Apostila eHO-002 Aluno - 2014.pdf

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA POLITÉCNICA DA USP

LACASEMIN – LABORATÓRIO DE CONTROLE AMBIENTAL, HIGIENE E SEGURANÇA NA MINERAÇÃO EAD – ENSINO E APRENDIZADO À DISTÂNCIA eHO-002 AGENTES FÍSICOS I

ALUNO SÃO PAULO, 2014

EPUSP/LACASEMIN DIRETOR DA EPUSP JOSÉ ROBERTO CASTILHO PIQUEIRA EQUIPE DE TRABALHO LACASEMIN CCD – COORDENADOR DO TREINAMENTO À DISTÂNCIA SÉRGIO MÉDICI DE ESTON VICE - COORDENADOR DO TREINAMENTO À DISTÂNCIA WILSON SHIGUEMASA IRAMINA PP – PROFESSOR PRESENCIAL MÁRIO FANTAZZINI IRLON CUNHA MARCOS DOMINGOS JOSÉ POSSEBON CPD – CONVERSORES PRESENCIAL PARA DISTÂNCIA DANIEL UENO DE CASTRO PRADO GARCIA DANIELLE VALERIE YAMAUTI FLÁVIA DE LIMA FERNANDES RODRIGO BRESSIANINI FILMAGEM E EDIÇÃO FELIPE THADEU BONUCCI KARLA JULIANE DE CARVALHO MATEUS DELAI RODRIGUES LIMA IMAD – INSTRUTORES MULTIMÍDIA À DISTÂNCIA DIEGO DIEGUES FRANCISCA FELIPE BAFFI DE CARVALHO MATEUS DELAI RODRIGUES LIMA PEDRO MARGUTTI DE ALMEIDA CIMEAD – CONSULTORIA EM INFORMÁTICA, MULTIMÍDIA E EAD CARLOS CÉSAR TANAKA JORGE MÉDICI DE ESTON SHINTARO FURUMOTO GESTÃO TÉCNICA MARIA RENATA MACHADO STELLIN APOIO ADMINISTRATIVO NEUSA GRASSI DE FRANCESCO VICENTE TUCCI FILHO

