do NR é baseado nas bandas de oitava em dB
comparadas as curvas de referência padrão estabelecidas pela literatura. O valor de NR
será a mais alta curva que intercepta a oitava de freqüência medida no ambiente em dB.
Dados Técnicos Importantes:
Fig. 1 - Pontos de medição Pavimento 5, zona de ré de uma embarcação
Através dos dados apresentados podemos verificar o grau de conhecimento
necessário para realização de medição de vibração para a questão de enjôo,
conforto, trabalho eficiente e insalubridade.
Só para se ter uma idéia do grau de conhecimento metrológico que o especialista
deve ter para não cometer erros de medição e avaliação. Os dados fornecidos neste
caso são em níveis globais “peak” em mm/s e fornecido as freqüências mais
relevantes.
Medição Peak, por exemplo não quer dizer na detecção Peak dos equipamentos de
medição que relaciona velocidade de detecção, isto é, deriva e a histerese de
subida e descida. O valor Peak neste caso é uma unidade que está relacionada com
a amplitude de oscilação. O valor RMS, por exemplo, é igual a 0,707 do valor Peak
e este dado é fundamentais para a calibração e verificação do equipamento de
medição.
Requisitos relacionados ao conforto:
Requisitos relacionados ao conforto de ruído e vibração em grandes barcos e
embarcações do tipo iate, geralmente caem em três categorias básicas:
Limites de ruído quando a embarcação está em andamento e quando fundeado ou no cais;
Vibração limites quando embarcação está em andamento e quando fundeado ou no cais;
Privacidade acústica entre os diferentes espaços
Nos últimos anos várias sociedades de classificação de embarcação começaram a
publicar regras para Conforto. As regras da classe incluem limites de tolerância
para ruído (nível de pressão sonora) e vibração:
Para NPS Limites:
Isolamento acústico:
Medições com analisador de freqüência em motor diesel em diferentes
configurações. Este processo permite identificar e analisar as características das
fontes principais para a questão do impacto do ruído e controle coletivo na
propagação/transmissão das ondas sonoras. As medições foram realizadas de
forma contínua em 360 graus ao redor do motor.
Localização: Motor a diesel
– Medição para avaliação e
caracterização da fonte. Medição no sentido horário a 1 m do motor.
Principal Fonte: Motor com “descarga velha”.
Ponderação (Lin)
Unidade
dB[2.000e-05 Pa], RMS)
#134 [Média]
500Hz
94.1dB (Lin)
16 kHz
80.3dB (Lin)
A*
96.7
90
80
70
Data/Horário: 17/01/2011 13:39
60
16 Hz
61,4 dB(lin)
31.5 Hz
91,4 dB(lin)
63 Hz
93,2 dB(lin)
125 Hz
87,4 dB(lin)
250 Hz
92,1 dB(lin)
500 Hz
94,1 dB(lin)
1 kHz
89,0 dB(lin)
2 kHz
90,1 dB(lin)
4 kHz
87,9 dB(lin)
8 kHz
84,7 dB(lin)
16 kHz
80,3 dB(lin)
Leq = 96,7 dB(A)
Leq = 100,4 dB(lin)
50
#134
31.5
63
Leq 20ms A
125
250
500
#134
Leq 20ms Lin
19/08/10 08:43:12:560
100,7dB
0h00m43s720 SEL 117,1dB
#134
Rápido 20ms A
19/08/10 08:43:12:560
96,6dB
0h00m43s720 SEL 113,0dB
19/08/10 08:43:12:560
115,7dB
#134 Pico 20ms C
120
110
1k
2k
4k
8k
19/08/10 08:43:12:560
96,5dB
16 k
Lin* A* NR Ec*
0h00m43s720 SEL 113,0dB
0h00m43s720 SEL
---dB
100
90
80
70
43m00
43m10
43m20
43m30
43m40
43m50
Espectro
Localização: Motor a diesel – Medição para avaliação e
#134 [Média]
Principal Fonte: Motor com “descarga Nova”.
90
Ponderação (Lin)
80
Unidade
dB[2.000e-05 Pa], RMS)
Data/Horário: 17/01/2011 13:49
16 Hz
62,9
31.5 Hz
88,4
63 Hz
88,3
125 Hz
91,6
250 Hz
99,5
500 Hz
95
1 kHz
86,9
2 kHz
88,3
4 kHz
86,2
8 kHz
84,7
16 kHz
79,8
Leq = 96,9 dB(A)
Leq = 102,3 dB(lin)
500Hz
95.0dB (Lin)
16 kHz
79.8dB (Lin)
A*
96.9
100
70
60
50
#134
31.5
63
Leq 20ms A
125
250
500
#134
Leq 20ms Lin
19/08/10 08:40:54:680
102,3dB
0h00m48s820 SEL 119,2dB
#134
Rápido 20ms A
19/08/10 08:40:54:680
96,5dB
0h00m48s820 SEL 113,4dB
19/08/10 08:40:54:680
119,2dB
#134 Pico 20ms C
120
110
1k
2k
4k
8k
19/08/10 08:40:54:680
96,4dB
16 k
Lin* A* NR Ec*
0h00m48s820 SEL 113,3dB
0h00m48s820 SEL
---dB
100
90
80
70
40m00
40m10
40m20
40m30
40m40
40m50
41m00
Espectro
Localização: Motor a diesel – Medição para avaliação e
Principal Fonte: Trado “sem descarga”.
Ponderação (Lin)
Unidade
dB[2.000e-05 Pa], RMS)
Data/Horário: 17/11/2010 13:54
16 Hz
72,9
31.5 Hz
99,4
63 Hz
102,1
125 Hz
103,9
250 Hz
108,5
500 Hz
107
1 kHz
103,1
2 kHz
109,6
4 kHz
110,7
8 kHz
107,8
16 kHz
101,5
Leq = 115,7 dB(A)
Leq = 116,8 dB(lin)
#134 [Média]
120
110
100
31.5Hz
99.4dB (Lin)
16 kHz 101.5dB (Lin)
A* 115.7
90
80
70
60
50
40
30
#134
31.5
63
Leq 20ms A
125
250
500
1k
2k
4k
8k
19/08/10 08:45:09:660 115,7dB
16 k
Lin* A* NR Ec*
0h00m29s340 SEL 130,4dB
#134
Leq 20ms Lin
19/08/10 08:45:09:660
116,8dB
0h00m29s340 SEL 131,5dB
#134
Rápido 20ms A
19/08/10 08:45:09:660
115,7dB
0h00m29s340 SEL 130,4dB
#134
Pico 20ms C
19/08/10 08:45:09:660
143,9dB
0h00m29s340 SEL
---dB
140
120
100
80
60
45m10
45m15
45m20
45m25
45m30
45m35
45m40
45m45
45m50
Espectro
Para vibração ( faixa de medição: 5Hz a 100Hz):
DNV — Rules for Ships, Part 5 Chapter 12 — Comfort Class (July 1995)
RINA — Rules for the Evaluation of Noise and vibration Comfort on Board Pleasure
Vessels
Lloyd s - Provisional Rules, Passenger and Crew Comfort, Feb. 1999
ABS — Guide for Passenger Comfort on Ships, December 200
Nestes valores ainda são inseridas as tolerâncias e os números de pontos. As
medições devem ser realizadas com instrumentação com capacidade de medição
acima de 1 Hz.
Este é outro ponto importante. A maioria dos equipamentos medem a partir de
10Hz não tendo capacidade nem referência para baixa freqüência. Como estamos
relacionando questões de saúde, segurança do trabalho e meio ambiente onde são
comparados valores absolutos de amplitude a limites Normativos e Legais, o
sistema de medição deve ter referência em baixa freqüência, onde estão situadas a
faixa mais sensível para o corpo humano.
As medições normalmente são realizadas com acelerômetro como transdutor o que
faz com que os medidores tenham circuito de integração para que possamos passar
da unidade de aceleração de m/s2 para a de velocidade de mm/s. Não é
recomendado medir em mm/s e passar para m/s2 devidos aos inúmeros erros
envolvidos na derivação do sinal.
4. VIBRAÇÃO E SAÚDE
A higiene ocupacional estuda as vibrações do ponto de vista da saúde, fadiga e
conforto do trabalhador. As normas internacionais ISO, NIOSH e ACGIH
apresentam procedimentos e estudos nessa área, não definitivos, mas oferecendo
metodologias e limites de tolerância para avaliação ocupacional da vibração.
Uma exigência básica de todo trabalho vibratório, seja no projeto das máquinas
que usam energia vibratória, seja obtendo e mantendo o bom funcionamento de
aparelhos mecânicos, está na capacidade de se conseguir uma avaliação exata
dessa vibração por meio da medição e análise.
No Brasil ainda não existe uma norma da ABNT que estabelece de forma clara uma
metodologia para avaliação da vibração no corpo humano. A legislação pertinente
ao assunto está limitada a NR-15 Anexo 8, tendo como referência as normas
internacionais ISO 2631 e ISO 5349. Vale ressaltar que existem no âmbito mundial
outras normas e procedimentos mais restritivos que complementam as questões da
exposição às vibração no corpo humano. Como, exemplo podemos citar as normas
americanas da ACGIH que estabelecem os limites de tolerância, e as da NIOSH que
estabelecem critérios de amostragem.
Todo corpo sólido, como um órgão do corpo humano, pode vibrar. E todo corpo tem
uma freqüência aonde ele vibra mais, que é sua freqüência de ressonância, ou
freqüência natural. Nesta freqüência, quando o corpo é colocado em movimento
vibratório, a amplitude tende a crescer continuamente.
Na verdade, logo ocorrerá uma falha, ou quebra; no caso de um órgão do corpo
humano poderá ocorrer uma hemorragia interna ou outro tipo de lesão grave. Por
isto, é perigoso submeter o corpo humano a vibrações que estejam na freqüência
natural de algum órgão vital. Sabemos, porem, que muito antes de se chegar a
este ponto, já existem efeitos adversos no organismo, como desconforto, falta de
concentração para o trabalho, tensão (estresse), fadiga excessiva, alteração da
circulação sangüínea, etc.
5. EFEITOS DAS VIBRAÇÕES
O corpo humano é sensível a diversas influências externas sejam elas físicas,
químicas ou biológicas. Se for pensado como uma estrutura, os ossos do corpo
humano seriam os elementos de suporte, como as vigas e colunas de uma
construção; e os músculos seriam os “motores”, que movimentam esta estrutura
articulada. Dentro desta estrutura, estão todos os demais órgãos, que podem ser
comparados a elementos sólidos formando sistemas mecânicos, que reagem como
qualquer outra estrutura a estímulos físicos externos (forças). Para fim de
modelagem matemática, os elementos rígidos podem ser os ossos e os órgãos, e os
elásticos a pele e os músculos.
Os efeitos das vibrações sobre o corpo humano são do tipo mecânico, isto é, são
gerados deslocamentos dependendo da freqüência e da energia (aceleração) com
que são produzidas, podendo ocasionar graves conseqüências como, por exemplo,
rompimento de ligamentos e órgãos internos devido aos diferentes efeitos em cada
uma das partes atingidas.
Em alguns casos as vibrações são empregadas, como energia útil, como por
exemplo: em britadores, peneiras vibratórias, compactadores de concreto,
marteletes, rompedores e perfuratrizes. Porém, podem acarretar efeitos nocivos
para aqueles que se expõem durante a jornada de trabalho diariamente e de forma
prolongada.
As vibrações podem ser forças destrutivas agindo no equipamento e geralmente no
homem que o opera. Podemos dizer que a exposição prolongada à determinados
tipos de vibrações produzem em primeiro lugar, lesões ao sistema nervoso das
extremidades
inferiores,
podendo
também
ocasionar
polineurites
com
angioespasmo, vertigem e convulsões.
As vibrações mecânicas (na faixa de, aproximadamente, 0,1 a 1.000 Hz e de
intensidade 0,1 a 100 m/s2 de aceleração rms) atuam em regiões diferentes do
organismo, em função das características específicas que apresentam e da
susceptibilidade individual que varia muito entre diferentes tipos de indivíduos.
Na faixa de 0,1 a 1 Hz, as vibrações com acelerações de 5 a 100 m/s2 provocam
enjôo ou náuseas. Na mesma faixa, com acelerações inferiores a 0,5 m/s2,
praticamente não se apresentam problemas.
Exposições a vibrações com menos de 16 Hz, de alta energia (níveis de 140 dB ou
mais), causam, por ação mecânica, um afundamento do tórax, dando a sensação
de constrição no peito e tosse. Se as freqüências estiverem entre 3 e 6 Hz, o efeito
pode ser ainda mais acentuado. Em experiências com animais, tem sido verificado
que, nessa faixa de freqüência, não há necessidade de oscilações de grande
amplitude, para provocar deslocamentos importantes de segmentos corporais,
havendo, também, alterações de motricidade da musculatura lisa.
É sabido que nas faixas inferiores do espectro de 0,63Hz a 8 Hz, os efeitos são
predominantemente físicos, tais como desarranjos estomacais, enjôos e
indisposição; nas faixas mais elevadas, os efeitos atingem os órgãos internos e
sistema cardiovascular.
Entre as exposições mais freqüentes destacam-se: as operações de tratores,
caminhões pesados, principalmente os fora de estrada, máquinas de terraplanagem
e de mineração, incluindo as de plantas de tratamento de minérios, empilhadeiras,
helicópteros, ambientes náuticos e vibrações transmitidas por movimentos de fluido
em tubulações.
A faixa de ressonância do corpo humano se encontra entre 4 e 8 Hz; essas
freqüências baixas são na maioria dos casos inferiores às freqüências das vibrações
provocadas por equipamentos. As vibrações de baixa freqüência são mais sentidas
nas viagens marítimas onde são causadoras de enjôos, mal estar, dor de cabeça,
etc.
No caso das freqüências mais altas (20 Hz a 300 Hz), os efeitos localizam-se,
principalmente, nos membros superiores: cotovelos, articulações, mãos e dedos.
Estes problemas são provocados por equipamento manual vibrante (martelete), de
uso muito difundido na construção civil, podendo ser do tipo:
•
ósteo-articular: artrose do cotovelo, necrose dos ossos dos dedos e
deslocamentos anatômicos;
•
muscular ou angio-neurológico, como por exemplo a doença de Raynaud
(dedos brancos e insensíveis)
•
nervosos, alterando a sensibilidade táctil.
Quando o operador trabalha em pé, recebe as vibrações pelos pés e as transmite
aos membros inferiores e parte inferior do tronco. Quando em pé e acionando
manetes e alavancas, pode estar recebendo vibrações nos membros inferiores e
superiores. Os operadores que trabalham sentados, tais como: motoristas e
tratoristas, recebem vibrações no tronco, transmitidas através do assento, tendo os
seus efeitos nos órgãos internos.
As vibrações transmitidas às mãos podem atingir os membros superiores quando
não amortecidos. Esses efeitos são transmitidos pelos manetes, alavancas de
comando ou volantes de direção, essas vibrações têm entre os seus efeitos mais
sérios, a Síndrome de Raynaud, que consiste na degeneração gradativa do tecido
vascular e se caracteriza pelo branqueamento das mãos e dos dedos que com o
tempo se tornam azulados, podendo culminar com a necrose dos tecidos; isto
poderá ocorrer em intervalo de tempo difícil de precisar, pois depende de fatores
inerentes a cada caso, tais como, susceptibilidade do indivíduo, freqüência da
vibração, tempo de exposição e da transmissão da vibração (elementos de
contato), quase sempre aparecem após dois anos de exposição.
Entre as vibrações de alta freqüência, encontram-se os marteletes e ferramentas
manuais, tais como furadeiras, rebarbadores, lixadeiras, esmerilhadeiras,
ferramentas pneumáticas de impacto (aperto de parafusos) e moto-serras,
principalmente estas últimas, são extremamente nocivas e causadoras da Síndrome
de Raynaud. O operador pode ser afetado por visão turva, perda de equilíbrio, falta
de concentração e dependendo da freqüência e amplitude da vibração, sofrer
perdas irreversíveis nas funções dos órgãos internos.
Geralmente, as mãos agem como elemento amortecedor da vibração, delas para
outras partes dos membros superiores, principalmente nas freqüências que
compreendem a faixa de 150 à 200 Hz, segundo a conclusão de pesquisas
realizadas.
6. ANÁLISE DA VIBRAÇÃO
Na prática, os sinais de vibração consistem geralmente de inúmeras freqüências, as
quais ocorrem simultaneamente, de modo que, de imediato, não se pode notá-las
simplesmente olhando para as respostas de amplitude com relação ao tempo, nem
determinar quantos componentes de vibração há e onde eles ocorrem.
Tais componentes podem ser reveladas comparando-se a amplitude da vibração à
sua freqüência. A subdivisão de sinais de vibração em elementos individuais de
freqüência, que é chamada de Análise de Freqüência, é uma técnica que pode ser
considerada como base para o diagnóstico da medição da vibração. O gráfico que
mostra o nível de vibração em função da freqüência é chamado de Espectrograma
de Freqüência.
Resultado Wh Z Rolo Operando Movimentando []
8
f
j
2.5
Freq (Hz)
1.0
1.3
1.6
2.0
2.5
3.2
4.0
5.0
6.3
8.0
10.0
12.5
16.0
20.0
25.0
31.5
40.0
50.0
63.0
80.0
100.0
125.0
2.3
2.0
1.8
1.5
1.3
1.0
α
0.8
0.5
Resultado Wh Z Rolo Operando Movimentando []
Aceleração (w)
0.01
0.00
0.02
0.02
0.03
0.06
0.07
0.05
0.03
0.03
0.02
0.03
0.04
0.07
1.04
0.57
0.05
0.14
0.07
0.08
0.06
0.03
Resultado Wh X Rolo Operando Movimentando []
Resultado Wh Y Rolo Operando Movimentando []
Aleq.w (Eixo Z) Aleq.w (Eixo X) Aleq.w (Eixo Y)
1.21
0.89
0.37
0.3
125
80
100
50
40
63
20
25
31.5
16
12.5
8
10
6.3
4
5
3.15
2
2.5
1.6
1
1.25
0.8
64
0.5
j
0.63
0
0.4
0.0
0.315
0
Octave Frequencies [Hz]
Fig. 2 – Medição com 800 Pontos com um canal e padronizada em 1/3 de oitavas em três canais
Quando analisamos as vibrações de uma máquina, normalmente encontramos um
número importante de elementos de freqüência periódica, os quais estão
diretamente relacionados aos movimentos fundamentais de diversas peças da
máquina. Portanto, através da análise de freqüência podemos descobrir a causa da
vibração indesejável.
7. CARACTERÍSTICAS DA VIBRAÇÃO
É interessante destacar que há vibrações não detectáveis por órgãos sensoriais
humanos. Na verdade, apenas uma pequena porção das vibrações se comporta
desta forma. Na Acústica, são estudadas as vibrações mecânicas que podem dar a
sensação subjetiva de audição. O organismo humano está sujeito aos efeitos das
vibrações, quando elas apresentam valores específicos de amplitude (intensidade)
do fenômeno e de freqüência.
As vibrações são representadas graficamente da mesma forma que as ondas
sonoras, contudo diferem na faixa de freqüência. É denominada freqüência natural,
aquela própria. Característica do corpo, quando este vibra livre de interferências. A
vibração forçada é aquela que atua por ação de uma força externa ao sistema. O
amortecimento é absorção da energia de um corpo vibrante por outro corpo ou
sistema, com redução sistemática da amplitude de vibração.
A ressonância é a soma das energias da vibração natural do sistema e da vibração
forçada quando estas são iguais em freqüência.
A sensação sonora tem sua origem em um movimento vibratório transmitido ao
ouvido, quase sempre por intermédio do ar. Para que a perturbação seja audível, é
necessário que a freqüência e a intensidade estejam compreendidas dentro de
certos limites. Devem ainda ser levadas em conta, certas características do som,
que o tornam audível e permite diferenciar os diversos sons.
Do ponto de vista da Higiene Ocupacional, interessa determinar as características
das vibrações ou dos sons que podem causar efeitos nocivos, com o objetivo de
especificar medidas de controle tais, que eliminem ou reduzam os riscos a níveis
suportáveis e compatíveis com a preservação da saúde e trabalho eficiente.
8. RESPOSTA EM FREQÜÊNCIA
Para pequenas amplitude e baixas freqüências, a estrutura do corpo humano pode
se considerado como uma combinação de diversos sistemas mola- massa. Numa
aproximação muito simples, os ossos seriam os elementos rígidos, e os músculos
os elementos elásticos.
O olho, por exemplo, seria considerado como uma massa apoiada em molas. os
nervos e músculos que o sustentam e movimentam. Estes presos no crânio, que
seria uma estrutura rígida.
O estômago seria outra massa, apoiada em molas (tecido orgânico elástico) presas
na estrutura rígida do tórax (costelas) .
Todos os órgãos, deste modo, podem ser considerados como massas apoiadas em
molas, com freqüência natural própria.
Uma estrutura complexa como o corpo humano tem um comportamento que é, na
verdade, representado pôr uma curva contínua, a sua “resposta em freqüência”
num dado intervalo, onde se destacam as freqüências naturais dos órgãos. O que
esta curva nos diz é como o corpo responde, de acordo com a freqüência da
vibração que atua sobre ele.
9. FREQÜÊNCIAS DE TRABALHO
Se a resposta em freqüência do corpo humano é complicada, como saber quais
freqüências medir? Mais uma vez, a resposta é dada pela normalização. Se não
fosse assim, os resultados não seriam comparáveis, e não haveria como
estabelecer limites.
Para a vibração aplicada ao corpo humano como agente de físico que pode
caracterizar uma exposição insalubre, mede-se a vibração na faixa de 1 Hz a 80 Hz.
Na verdade, as Normas definem um campo de freqüências, as terças de oitava de 1
a 80 Hz como veremos na prática nos estudos de caso.
O que são oitavas e terças?
Para simplificar o trabalho de medição, convencionou-se que uma oitava é o
intervalo aonde a freqüência maior é o dobro da menor. Então, os nossos intervalos
de oitava são de 1 a 2 Hz o primeiro, de 2 a 4 Hz o segundo, de 4 a 8 Hz o terceiro,
e assim sucessivamente.
O intervalo de oitavas, por sua vez, é dividido em terças – como o próprio nome
diz, uma terça é 1/3 de uma oitava. Por exemplo, no segundo intervalo de oitavas,
(de 2 a 4 Hz) as terças intermediárias seriam 2,67 Hz e 3,33 Hz; no terceiro
intervalo (4 a 8 Hz), teríamos 5,3 Hz e 6,6 Hz.
A norma ISO 2631 para vibração do corpo humano estabelece que todas as terças
de 1 a 80 Hz devem ser avaliadas assim como as freqüências de medição para a
vibração mão-braço estão estabelecidas na norma ISO 5349.
GRÁFICOS DA ACELERAÇÃO MÉDIA EQUIVALENTE EM 1/3 DE OITAVAS DA EXPOSIÇÃO DE MAIOR RISCO (A.Leq) NOS
EIXOS Z, X E Y PONDERADOS EM Wh
GHE (2) WBV Encalso / Retro Escavadeira / Diesel 160/ Dutra-RJ
( movimentação de material e carregamento de caminhão)
125
80
100
50
63
40
0.28
31.5
20
25
16
0.53
12.5
8
0.315
80
100
125
50
40
63
31.5
20
25
16
12.5
8
10
6.3
4
5
3.15
2
2.5
1.6
1
1.25
0.8
0.0
0.5
0.0
0.4
0.3
0.315
0.3
10
0.5
0.31
6.3
0.8
4
1.0
Resultado Wh Y Escavadeira Operando []
5
1.3
2
1.5
Resultado Wh X Escavadeira Operando []
2.5
0.28
Resultado Wh Z Escavadeira Operando []
3.15
0.5
0.28
1.6
0.8
0.29
1.8
1
1.0
2.0
Aceleração (w)
0.38
0.31
0.14
0.07
0.07
0.04
0.04
0.03
0.02
0.02
0.01
0.01
0.00
0.00
0.01
0.03
0.01
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.8
1.3
Resultado Wh Y Escavadeira se deslocando []
Freq (Hz)
1.0
1.3
1.6
2.0
2.5
3.2
4.0
5.0
6.3
8.0
10.0
12.5
16.0
20.0
25.0
31.5
40.0
50.0
63.0
80.0
100.0
125.0
2.3
1.25
1.5
Resultado Wh X Escavadeira se deslocando []
0.5
1.8
Resultado Wh Z Escavadeira se deslocando []
0.63
2.0
Aceleração (w)
0.02
0.02
0.07
0.06
0.15
0.16
0.06
0.04
0.03
0.08
0.03
0.03
0.03
0.03
0.04
0.09
0.01
0.01
0.01
0.00
0.00
0.00
2.5
0.4
Freq (Hz)
1.0
1.3
1.6
2.0
2.5
3.2
4.0
5.0
6.3
8.0
10.0
12.5
16.0
20.0
25.0
31.5
40.0
50.0
63.0
80.0
100.0
125.0
2.3
2.5
0.63
( deslocamento no terreno)
Fig. 3 – Medição ideal de vibração no corpo humano onde são apresentados os valores ponderados
globais e por 1/3 de oitava
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. 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 se 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.
TABELA I - Valores numéricos de “nível de eficiência reduzido (fadiga)" para aceleração da vibração na direção
longitudinal az (pé - cabeça).
Aceleração (m/s2)
Freqüência (centro
da banda de 1/3 de
oitava)
1,0
1,25
1,6
2,0
2,5
3,15
4,0
5,0
6,3
8,0
10,0
12,5
16,0
20,0
25,0
31,5
40,0
50,0
63,0
80,0
Tempo de Exposição
24 h
0,280
0,250
0,224
0,200
0,180
0,160
0,140
0,140
0,140
0,140
0,180
0,224
0,280
0,355
0,450
0,560
0,710
0,900
1,120
1,400
16 h
0,425
0,375
0,335
0,300
0,265
0,235
0,212
0,212
0,212
0,212
0,265
0,335
0,425
0,530
0,670
0,850
1,060
1,320
1,700
2,120
8h
0,63
0,56
0,50
0,45
0,40
0,355
0,315
0,315
0,315
0,315
0,40
0,50
0,63
0,80
1,0
1,25
1,60
2,0
2,5
3,15
4h
1,06
0,95
0,85
0,75
0,67
0,60
0,53
0,53
0,53
0,53
0,67
0,85
1,06
1,32
1,70
2,12
2,65
3,35
4,25
5,30
2,5 h
1,40
1,26
1,12
1,00
0,90
0,80
0,71
0,71
0,71
0,71
0,90
1,12
1,40
1,80
2,24
2,80
3,55
4,50
5,60
7,10
1h
2,36
2,12
1,90
1,70
1,50
1,32
1,18
1,18
1,18
1,18
1,50
1,90
2,36
3,00
3,75
4,75
6,00
7,50
9,50
11,8
25 min
3,55
3,15
2,80
2,50
2,24
2,00
1,80
1,80
1,80
1,80
2,24
2,80
3,55
4,50
5,60
7,10
9,00
11,2
14,0
18,0
16 min
4,25
3,75
3,35
3,00
2,65
2,35
2,12
2,12
2,12
2,12
2,65
3,35
4,25
5,30
6,70
8,50
10,6
13,2
17,0
21,2
1 min
5,60
5,00
4,50
4,00
3,55
3,15
2,80
2,80
2,80
2,80
3,55
4,50
5,60
7,10
9,00
11,2
14,0
18,0
22,4
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.
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, 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.
10. DIRETIVAS EUROPEIAS
Diretiva 2002/44/CE do Parlamento Europeu e do Conselho de 25 de Junho de 2002
relativas às prescrições mínimas de segurança e saúde respeitantes à exposição
dos trabalhadores aos riscos devidos aos agentes físicos (vibrações) (décima sexta
diretiva especial na acepção do n.o 1 do artigo 16.o da Diretiva 89/391/CEE)
O PARLAMENTO EUROPEU E O CONSELHO DA UNIÃO EUROPEIA,
Tendo em conta o Tratado que institui a Comunidade Européia, e, nomeadamente,
o n.o 2 do seu artigo 137.o, Tendo em conta a proposta da Comissão [1],
apresentada após consulta ao Comitê Consultivo para a segurança, higiene e
proteção da saúde no local de trabalho,
Tendo em conta o parecer do Comitê Econômico e Social [2] (Diretiva Européia),
Após consulta ao Comitê das Regiões, Deliberando nos termos do artigo 251.o do
Tratado [3], tendo em conta o projecto comum aprovado em 8 de Abril de 2002
pelo Comité de Conciliação, Considerando o seguinte:
(1) De acordo com o Tratado, o Conselho pode adotar, por meio de diretivas,
prescrições mínimas com vista a promover a melhoria, nomeadamente das
condições de trabalho, a fim de garantir um melhor nível de proteção da segurança
e da saúde dos trabalhadores. Essas diretivas devem evitar impor disciplinas
administrativas, financeiras e jurídicas contrárias à criação e ao desenvolvimento de
pequenas e médias empresas.
(2) A comunicação da Comissão relativa ao seu programa de ação para a aplicação
da Carta comunitária dos direitos sociais fundamentais dos trabalhadores prevê que
sejam estabelecidas prescrições mínimas de saúde e segurança respeitantes à
exposição dos trabalhadores aos riscos devidos aos agentes físicos. Em Setembro
de 1990, o Parlamento Europeu adotou uma resolução sobre este programa de
ação [4] que convidou, nomeadamente, a Comissão a elaborar uma diretiva
especial no domínio dos riscos associados ao ruído e às vibrações bem como a
qualquer outro agente físico no local de trabalho.
(3) Numa primeira fase, será necessário introduzir medidas que protejam os
trabalhadores contra os riscos devidos às vibrações, atendendo aos seus efeitos
sobre a saúde e a segurança dos trabalhadores, nomeadamente às perturbações
musculo-esqueléticas, neurológicas e vasculares que provocam. Essas medidas
visam não só garantir a saúde e a segurança de cada trabalhador considerado
isoladamente, mas também criar uma plataforma mínima de proteção para o
conjunto dos trabalhadores, que evitará possíveis distorções de concorrência.
(4) A presente diretiva fixa prescrições mínimas, o que dá aos Estados-Membros a
possibilidade de manter ou adotar disposições mais favoráveis para a proteção dos
trabalhadores, em particular no que se refere à fixação de valores inferiores para o
valor diário que desencadeia a ação ou para o valor-limite de exposição diária a
vibrações. A execução da presente diretiva não pode justificar uma regressão em
relação à situação existente em cada Estado-Membro.
(5) Um sistema de proteção contra as vibrações deve limitar-se a estabelecer, sem
pormenores inúteis, os objetivos a atingir, os princípios a respeitar e os valores
fundamentais a utilizar, a fim de permitir aos Estados-Membros aplicar de forma
equivalente as prescrições mínimas.
(6) A redução da exposição às vibrações é conseguida mais eficazmente pela
adoção de medidas preventivas desde a fase de concepção dos postos e locais de
trabalho, bem como pela seleção do equipamento e dos processos e métodos de
trabalho, de modo a reduzir prioritariamente os riscos na origem. As disposições
relativas ao equipamento e aos métodos de trabalho contribuem para a proteção
dos trabalhadores que os utilizam.
(7) As entidades patronais devem adaptar-se ao progresso técnico e aos
conhecimentos científicos em matéria de riscos associados à exposição a vibrações,
com vista a melhorar a proteção da segurança e da saúde dos trabalhadores.
(8) No que diz respeito aos sectores da navegação marítima e aérea, na situação
atual da técnica não é possível respeitar em todos os casos os valores-limite de
exposição relativa às vibrações transmitidas a todo o organismo. É necessário
prever possibilidades de derrogação devidamente justificadas (grupo controle – 3R
Brasil)
(9) (10) A presente diretiva constitui um elemento concreto no âmbito da
realização da dimensão social do mercado interno.
(11) As medidas necessárias à execução da presente diretiva serão aprovadas nos
termos da Decisão 1999/468/CE do Conselho, de 28 de Junho de 1999, que fixa as
regras de exercício das competências de execução atribuídas à Comissão [6],
Objetivo e âmbito de aplicação:
1. A presente diretiva, que constitui a décima sexta diretiva especial na acepção do
n.o 1 do artigo 16.o da Diretiva 89/391/CEE, estabelece prescrições mínimas em
matéria de proteção dos trabalhadores contra os riscos para a sua segurança e
saúde resultantes ou susceptíveis de resultar da exposição a vibrações mecânicas.
2. As prescrições da presente diretivas aplicam-se às atividades nas quais os
trabalhadores estão ou podem estar expostos, durante o trabalho, a riscos devidos
a vibrações mecânicas.
3. A Diretiva 89/391/CEE aplica-se plenamente a todo o domínio referido no n.o 1,
sem prejuízo de disposições mais rigorosas e/ou específicas previstas na presente
diretiva.
Para efeitos da presente, entende-se por:
a) "Vibrações transmitidas ao sistema mão-braço", as vibrações mecânicas que,
quando transmitidas ao sistema mão-braço, implicam riscos para a saúde e para a
segurança dos trabalhadores, em especial perturbações vasculares, lesões osteoarticulares, ou perturbações neurológicas ou musculares;
b) "Vibrações transmitidas a todo o organismo", as vibrações mecânicas que,
quando transmitidas a todo o organismo, implicam riscos para a saúde e para a
segurança dos trabalhadores, em especial patologia da região lombar e lesões da
coluna vertebral.
Valores-limite de exposição e valores de exposição que desencadeiam a
ação (Diretiva Européia):
1. Para as vibrações transmitidas ao sistema mão-braço:
a) O valor-limite de exposição diária normalizada, correspondente a um período de
referência de 8 horas, é fixado em 5 m/s2 (w);
b) O valor de exposição diária normalizada, correspondente a um período de
referência de 8 horas, que desencadeia a ação é fixado em 2,5 m/s2 (w).
2. Para as vibrações transmitidas a todo o organismo (corpo inteiro):
a) O valor-limite de exposição diária normalizada, correspondente a um período de
referência de 8 horas, é fixado em 1,15 m/s2 ou, à escolha do Estado-Membro, num
valor de dose de vibrações de 21 m/s1,75;
b) O valor de exposição diária normalizada, correspondente a um período de
referência de 8 horas, que desencadeia a ação é fixado em 0,5 m/s2 ou, à escolha
do Estado-Membro, num valor de dose de vibrações de 9,1 m/s1,75.
11. OBRIGAÇÕES DAS ENTIDADES PATRONAIS
Determinação e avaliação dos riscos:
1. No cumprimento das obrigações estabelecidas no n.o 3 do artigo 6.o e no n.o 1
do artigo 9.o da Diretiva 89/391/CEE, a entidade patronal avalia e, se necessário,
mede os níveis de vibrações mecânicas a que os trabalhadores se encontram
expostos.
2. O nível de exposição às vibrações mecânicas pode ser avaliado por meio da
observação das práticas de trabalho específicas e recorrendo às informações
pertinentes sobre o nível provável de vibrações correspondente ao equipamento ou
ao tipo de equipamento utilizado nas condições de trabalho em causa, incluindo
informações fornecidas pelo fabricante do material. Esta operação é diversa da
medição, que exige o emprego de aparelhos específicos e de metodologia
apropriada.
3. A avaliação e a medição mencionadas no n.o 1 devem ser planificadas e
efetuadas pelos serviços competentes a intervalos apropriados, tendo
especialmente em conta as disposições do artigo 7.o da Diretiva 89/391/CEE,
relativas às competências (pessoas ou serviços) necessárias. Os dados obtidos a
partir da avaliação e/ou medição do nível de exposição às vibrações mecânicas
devem ser conservados de forma a que possam ser posteriormente consultados.
4. Em conformidade com o disposto no n.o 3 do artigo 6.o da Diretiva 89/391/CEE,
a entidade empregadora, ao proceder à avaliação dos riscos, deve dar especial
atenção aos seguintes aspectos:
a) Nível, tipo e duração da exposição, incluindo a exposição a vibrações
intermitentes ou a choques repetidos;
b) Valores-limite de exposição e valores de exposição que desencadeiam a ação
estabelecidos no artigo 3.o da presente diretiva;
c) Efeitos sobre a saúde e a segurança dos trabalhadores sujeitos a riscos
especialmente sensíveis;
d) Efeitos inquéritos sobre a segurança dos trabalhadores resultantes de
internações entre as vibrações mecânicas e o local de trabalho ou outros
equipamentos;
e) Informações prestadas pelos fabricantes do equipamento de trabalho de acordo
com as disposições das diretivas comunitárias aplicáveis;
f) Existência de equipamentos alternativos concebidos para reduzir os níveis de
exposição às vibrações mecânicas;
g) Prolongamento da exposição a vibrações transmitidas a todo o organismo para
além do horário de trabalho, sob a responsabilidade da entidade patronal;
h) Condições de trabalho específicas, tais como trabalho a baixas temperaturas;
i) Informação apropriada resultante do controle e vigilância da saúde, incluindo
exames e informação publicada, na medida do possível.
5. A entidade patronal deve dispor de uma avaliação dos riscos, A avaliação dos
riscos deve ser registrada em suporte adequado de acordo com a legislação e as
práticas nacionais e pode incluir uma justificação por parte da entidade patronal
que demonstre que a natureza e a dimensão dos riscos relacionados com as
vibrações mecânicas tornam desnecessária uma avaliação mais pormenorizada dos
mesmos. A avaliação dos riscos deve ser regularmente atualizada, especialmente
os casos em que tenha havido alterações significativas que a possam desatualizar,
ou em que os resultados da vigilância da saúde demonstrem a sua necessidade.
Disposições com vista a evitar ou reduzir a exposição:
1. Tendo em conta o progresso técnico e a disponibilidade de medidas de controlo
dos riscos na fonte, os riscos resultantes da exposição a vibrações mecânicas
devem ser eliminados na fonte ou reduzidos ao mínimo. A redução destes riscos
baseia-se nos princípios gerais de prevenção estabelecidos no n.o 2 do artigo 6.o
da Directiva 89/391/CEE.
2. Com base na avaliação dos riscos a que se refere o artigo 4.o, sempre que sejam
excedidos os valores de exposição estabelecidos no n.o 1, alínea b), e no n.o 2,
alínea b), do artigo 3.o, a entidade patronal estabelece e implementa um programa
de medidas técnicas e/ou organizacionais destinadas a reduzir ao mínimo a
exposição a vibrações mecânicas e os riscos que dela resultam, tomando em
consideração:
a) Métodos de trabalho alternativos que permitam reduzir a exposição a vibrações
mecânicas;
b) A escolha de equipamento de trabalho adequado, bem concebido do ponto de
vista ergonômico e que, tendo em conta o trabalho a efetuar, produza o mínimo de
vibrações possível;
c) A instalação de equipamento auxiliar destinado a reduzir o risco de lesões
provocadas pelas vibrações, por exemplo assentos que amorteçam eficazmente as
vibrações transmitidas a todo o organismo e pegas que reduzam as vibrações
transmitidas ao sistema mão-braço;
d) Programas adequados de manutenção do equipamento de trabalho, do local de
trabalho e das instalações existentes no local de trabalho;
e) Concepção e disposição dos locais e postos de trabalho;
f) Informação e formação adequadas dos trabalhadores para que utilizem
corretamente e de forma segura o equipamento de trabalho, por forma a reduzir ao
mínimo a sua exposição a vibrações mecânicas;
g) Limitação da duração e da intensidade da exposição;
h) Horário de trabalho apropriado, com períodos de repouso adequados;
i) O fornecimento aos trabalhadores expostos de vestuário que os proteja do frio e
da unidade.
3. Os trabalhadores não podem em caso algum ser sujeitos a exposições acima do
valor-limite de exposição. Se, apesar das medidas postas em prática pela entidade
patronal nos termos do disposto na presente diretiva, o valor-limite de exposição
for ultrapassado, a entidade patronal tomará medidas imediatas para reduzir a
exposição para valores inferiores ao valor-limite de exposição, determinará as
razões por que o valor limite de exposição foi ultrapassado e corrigirá as medidas
de proteção e prevenção em conformidade, por forma a evitar que o valor-limite de
exposição seja novamente ultrapassado.
12. TÉCNICAS DE ENSAIO
As técnicas de análise de vibrações estão bem desenvolvidas e vão dos métodos
mais simples (medição dos valores médios das amplitudes de vibração) até os mais
complexos (correlações e espectros de correlações).
Exemplificando, na verificação do grau de desbalanceamento de um eixo,
geralmente é suficiente a medição da amplitude e da fase de vibração na freqüência
de rotação, verificados através de um acelerômetro conectado radialmente em um
dos mancais do eixo.
Em outros casos, quando se está procurando anomalias localizadas tais como áreas
com erosão ou trincas nas pistas dos mancais, são necessárias técnicas especiais
que isolam os sinais provenientes das anomalias, do ruído de fundo. Para os
ensaios mais complicados nos setores aeronáuticos e aeroespacial, são usados
instrumentos mais sofisticados que chegam a arquivar as especificações da
máquina, os dados de referência com os resultados do ensaio inicial e os pontos de
medição, a freqüência, a amplitude e as características de fase dos sinais de
vibração registrados, as condições de trabalho de quaisquer gráficos tais como o
"gráfico de dinamismo".
Desta forma as operações de manutenção podem ser estabelecidas compilando-se
um "diário" para a máquina em questão e comparando-o com o "gráfico de
dinamismo", acompanhando deste modo o comportamento do sistema ao longo do
tempo.
13. LIMITAÇÕES E FATORES DE INFLUÊNCIA
Mesmo as mais complexas técnicas de medição localizada são afetadas pelo
distúrbio causado por outras fontes de vibração da máquina investigada ou por
intempérie e variáveis de influência;
Algumas vezes a interpretação dos sinais é complicada ou a medição apresenta erro
grotescos relacionados a sensibilidade do transdutor a questões de taxa de
amostragem. Necessitando sempre realizar verificação com calibrador de vibração
antes e após as medições, obtendo as referências para avaliação confiável dos
dados de medição.
O aumento na sensibilidade da medição pode resultar no aumento overloads,
quando os sinais captados não correspondem a reais anomalias ou são superiores a
faixa dinâmica empregada;
Normalmente dentre os fatores de influência externos que podem influenciar nas
medidas são a temperatura ambiente, o ruído acústico, a deformação de base, o
ruído tribo-elétrico, as influências dos campos magnéticos e as correntes de malha.
Dentre estes os mais importantes, e que devem ser constantemente verificados são
a temperatura, o looping de terra, o contato da carcaça e a deformação de base.
Com relação a fatores internos podemos citar o projeto do mecanismo do elemento
piezo-elétrico que influencia o desempenho dos acelerômetros. Dependendo de
como ele é montado, o elemento piezo-elétrico pode ser submetido à compressão
ou cisalhamento. Os montado por cisalhamento chamados de tipo delta shear são
de maior sensibilidade e atenuam os problemas de deformação de base.
As principais fontes de erro de um sistema de medição de vibração têm origens
externas. Por outro lado as características construtivas do sistema de medição e o
seu funcionamento e precisão provocam perturbações que são consideradas
internas e, que também modificam as funções de transferências introduzindo ruídos
nas saídas dos equipamentos. A análise do comportamento do sistema de medição
tenta classificar as fontes de erro em: entradas modificadoras que alteram as
funções de transferências e, entradas de interferência que alteram os sinais
relacionados com as grandezas físicas.
14. APRESENTAÇAO DAS ANOMALIAS OU DOS OBJETOS
O espectro de vibrações a ser observado nas medições pode ser obtido com o
auxílio de sensores (acelerômetro, transdutores eletromagnéticos, etc.) e
convertidos em sinais elétricos, os quais são enviados para um osciloscópio,
digitalizados, registrados na forma de gráfico ou integrados em modernos
equipamentos de medição portáteis.
A metodologia de cálculo do valor ponderado da aceleração agora á aplicada a
todas as condições de vibração do corpo inteiro, na faixa de 0,8 a 80 Hz, e também
para a vibração mão/braço, na faixa de freqüência apropriada.
O valor ponderado da aceleração é dado pela fórmula
ap = [Σ (ai Wni )2]1/2
Sendo ai o valor da aceleração na i- ésima freqüência, e Wni o valor do índice de
ponderação Wn na i-ésima freqüência, aonde o índice n indica qual a situação de
medição – corpo inteiro sentado no eixo x, corpo inteiro sentado no eixo z, medição
de vibração transmitida pela mão, etc.
15. EQUIPAMENTOS DE MEDIÇÃO E TRANSDUTORES
O progresso no campo dos microprocessadores tornou possível a digitalização de
sinais, o que antes era processado de forma analógica.
As técnicas foram estabelecidas através do uso de sensores de deslocamentos
baseados na interferometria a laser, fato que proporciona alta confiabilidade e
baixo custo, e que são capazes de medições de vibrações sem contato, até de
freqüências muito baixas.
Os avanços da inteligência artificial, tal como aqueles aplicados nos sistemas
dedicados, encontram aplicações na forma integrada e simultânea do uso de
informações provenientes de diferentes sensores (vibrações, temperatura, pressão,
carga, etc); desta forma a operação de uma máquina pode ser continuamente
corrigida ou paralisada imediatamente no caso de uma anomalia séria, antes de seu
colapso; quando focado o campo da manutenção preditiva, transcendendo para a
proativa.
Os transdutores de vibração são os elementos que dentro da cadeia de medição são
os responsáveis em relacionar a vibração mecânica com a resposta elétrica. São
utilizados principalmente nas áreas de manutenção preventiva e análise de
estruturas mecânicas. Como exemplos pode-se destacar a manutenção de turbinas
de avião, motores elétricos, bombas, compressores, vibrações em tubulações,
ensaios mecânicos, teste de embalagens, vibração transmitida ao corpo humano
(saúde), entre outros.
16. UNIDADES DE MEDIDA DE MEDIDA
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: os limites dados nesta
Norma Internacional deveriam ser considerados muito experimentais no caso de
vibrações, tendo altos valores de pico (isto é, superiores a 3; veja abaixo).
Os parâmetros de vibração são universalmente mensuráveis em unidades métricas,
de acordo com as normas ISO. A constante gravitacional “g” ainda é largamente
usada para designar os níveis de aceleração, embora esteja fora do sistema ISO de
unidades correntes. Felizmente, porém, um fator de quase 10 (9,81), relaciona as
duas unidades, de modo a simplificar a conversão mental com uma tolerância de
2%.
Normalmente apresenta-se a freqüência numa escala logarítmica. Isto tem o efeito
de ampliar as freqüências menores e comprimir as freqüências mais altas na escala,
resultando assim uma mesma exatidão percentual em toda a largura da escala e
mantendo suas proporções a um nível razoável.
As escalas logarítmicas também são usadas para traçar amplitudes de vibração; o
que permite que uma escala de decibéis seja usada como auxiliar na comparação
de níveis. Um decibel (dB) é o coeficiente de um nível qualquer em relação a um
nível de referência, e por isso não tem dimensões. Porém para se determinar os
níveis absolutos de vibração, deve ser estipulado o nível de referência conforme
norma ISO 1683 (10-6). Podemos, por exemplo, dizer que um nível de vibração é
10 dB maior do que um outro, sem maiores explicações. Porém, se dissermos que
um nível de vibração é de 85 dB, teremos que compará-lo a um nível de referência.
La = 20 log (a ao ) dB
onde La = nível de aceleração em dB (escala logarítmica)
2
a = aceleração medida em m/s
-6
2
ao = nível de referênca zero = 1 x 10 m/s
A aceleração, nas Normas ISO, tanto é dada em m/s2 como dB (decibel). Os
valores medidos em dB, também poderão ser convertidos como: aceleração em
m/s2 e velocidade em m/s, conforme as equações a seguir:
Valores da aceleração :
a = antilog
{ (La
- 120 ) 20 } = m s 2
onde: a = aceleração a ser calculada a partir da medição em dB
Valores da Velocidade:
Lv = 20 log
(V
Vo ) dB
onde: Vo = 1 x 10-9 m s = dB
V = antilog { (Lv - 180 ) 20 } = m s
Lv = níveis em dB
V = velocidade em m/s
17. RECOMENDAÇÕES PARA EQUIPAMENTOS DE MEDIÇÃO
É recomendado que a Publicação IEC 184 seja usada para especificar os
transdutores de vibração e a Publicação IEC 222, para especificar o equipamento
auxiliar, incluindo amplificadores, equipamento seletor de freqüência e sistema
condutor. A ISO 8041 refere-se ao tipo que pode ser 1 ou 2, aos filtros em 1/3 de
oitavas e a verificação da cadeia de medição e sua rastrabilidade.
Com referência ao julgamento subjetivo da intensidade vibratória, parece que o
tempo de integração para a percepção de vibração humana diminui de 2 a 0,8s,
sobre a banda de freqüência de 2 a 90 Hz.
Análise de vibração de banda larga ou aleatória.
Na medição de vibração aleatória ou distribuída, da qual a análise de banda estreita
não excedendo um terço de oitava, é o método apropriado de descrição, os filtros
de banda de um terço de oitava usados em qualquer rede analítica ou de gravação
estarão de acordo com a Publicação IEC 225. A amplitude de freqüência dada na
Publicação IEC 225 deve, consequentemente, ser extrapolada para freqüências
mais baixas correspondentes.
Para algumas aplicações será apropriado equipar a aparelhagem eletrônica de
medida de vibração com filtro de freqüência em 1/3 de oitavas com integração
(aleq), definida como correspondente aos limites para vibração vertical (az) e
horizontal (ax e ay) dados, respectivamente, no parágrafo 4, tabelas 1 e 2 e figuras
2a e 3a (ver a Nota 2 de 4.2.4) da ISO 2631. Uma rede assim definida não se
desviará de ± 1 dB dos valores recomendados, para mais de duas freqüências
fixas; 6.3 Hz e 31,5 Hz para medições az e 1,25 Hz para medições az e ay.
Tempo de exposição
A Norma 2631 inclui um procedimento de computação (veja o parágrafo 4.4) para
avaliar exposição diária efetiva à vibração. Isto é feito levando-se em consideração,
o quanto for possível, as variações na intensidade de vibração e qualquer
intermitência ou interrupção de exposição à vibração, que possa ocorrer durante o
período. Sempre que forem feitas medições de exposição humana à vibração, que
varie em intensidade ou que for descontínua, o registro do tempo desta exposição
deverá ser anotado em detalhe. A utilização de equipamentos integradores que
fornecem a média ponderada no tempo da aceleração por 1/3 de oitavas a leq,
permite a medição direta da exposição e a identificação das freqüências mais
elevadas para implementação de medidas de controle individuais ou coletivas ou de
engenharia.
Pontos a Lembrar!
A insalubridade por exposição às vibrações acima dos limites de tolerância (LT) é considerada de grau médio, cabendo ao
trabalhador o adicional de 20 % sobre o salário mínimo legal vigente no país.
Torna-se bastante complicada a interpretação da NR 15 quanto à descaracterização da insalubridade aos trabalhadores
expostos às vibrações acima do LT, na medida em que não são aplicáveis medidas de ordem coletiva ou individual que
atenuem a exposição dentro níveis aceitáveis definidos pelos documentos técnicos e legais.
Baseado no aspecto citado acima, existindo uma exposição às vibrações acima do LT, medidas de ordem administrativas
devem ser adotadas, como por exemplo, a redução da jornada de trabalho e/ou revezamentos dos trabalhadores de modo
a diminuir o tempo de exposição.
Destaca-se, que para a eliminação da insalubridade por vibrações se faz necessário obrigatoriamente, a avaliação
quantitativa do nível de exposição segundo critérios definidos pelas Normas ISO, para as quais foram estabelecidos limites
de tolerância.
No Passado: Embora as vibrações devam ser quantificáveis os juízes do TRT, tem admitido, baseado no princípio da
economia processual, o critério qualitativo, isto é sem necessidade de avaliação ambiental quanto ficar constatado a
existência de outro agente insalubre de mesmo grau de insalubridade ou maior. No caso das vibrações elas estão sendo
acompanhadas pelo ruído, caso seja caracterizada a insalubridade pelo ruído, dispensa-se a avaliação quantitativa das
vibrações.
No Passado: O exemplo acima se torna claro na medida em que se sabe que os adicionais de insalubridade não são
acumulativos e será aplicável, sempre, aquele que for de maior valor monetário.
18. VIBRAÇÕES TRANSMITIDAS AO SISTEMA MÃO-BRAÇO
(Diretivas Européias)
18.1. Avaliação da exposição:
A avaliação do nível de exposição às vibrações transmitidas ao sistema mão-braço
baseia-se no cálculo do valor da exposição diária normalizada num período de
referência de 8horas, A (8) expressa como raiz quadrada da soma dos quadrados
(valor total) dos valores eficazes da aceleração ponderada em frequência,
determinados segundo as coordenadas ortogonais a hwx, a hwy, a hwz, tal como
definido nos capítulos 4 e 5 e no anexo A da norma ISO 5349-1 (2001).
A avaliação do nível de exposição pode ser efectuada através de uma estimativa
baseada nas informações relativas ao nível de emissão dos equipamentos de
trabalho utilizados fornecidas pelos fabricantes destes (aplicado com restrições
para projeto e identificação do risco) e da observação das práticas de trabalho
específicas, ou por medição para a comprovação através de avaliação quantitativa.
18.2. Medição:
Quando se procede à medição nos termos do n.o 1 do artigo 4.o (Diretiva
Européia):
a) Os métodos utilizados podem incluir a amostragem, que deverá ser
representativa da exposição pessoal do trabalhador às vibrações mecânicas em
questão; os métodos e aparelhos utilizados devem ser adaptados às características
próprias das vibrações mecânicas a medir, ao ambiente circundante e às
características do aparelho de medida, em conformidade com a norma ISO 5349-2
(2001);
b) No caso de aparelhos que devam ser seguros com ambas as mãos, as medições
serão efetuada em cada mão. A exposição é determinada por referência ao valor
mais elevado; serão igualmente fornecidas informações sobre a outra mão.
18.3. Interferências:
O disposto no n.o 4, alínea d), do artigo 4.o aplica-se em especial no caso de as
vibrações mecânicas interferirem com a manipulação correta dos comandos ou com
a leitura dos aparelhos indicadores.
18.4. Riscos indiretos
O disposto no n.o 4, alínea d), do artigo 4.o, aplica-se em especial no caso de as
vibrações mecânicas interferirem com a estabilidade das estruturas ou com o bom
estado e a segurança dos elementos de ligação.
18.5. Equipamentos de proteção individual
Os equipamentos de proteção individual contra as vibrações transmitidas ao
sistema mão-braço podem contribuir para o programa de medidas referido no n.o 2
do artigo 5.o (Diretiva Européia).
19. VIBRAÇÕES TRANSMITIDAS A TODO O ORGANISMO (Corpo Inteiro)
(Diretivas Européias)
Veículos aéreos, terrestres e aquáticos, bem como maquinarias
agricultura) expõem o homem à vibração mecânica, interferindo
na eficiência do seu trabalho e, em algumas situações, na saúde
Brasil faz-se apenas referência aos limites de saúde e segurança
da NR-15.
(da indústria ou
no seu conforto,
e segurança. No
como o anexo 8
Os limites referenciados na ISO 2631 são fornecidos para uso de acordo com os
três critérios geralmente reconhecíveis de preservação do conforto, eficiência de
trabalho e segurança ou saúde. Os limites estabelecidos segundo tais critérios são
denominados, respectivamente, nesta Norma Internacional como: “nível de
conforto reduzido”, “nível de eficiência reduzida (fadiga) / proficiência”, “limite de
exposição”.
Há, basicamente, três tipos de exposição humana à vibração:
a) Vibrações transmitidas simultaneamente à superfície total do corpo e/ou a
partes substanciais dele. Isto acontece quando o corpo está imerso em um
meio vibratório. Há circunstâncias em que isto é de interesse prático, por
exemplo, quando ruídos de alta intensidade no ar ou na água excitam
vibrações no corpo.
b) Vibrações transmitidas ao corpo como um todo através de superfícies de
sustentação, como os pés de um homem em pé, ou as nádegas de um
homem sentado, ou a área de sustentação de um homem recostado. Este
tipo de vibração é comum em veículos, em construções em movimento
vibratório e nas proximidades de maquinário de trabalho.
c) Vibrações aplicadas a partes específicas do corpo, como cabeça e membros.
Exemplos destas vibrações ocorrem por meio de cabos, pedais ou suportes de
cabeça, ou por grande variedade de ferramentas e instrumentos manuais.
É também possível reconhecer condições em que o incômodo da vibração indireta
seja causado pela vibração de objetos externos (como um painel de instrumentos).
Esta Norma Internacional aplica-se principalmente à circunstância b,
particularmente onde a vibração é aplicada através da principal superfície de
sustentação do homem sentado ou em pé. No caso de vibrações aplicadas
diretamente a indivíduo recostado ou em repouso, há dados insuficientes para
fazer-se recomendação segura; isto é particularmente verdadeiro em relação à
vibração transmitida diretamente à cabeça, onde a tolerância em geral é reduzida.
A tolerância pode também ser reduzida quando coexistem as condições b e c.
Eventualmente, entretanto, os limites para um homem sentado ou em pé podem
também ser usados para o indivíduo recostado ou em repouso. Deve-se ponderar
que surgirá circunstância em que a aplicação rigorosa desse limite será
inapropriada.
19.1. Avaliação da exposição
A avaliação do nível de exposição às vibrações baseia-se no cálculo da exposição
diária A (8) expressa como aceleração contínua equivalente para um período de 8
horas, calculada como o mais elevado dos valores eficazes, ou o mais elevado dos
valores de dose de vibração (VDV) das acelerações ponderadas em freqüência
determinadas segundo os três eixos ortogonais ( wx, wy, e wz ) , para um
trabalhador sentado ou em pé), de acordo com os capítulos 5, 6 e 7, com o anexo
A e com o anexo B da norma ISO 2631-1 (1997). Nesta Norma Internacional,
limites separados estão especificados conforme a vibração esteja na direção
(anatomicamente) longitudinal (az) ou plano transverso (ax ou ay).
A avaliação do nível de exposição pode ser efetuada através de uma estimativa
baseada nas informações relativas ao nível de emissão dos equipamentos de
trabalho utilizados fornecidas pelos fabricantes (aplicado com restrições para
projeto e identificação do risco) e da observação das práticas de trabalho
específicas, ou por medição. Os Estados-Membros têm a faculdade de, no que se
refere à navegação marítima, considerar apenas as vibrações de freqüência
superior a 1 Hz.
19.2. Medição
Quando se procede à medição nos termos do n.o 1 do artigo 4.o, os métodos
utilizados podem incluir a amostragem, que deverá ser representativa da exposição
pessoal do trabalhador às vibrações mecânicas em questão. Os métodos utilizados
devem ser adaptados às características próprias das vibrações mecânicas a medir,
ao ambiente circundante e às características do aparelho de medida.
19.3. Interferências
vibrações mecânicas interferirem com a manipulação correta dos comandos ou com
a leitura dos aparelhos indicadores.
19.4. Riscos indiretos
vibrações mecânicas interferirem com a estabilidade das estruturas ou com o bom
estado e a segurança dos elementos de ligação.
19.5. Extensão da exposição
O disposto no n.o 4, alínea g), do artigo 4.o, aplica-se em especial quando, dada a
natureza da atividade, o trabalhador beneficia de instalações de repouso
supervisadas pela entidade empregadora; salvo em caso de força maior, as
vibrações transmitidas a todo o organismo nessas instalações devem ser reduzidas
para um nível compatível com o seu objetivo e condições de utilização.
19.6. Curvas de ponderação
Na avaliação prática de qualquer vibração, cuja descrição física pode ser dada em
termos destes fatores, três critérios humanos principais podem ser distinguidos.
São eles:
a) A preservação da eficiência de trabalho (“Nível de eficiência reduzido (fadiga)”);
b) A preservação da saúde ou segurança (“Limite de exposição”) ;
C) A preservação do conforto (“nível de conforto reduzido”).
Cada um desses limites é definido graficamente para a direção longitudinal (az) (figuras 2a e 2b) e direções transversas (ax , ay) - (figuras 3a e 3b).
Para obter os valores limites a partir da curva de fadiga / trabalho eficiente:
•
limites de exposição: multiplicar os valores de aceleração por 2 (2dB maior);
•
nível de conforto reduzido: dividir aceleração por 3,15 (10 dB menor).
Limite de Exposição (saúde ou segurança) ou LT
O limite de exposição em função da freqüência e tempo de exposição é, de modo
geral, como no nível de eficiência reduzido (a fadiga), mas os níveis
correspondentes são 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) - (ver as Figuras 2a, 2b e 3a, 3b e
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.
NOTAS IMPORTANTES
19.6.1- 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).
19.6.2 - 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. Tal vibração na direção
vertical pode fazer com que o sujeito levante de seu assento ou plataforma, a não
ser que seja contido de maneira eficaz. É improvável que o salto constitua um
problema real, todavia, em freqüências superiores a 20 Hz, o deslocamento
relativamente pequeno, mesmo a altos níveis de aceleração, pode ser tal que cause
complicações aos tecidos do corpo.
TABELA 3 da ISO 2631 - Fatores de avaliação relativos à banda de freqüência de sensibilidade (*) de aceleração
máxima para as curvas de respostas das figuras 2a e 3a.
Freqüência [Hz]
(freqüência central de banda
de um terço de oitava)
1.0
1,25
1.6
2,0
2,5
3.15
4,0
5.0
6,3
8.0
10,0
12,5
16,0
Fator de ponderação
Vibrações longitudinais (Figura 2a)
Vibrações Transversais (Figura 3a)
0.50 = - 6 dB
0,56 = - 5 dB
0,63 = - 4 dB
0,71 = - 3 dB
0,60 = - 2 dB
0.90 = -1 dB
1,00 = 0 dB
1,00 = 0 dB
1.00 = 0 dB
1,00 = 0 dB
0,80 = - 2 dB
0.63 = - 4 dB
0.50 = - 6 dB
1.00 = 0 dB
1,00 = 0 dB
1,0 = 0 dB
1,0 = 0 dB
0,80 = - 2 dB
0.63 = - 4 dB
0,5 = - 6 dB
0,4 = - 8 dB
0,315 = - l0 dB
0,25 = - 12 dB
0,2 = - l4 dB
0,16 = - 16 dB
0,125 = - l8 dB
20,0
25,0
31,5
40.0
50,0
63.0
80.0
0,40 = - 8 dB
0,315 = - 10 dB
0,25 = - 12 dB
0.20 = - 14 dB
0,16 = - 16 dB
0.125 = - 18 dB
0.10 = - 20 dB
(*) 4 a 8 Hz no caso de vibração ±az
1a 2 Hz no caso de vibração ±ay ou ±ax
0,1 = - 20 dB
0.08 = - 22 dB
0.063 = - 24 dB
0.05 = - 26 dB
0,04 = - 8 dB
0,0315 = - 30 dB
0,025 = - 32 dB
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.
20. CONSIDERAÇÕES ADICIONAIS
A colocação dos acelerômetros precisa ser bem pensada, por duas razões:
a) Observe com cuidado a direção da vibração que você quer medir, e como
ela está sendo transmitida ao indivíduo;
b) O acelerômetro deve ser rigidamente fixado ao elemento vibrante. O
melhor é aparafusá-lo, mas, em vibrações verticais, por exemplo piso
vibrante é possível fixá-lo com adesivo (cera, por exemplo). O importante
é garantir uma boa adesão.
Algumas freqüências naturais do corpo humano:
a) Vibrações longitudinais (direção z, coluna):
•
corpo se comporta como uma massa unitária ate 2 Hz;
•
Em um ser humano sentado, a 1a. Freqüência natural está entre 4 e
6 Hz;
•
Para um homem em pé, a 1o ressonância ocorre entre 5 e 12 Hz;
•
A ressonância da cabeça ocorre entre 20 e 30 Hz.
b) Vibrações transversais (direções x e y)
•
Há uma grande diferença entre vibração transversa e longitudinal.
•
Todas as freqüências de ressonância estão entre 1 e 3 Hz;
c) Vibração braço-mão.
•
Com uma ferramenta adequada, operando a 30/40 Hz, a amplitude de
vibração diminui de 35% a 65% da palma para as costas da mão;
•
A maior atenuação ocorre na junta do ombro.
Devem ser seguidos alguns aspectos importantes no preparo da avaliação, são
eles:
a) É conveniente realizar uma verificação com calibradores manuais com nível
de 9,81 m/s2 e 100 Hz antes e depois das medições realizadas, para
checagem da integridade do equipamento utilizado.
b) Se a vibração se mantiver contínua, pelo menos 1 minuto, podemos fazer
a medição off-line usando um analisador de largura de banda de 1250 Hz.
A teoria utilizada na elaboração das Normas pressupõe que o corpo
humano é um sistema mecânico linear passivo. Esta idealização só é válido
para amplitudes de vibração reduzidas e de baixas freqüência.
c) Os dados constantes das Normas pressupõem também que se está lidando
com efeitos de vibração sobre indivíduos de boa saúde.
d) Temos que considerar que a norma estabelece critérios gerais de
avaliação, quer dizer, nos fornece os limites mínimos para que a partir
destes sejam elaborados critérios específicos através de pesquisas e
experiências fundamentadas.
e) Segundo a NR-15, norma regulamentadora do Ministério do Trabalho, as
atividades onde o trabalhador fica exposto a vibrações que superam os
limites estipulados pelas normas ISO 2631 e ISO 5349 são classificadas
como insalubres de grau médio.
Método para a medida e a avaliação da transmissibilidade da vibração das luvas na
palma da mão EPI’s para atenuação da vibração.
Testing Gloves Using ISO 10819/ANSI S3.40 (ErgoAir® AntiVib®)
Atividades com maior risco de exposição à vibração
Examples of occupational vibration exposure
Industry
Agriculture
Boiler making
Construction
Type of Vibration
Whole body
Hand-arm
Whole body
Common Source of Vibration
Tractors
Pneumatic tools
Heavy equipment vehicles
Diamond cutting
Forestry
Hand-arm
Hand-arm
Whole body
Pneumatic tools, Jackhammers
Vibrating hand tools
Tractors
Foundries
Furniture manufacture
Iron and steel
Lumber
Machine tools
Mining
Hand-arm
Hand-arm
Hand-arm
Hand-arm
Hand-arm
Hand-arm
Whole body
Chain saws
Vibrating cleavers
Pneumatic chisels
Chain saws
Vehicle operation
Rivetting
Rubber
Sheet Metal
Shipyards
Shoe-making
Stone dressing
Textile
Transportation
Hand-arm
Hand-arm
Hand-arm
Hand-arm
Hand-arm
Hand-arm
Hand-arm
Hand-arm
Whole body
Rock drills
Hand tools
Pneumatic stripping tools
Stamping Equipment
Pneumatic hand tools
Pounding machine
Pneumatic hand tools
Sewing machines, Looms
Vehicles
21. 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 5 a
1.500; o transdutor de vibração deverá ser leve o suficiente para a aplicação
específica.
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.
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:
(a m eq.) T =  1

m
T
∑ [ (a ) eq (ti ) ]
m
I =1
2

ti 

12
onde: am eq (ti) = aceleração equivalente em determinado tempo
m
T =
∑ ti = somatória dos tempos de exposição
I =1
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.
a m eq (9) =
(15
2
x 122 x 3 + 102 x 5
9
)
1 2
= 11,34 m s
2
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:
10−3 pC
Sqa = mV−2 × pF ⇒
ms
ms−2
Exemplos:
Sqa = 9,99 pC/ms-2
Sva = 7.43 mV/ms-2
Ca = 1232 pF
Cc = 113 pF
Ct = 1345 pF (capacitância total)
Sqa = Sva . Ct
−3
Sqa = 7 . 43 mV−2 × 1345 pF ⇒ Sqa = 9993 × 10 −V2 × pF
ms
ms
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.
22. ESTUDO DE CASO REAL (Corpo Inteiro e Mãos e Braços)
Planilha do Excel – Prática
<Relatórios e laudos padrão 3R Brasil Tecnologia Ambiental>
A.1) Motorista - Ônibus ano 2006 da Viação XXXX
Máquina / Meio de Transporte: Ônibus ano 2006.
Modelo / Tipo: veículo longo com dois eixos (Fig.4).
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 banco do motorista.
2
Aceleração Global (máxima eixo Z) Aw (a(lin)): 0,70 m/s (com ponderação).
Nota: Ver documento base do PPRA e Carteira de Trabalho.
Fig. 4 – Medição no banco do Ônibus ano 2006.
EIXO Z (BANCO) – Piores casos
Hz
1.0
m/s (W)
Eixo Z – via de
paralelepipedos
Media da Operação
m/s2 (W)
-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
Motorista (veículo ano 2006) - Banco
2
Eixo Z - via de
asfalto
Media da Operação
2
m/s (W)
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
2
Nível Global
2
0.86 m/s (W)
0.62 m/s (W)
2
Média Ponderada
0,70 m/s (W)
Fig. 5 – Medição no encosto do motorista.
EIXO X (ENCOSTO)
Hz
1.0
m/s (W)
Eixo X – via de
asfalto lis
Media da Operação
m/s2 (W)
-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
Motorista (veículo ano 2006) - Encosto
Nível Global
2
2
0.42 m/s (W)
2(w)
O nível de vibração ponderado médio no eixo Z (azw) para o pior caso é de 0,86 m/s
. 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
2(w)
utilizado para análise é: 0,70 m/s . 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
2(w)
liso pode chegar a valores acima de 0,62 m/s . Para estes casos não há superação do limite
de exposição para atividades contínuas acima de 10 horas.
A.2) WBV - Encalso / Retro Escavadeira / Diesel 160/ Dutra-RJ
Máquina / Meio de Transporte: Retro Escavadeira
Modelo / Tipo: Diesel 160
PISO: Terra batida e barro, sem inclinação e piso rígido (pavimentação de via)
Local: Obra de pavimentação na Rodovia Presidente Dutra / Nova Iguaçu - RJ
Cargo: Operador de Retro Escavadeira (ver no PPRA outras funções pertencentes ao
mesmo GHE).
Região Atingida: Corpo Inteiro (ISO 2631).
Medições: na direção z, x e y no assento e no encosto.
2
Aceleração Global (máxima eixo X) Aw (a(x)): 0,53 m/s no eixo X com ponderação e Aw (a(x,y,z)):
2
0,89 m/s combinada e ponderada nos três eixos (média para todo o período).
Nota: Nivelamento e compactação de terreno. Ver documento base do PPRA.
( deslocamento no terreno)
( movimentação de material e carregamento de caminhão)
Freq (Hz)
1.0
1.3
1.6
2.0
2.5
3.2
4.0
5.0
6.3
8.0
10.0
12.5
16.0
20.0
25.0
31.5
40.0
50.0
63.0
80.0
100.0
125.0
2.3
2.0
1.8
1.5
1.3
1.0
0.8
0.5
Aceleração (w)
0.02
0.02
0.07
0.06
0.15
0.16
0.06
0.04
0.03
0.08
0.03
0.03
0.03
0.03
0.04
0.09
0.01
0.01
0.01
0.00
0.00
0.00
2.5
Resultado Wh X Escavadeira se deslocando []
Resultado Wh Y Escavadeira se deslocando []
0.29
0.28
0.28
2.5
Freq (Hz)
1.0
1.3
1.6
2.0
2.5
3.2
4.0
5.0
6.3
8.0
10.0
12.5
16.0
20.0
25.0
31.5
40.0
50.0
63.0
80.0
100.0
125.0
2.3
2.0
1.8
1.5
1.3
1.0
0.8
0.5
0.3
Aceleração (w)
0.38
0.31
0.14
0.07
0.07
0.04
0.04
0.03
0.02
0.02
0.01
0.01
0.00
0.00
0.01
0.03
0.01
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
Resultado Wh X Escavadeira Operando []
Resultado Wh Y Escavadeira Operando []
0.31
0.53
0.28
0.3
125
80
100
50
63
40
31.5
20
25
16
12.5
8
10
6.3
4
5
2
2.5
3.15
1.6
1
0.8
1.25
0.5
0.63
0.4
0.315
80
100
125
50
40
63
31.5
20
25
16
12.5
8
10
6.3
4
5
3.15
2
2.5
1.6
1
1.25
0.8
0.5
0.63
0.0
0.4
0.0
0.315
Análise dos valores de Exposição A(8) Ponderado
Análise dos valores de Exposição A(8) Ponderado
GHE (1) WBV / Encalso / Rolo Carneiro / RV029 / Dutra-RJ / Eixo Z
GHE (1) WBV / Encalso / Rolo Carneiro / RV029 / Dutra-RJ / Eixo X
GHE (1) WBV / Encalso / Rolo Carneiro / RV029 / Dutra-RJ / Eixo Y
1,20
1,20
1,00
1,00
Valores de A(8) m/s2
Valores de A(8) m/s2
1,40
GHE (1) WBV / Encalso / Escavadeira / Dutra-RJ / Eixo Z
GHE (1) WBV / Encalso / Escavadeira / Dutra-RJ / Eixo X
GHE (1) WBV / Encalso / Escavadeira / Dutra-RJ / Eixo Y
1,40
0,80
0,60
0,40
0,20
0,80
0,60
0,40
0,20
0,00
0,00
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
1
2
3
Tem po de Exposição Diária (horas)
4
5
6
7
8
9
Tem po de Exposição Diária (horas)
COMPARAÇÃO COM LIMITES NORMATIVOS DE SEVERIDADE PARA O CORPO
INTEIRO:
TABELA III.A – CORPO INTEIRO (Orientação RTX e Diretiva Européia)
Medidas de controle da exposição a vibração nos três eixos para jornadas oito(8) horas diárias podem
ser estabelecidas limitando o tempo de exposição na condição de maior risco (EMR). Para tal os
valores de aceleração média com ponderação (Aw) devem ser apresentada em m/s² rms:
São recomendados um padrão de exposição para a vibração de corpo inteiro, contendo as seguintes
informações em relação a aceleração normalizada da vibração de corpo inteiro A(8) em 8 horas
medidas em m/s² rms e o valor equivalente da dose de vibração (8 horas) estimada (eVDV), medida em
m/s1.75:
•
A(8) < 0,5 ou eVDV < 9,1 - Conseqüência de baixo risco. Os trabalhadores devem receber
treinamento para conscientização.
•
A(8) > 0,5 ou eVDV > 9,1, mas A (8) < 1,15 ou eVDV < 21 – Conseqüência de risco moderado. Os
trabalhadores devem receber treinamento para conscientização e fazer algum tipo de
acompanhamento médico. Recomenda-se que o encarregado pergunte pelo menos uma vez ao
ano aos funcionários se alguém está com algum sintoma, caso em que o colaborador será
encaminhado a um médico. Todos os trabalhadores deverão ser incentivados a relatar
quaisquer sintomas relacionados à vibração; conforme plano de controle da exposição a
vibração.
•
A(8) > 1,15 ou eVDV > 21 – Conseqüência de alto risco. Treinamento e acompanhamento médico
conforme recomendação acima, mas também a verificação de monitoramento contínuo e
controles da exposição de maior risco, conforme estratégia e processos que forem viáveis.
Note que os níveis de vibração médios durante o dia de trabalho que resultam em um A(8) de 0,5 m/s²
ou 1,15 m/s² são tomados como base para o controle da exposição seguindo a tabela a seguir:
Hours
16
8
4
2
1
0.5
m/s² (ação)
0,35
0,50
0,71
1,0
1,4
2,0
m/s² (LT)
0,81
1,15
1,6
2,3
3,2
4,6
Seguindo diretiva Européia 2002/44, aplicamos para os dois casos de exposição a vibração no
corpo humano os valores de aceleração Aw() em diferentes tempos de exposição diária são:
TABELA DE CÁLCULO DE A(8) - Cálculos a partir dos dados de medição da Vibração no Corpo Inteiro
TEMPO
GHE (1) WBV / Encalso
/ Rolo Carneiro /
RV029 / Dutra-RJ
Eixo Z
GHE (1) WBV / Encalso /
Rolo Carneiro / RV029 /
Dutra-RJ
Eixo X
GHE (1) WBV / Encalso /
Rolo Carneiro / RV029 /
Dutra-RJ
Eixo Y
GHE (2) WBV Encalso /
Retro Escavadeira /
Diesel 160/ Dutra-RJ
Eixo Z
GHE (2) WBV Encalso /
Retro Escavadeira /
Diesel 160/ Dutra-RJ
Eixo Y
A(8)
Eixo Z
Eixo X
Eixo Y
Eixo Z
Eixo X
AC. Medido
(m/s2 w)
TED(h)
1,21
0,89
0,37
0,31
0,53
1,21
1,25
0,52
0,31
0,74
1
0,43
0,44
0,18
0,11
0,26
2
0,61
0,62
0,26
0,16
0,37
3
0,74
0,76
0,32
0,19
0,45
4
0,86
0,88
0,37
0,22
0,52
5
6
0,96
0,99
0,41
0,25
0,59
1,05
1,08
0,45
0,27
0,64
7
1,13
1,17
0,48
0,29
0,69
8
1,21
1,25
0,52
0,31
0,74
São destacados as faixas próximas aos limites de tolerância e de ação em função da
aceleração ponderada normatizada Aw(8) na condição de maior risco conforme recomendado
pela Norma Européia e ACGIH e ISO 2631-1. São aplicadas para corpo inteiro as ponderações
Wk para o eixo Z e Wb para os eixos X e Y de acordo com a Norma ISO 8041.
Analisando os valores, verifica-se que o eixo Z na maioria dos casos é o que apresenta maior
valor de amplitude de vibração. No entanto, os diferentes pesos atribuídos a cada um dos eixos
ponderados (x * 1,4; y * 1,4 e z * 1,0) podem alterar essa tendência como apresentado no
exemplo acima, pois o valor de exposição diária A(8) mais elevado no eixo Z, não é verifica em
todos os casos quando aplicado o fator multiplicador, passando a preponderar-se o eixo X .
Através dos gráficos pode-se observar que o tempo de exposição diária dos trabalhadores que
operam o Rolo com Carneiro deverá ser inferior a 5 horas segundo a ACGIH e 7 horas
segundo a 2002/44 para não ultrapassar os limites de tolerância (LT), e, também de acordo
com os intervalos da Tabela IIIA. Em ambos as normas o Limite de ação para o Rolo será
superado se trabalho contínuo por mais de 3,5 horas na condição de maior exposição
conforme valor do limite de ação admissível (0,5 m/s2 para 8 horas e 0,71 para 4 m/s2 horas).
Contudo, para a composição do A(8) através do Leq da atividade pode-se utilizar a média
ponderada em diferentes situações de exposição, tomando como referência para todo o período
a atividade de 1 hora.
Para a retro-escavadeira haverá apenas a superação do limite de ação após 7,5 horas se
trabalho contínuo. Vale lembrar que o ambiente onde foram realizadas o monitoramento é
favorável, devido as medições terem sido realizadas em via de terra batida, sem inclinações,
desníveis, depressões e obstáculos.
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: SEMONT SERVIÇOS TÉCNICOS LTDA
Colaborador: Severino Ferreira da Silva e Adriano 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).
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.
Fig. 6 – Detalhe da área mais crítica com desmonte de rocha.
Fig. 7 – Detalhe da medição com acelerômetro na mão sobre a luva.
•
Conhecimento/prática na utilização e posturas na utilização do equipamento. Devese realizar programa de postura através de laudos ergonômicos para o grupo
homogêneo analisado.
Fig. 8 – Detalhe da verificação com calibrador e da medição no eixo “z” no pior caso.
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/s
2
2
17,3 m/s (W)
O nível de vibração ponderado no eixo z e x (azx) mão direita na operação de corte é de 17,3
2
m/s . 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.
B.2) HAV / Encalso / Martelete Pneumático / TEK 10 / Arrasamento e Aparas / Dutra-RJ
Máquina / Equipamento: Martelete
Fabricante/Modelo: TEK 10
Funcionamento: Pneumático
Local: Obra de pavimentação na Rodovia Presidente Dutra / Nova Iguaçu - RJ
Função: Marteleteiro
Região Atingida: Mão e Braços (Mão Direita e Esquerda).
Medições: nas direções X , Y e Z
Resultados da Aceleração Global nos Eixos:
2
2
2
Gatilho: Eixo Z (a(wz)) 11,45 m/s , Eixo X (a(wx)) 14,31 m/s e Eixo Y (a(wy)) 18,88 m/s . Valor
ponderado em wh conforme ISO 5349. Medição realizada na mão direita no gatilho (pior
2
caso). Valor considerado para a avaliação a(wy) = 18,88 m/s , pior caso, e, cerca de 50%
mais elevada que nos outros eixos conforme operação em função de posições fixas das mãos
(como verificado na condição ligado sem operar). Há constantes trocas de posição das
mãos e apunhadura alterando as direções da vibração preponderante em relação aos
eixos, conforme observação.
Nota: Operação com martelete para arrasamento e aparas. Ver documentos de SSMA da
Empresa.
GHE (3) HAV / Encalso / Martelete Pneumático / TEK 10 / Arrasamento e
Aparas / Dutra-RJ (GATILHO)
Aparas / Dutra-RJ (APOIO)
19.0
Freq (Hz)
Aceleração (w)
Nivel Medio Gatilho Eixo Z []
6.3
8.0
10.0
12.5
16.0
20.0
25.0
31.5
40.0
50.0
63.0
80.0
100.0
125.0
160.0
200.0
250.0
315.0
400.0
500.0
630.0
800.0
1000.0
1250.0
0.22
0.40
0.87
1.85
3.61
7.43
8.71
5.32
13.08
2.24
1.20
1.03
0.50
0.38
0.31
0.32
0.37
0.43
0.32
0.12
0.05
0.06
0.08
0.05
Nivel Medio Gatilho Eixo X []
18.0
17.0
16.0
15.0
14.0
13.0
12.0
11.0
10.0
9.0
8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
Nivel Medio Apoio Eixo Z []
20.0
Nivel Medio Gatilho Eixo Y []
11.45
14.31
18.88
20.0
19.0
Freq (Hz)
Aceleração (w)
Nivel Medio Apoio Eixo Z []
6.3
8.0
10.0
12.5
16.0
20.0
25.0
31.5
40.0
50.0
63.0
80.0
100.0
125.0
160.0
200.0
250.0
315.0
400.0
500.0
630.0
800.0
1000.0
1250.0
0.52
1.07
1.18
1.25
1.32
1.98
1.76
0.98
4.61
0.98
0.39
0.28
0.12
0.12
0.09
0.08
0.07
0.08
0.10
0.04
0.02
0.01
0.02
0.01
Nivel Medio Apoio Eixo X []
18.0
17.0
16.0
15.0
14.0
13.0
12.0
11.0
10.0
9.0
8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
Nivel Medio Apoio Eixo Y []
3.49
3.72
6.06
1.0
630
800
1000
1250
315
400
500
160
200
250
80
100
125
40
50
63
31.5
16
20
25
8
10
12.5
4
5
6.3
3.15
1.6
2
2.5
0.8
1
1.25
0.4
0.5
0.63
0.315
630
800
1000
1250
315
400
500
160
200
250
80
100
125
40
50
63
31.5
16
20
25
8
10
12.5
4
5
6.3
3.15
1.6
2
2.5
0.8
1
1.25
0.4
0.5
0.0
0.63
0.0
0.315
Nivel Medio Gatilho Eixo Z []
GHE (3) HAV / Encalso / Martelete Pneumático / TEK 10 / Arrasamento e
O nível de vibração ponderado para atividade com ferramenta ligada na mão do gatilho,
2
operando e avançando foi de 18,88 m/s (eixo – pior caso) com a ferramenta ligada ou
2
avançando medido na mão de apoio, conforme figura c, foi de 6,06 m/s (eixo – pior caso), e,
podem ser considerados para a atividade pertencente ao GHE durante a jornada semanal. A
atividade conforme grau de severidade apresenta risco alto para a jornada de trabalho. O limite
de tolerância é atingido em menos de 1 hora de trabalho se operação contínua, sendo o
limite de ação atingido em menos de 30 minutos segundo o critério Europeu.
Contudo, para a atividade com a mão no Gatilho alternando 50% do tempo operando com a
mão no Apoio quando observado um período de uma hora: o martelete fica desligado 40% do
tempo, ligado 10% do tempo e efetivamente executando a tarefa avançando em 50% do
tempo. Neste caso o nível equivalente contínuo (aw.leq) médio ponderada para a atividade
2
será de 6,8 m/s . Portanto, os limites de tolerância não serão superados se mantidas as
funções pertencentes a este GHE trabalhando nesta atividade até 2 horas por dia, cinco
vezes por semana.
2
> a.Leq Acw (x,y,z) = 0,1 x 6,06 + 0,5 X (0,5 x 18,60 + 0,5 x 6,06) = 6,8 m/s
Nota Importante: os valores apresentados só poderam ser aplicados se no procedimento de
utilização do martelete e no treinamento na operação do mesmo, for comprovada a alternância
entre as mãos de apoio e gatilho durante a jornada de trabalho.
Esta metodologia identificada como 3R.REGAZZI.PUC_WBV permite balizar os grupos
homogêneos e identificar as atividades que merecem um acompanhado mais detalhado como
um estudo, identificando e customizando todo o processo de medição de vibração no corpo
humano de forma atemporal. Pode ser verificado na tabela A de resultado dos GHEs nas
atividades de exposição de maior risco (EMR) em função dos parâmetros normativos e limite
de exposição, a exatidão, objetividade e repetibilidade do método empregado.
Foram aplicados critérios metrológicos reprodutivos, rastreáveis, claros, conservador,
característico da atividade e com maior exatidão (instrumentação verificada e calibrada). Nos
gráficos de medição são informadas as acelerações globais nos três eixos e uma tabela com
2
as bandas de freqüência e os resultados em m/s (w) na direção mais relevante em operação
no pior caso.
Uma metodologia semelhante é aplicada nos países Europeus, incluindo Portugal, e aceita
como premissa para aquisição de novas maquinas e equipamentos a partir de dados
operacionais da vibração no corpo humano fornecidos pelos fabricantes. A nova diretiva
Europeia também vem regulamentou este procedimento.
Nota Importante: a utilização de dosímetros de vibração além de não permitir auditar os dados
de medição ocasionando erros elevados devido a sinais espúrios que contaminam a média da
aceleração, dentre outros problemas de medição da vibração transmitida, só fornecem valores
específicos para aquele momento e aquela condição que pode ser de menor ou maior
exposição, não retratando de forma clara a realidade, além de não permitindo a aplicação de
medidas de controle seja pelo conhecimento das freqüência críticas, seja pelo tempo de
exposição na condição de maior risco nas freqüências perigosas para o corpo humano.
Portanto, o dosímetro de vibração individualiza os dados de tal forma que só podem ser
aplicados naquele tempo, espaço e a circunstância da operação, dificultando uma análise clara
e objetiva da exposição.
COMPARAÇÃO COM LIMITES NORMATIVOS DE SEVERIDADE PARA MÃO E BRAÇO:
TABELA III.B – Mão e Braços (Orientação de Severidade) – Ponderação Wh (ISO 5349)
•
•
•
A(8) < 2.5 – Conseqüência de baixo risco. Os trabalhadores devem receber treinamento para
conscientização.
A(8) > 2.5 mas < 5.0 – Conseqüência de risco moderado. Os trabalhadores devem receber
treinamento para conscientização e fazer algum tipo de acompanhamento médico (veja a Seção
6). Recomenda-se que o encarregado pergunte pelo menos uma vez ao ano aos funcionários se
alguém está com algum sintoma, caso em que o funcionário será encaminhado a um médico.
Todos os funcionários devem ser incentivados a relatar quaisquer sintomas relacionados à
vibração.
A(8) > 5.0 – Conseqüência de alto risco. Treinamento e acompanhamento médico conforme
acima, mas também a verificação de controles conforme sugerido na Seção 7.1 e a
implementação do que for viável.
Observe que os níveis de vibração médios durante o dia de trabalho que resultam em um A(8) de 2.5
m/s² ou 5.0 m/s² são:
Hours
16
8
4
2
1
0.5
m/s² (ação)
1.8
2.5
3.5
5.0
7.1
10
m/s² (LT)
3.5
5.0
7.1
10
14
40
DADOS DOS DE MEDIÇÃO
ESPECÍFICO (NACKA):
FORNECIDO
PELO
FABRICANTE DE UM
MARTELETE
Ref.
http://isegnet.porta80.com.br/siteedit/site/pg_secao.cfm?codsec=6&codsub=60
http://isegnet.porta80.com.br/siteedit/site/pg_materia.cfm?codmat=128
http://isegnet.porta80.com.br/siteedit/arquivos/3R_NI_9234_VCH_%20VIBRACAO%20CORPO%20H
UMANO%20_11%20red.pdf
http://isegnet.porta80.com.br/siteedit/site/pg_materia.cfm?codmat=97
__________________

Medição de Ruido e Vibração em Embarcação

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