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SUMÁRIO

i SUMÁRIO

CAPÍTULO 1. INTRODUÇÃO AOS AGENTES FÍSICOS ................................................. 1 1.1. CONCEITUAÇÃO .................................................................................................. 2 1.2. CLASSIFICAÇÃO E CONSIDERAÇÕES INICIAIS ................................................ 2 1.3. TESTES ................................................................................................................. 5 CAPÍTULO 2. AVALIAÇÃO E CONTROLE DA EXPOSIÇÃO OCUPACIONAL AO RUÍDO ......................................................................................................................................... 6 2.1. INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 7 2.2. GRANDEZAS, UNIDADES E EMBASAMENTO TEÓRICO INICIAL ...................... 7 2.2.1. SOM ................................................................................................................ 7 2.2.2. NÍVEL DE PRESSÃO SONORA – DECIBEL .................................................. 8 2.2.3. GRANDEZAS E DEFINIÇÕES ASSOCIADAS AO SOM/ RUÍDO ...................11 2.2.4. "COMBINANDO" VALORES EM DECIBEL ....................................................11 2.2.5. AUDIBILIDADE / SENSAÇÃO SONORA .......................................................13 2.2.6. RESPOSTAS DINÂMICAS .............................................................................15 2.2.7. VALOR EFICAZ (RMS) ..................................................................................16 2.2.8. DETERMINAÇÃO DE NÍVEL DE RUÍDO DE FONTE EM PRESENÇA DE RUÍDO DE FUNDO ..................................................................................................17 2.3. AVALIAÇÃO DA EXPOSIÇÃO OCUPACIONAL AO RUÍDO .................................18 2.3.1. ASPECTOS TÉCNICO-LEGAIS .....................................................................18 2.3.2. DOSE DE RUÍDO...........................................................................................19 2.3.3. NÍVEL MÉDIO (LAVG) ......................................................................................24 2.3.4. DOSIMETRIA DE RUÍDO...............................................................................26 2.4. NORMA BRASILEIRA NBR 1051 – CONTEXTO E APLICAÇÃO .........................29 2.4.1 ASPECTOS LEGAIS .......................................................................................29 2.4.3. PRINCIPAIS ASPECTOS DA NBR 10151 DE JUNHO DE 2000 (3) ................31 O nível de ruído ambiente Lra é aquele existente na ausência da fonte sonora em questão. 2.4.3.1. Procedimentos de medição .......................................................32 2.4.3.2. Correções para ruídos com características especiais ..............................33 2.4.3.3. Avaliação do ruído ...................................................................................33 2.4.3.4. Determinação do nível de critério de avaliação – NCA ............................34 2.4.3.5. Conteúdo necessário para o relatório de ensaio ......................................34 2.5. ATENUAÇÃO DE PROTETORES AURICULARES ..............................................38 2.5.1. O MÉTODO DO RC/NRR...............................................................................38 2.5.2. O MÉTODO DO RC/NRR - QUAL O VALOR LIDO NA ESCALAC A USAR?.38 2.5.3. CORREÇÃO REALIDADE DE CAMPO-LABORATÓRIO ...............................39 2.5.4. USO DO DBA AO INVÉS DO DBC ................................................................39 2.5.5. O NRRSF .......................................................................................................40 2.5.6. CÁLCULO DE ATENUAÇÃO AO RUÍDO .......................................................41 2.5.6.1. Cálculo de correção devida ao tempo real de uso do Protetor Auricular ..41 2.6. TESTES ................................................................................................................48 CAPÍTULO 3. EXPOSIÇÃO OCUPACIONAL ÀS VIBRAÇÕES MECÂNICAS ...............49 3.1. PRÉ-REQUISITOS ...............................................................................................50 3.2. EXPOSIÇÃO OCUPACIONAL ÀS VIBRAÇÕES – OCORRÊNCIAS .....................50 3.3. CLASSIFICAÇÃO DAS VIBRAÇÕES TRANSMITIDAS ........................................50 3.4. CRITÉRIO LEGAL ................................................................................................50 3.5. MODELO MECÂNICO SIMPLIFICADO DO CORPO HUMANO (RESSONÂNCIAS) ....................................................................................................................................52 3.6. SELEÇÃO DE PARÂMETROS .............................................................................53 3.7. VIBRAÇÕES LOCALIZADAS – EFEITOS DA EXPOSIÇÃO .................................54 3.8. AVALIAÇÃO DA EXPOSIÇÃO À VIBRAÇÃO TRANSMITIDA ÀS MÃOS .............54 3.9. PRINCIPAIS ASPECTOS DA ISO 5349 (1986) – REFERÊNCIA UTILIZADA PELA ACGIH .........................................................................................................................55

SUMÁRIO

3.9.1. MÉTODO DE MEDIÇÃO ................................................................................55 3.9.2. CARACTERIZAÇÃO DA EXPOSIÇÃO À VIBRAÇÃO (ISO 5349:1986) .........56 3.10. MONTAGEM DO SISTEMA DE MEDIÇÃO, TIPOS E CARACTERÍSTICAS DE ACELERÔMETROS ....................................................................................................68 ....................................................................................................................................68 3.11. UTILIZAÇÃO DE ADAPTADORES .....................................................................69 3.11.1. RESTRIÇÕES E CUIDADOS .......................................................................69 3.11.2. MEDIÇÃO TRIAXIAL (ISO 5349-2:2001) .....................................................70 3.11.2.1. CASO 1 – Vibração nos eixos são semelhantes ....................................70 3.11.2.2. CASO 2 – Vibração predominante em determinado eixo, quando os eixos não dominantes possuírem cada um, valor inferior a 30% em relação ao eixo dominante .....................................................................................................70 3.12. VIBRAÇÕES DE CORPO INTEIRO ....................................................................77 3.12.1. PRINCIPAIS ASPECTOS DA ISO 2631/1:1985 – “REFERÊNCIA UTILIZADA PELA ACGIH” ..........................................................................................................77 3.12.2. CONSIDERAÇÕES SOBRE OS LIMITES DA ACGIH PARA VCI ................83 3.12.3. EXEMPLOS, APLICAÇÃO DOS LIMITES PARA DISCUSSÃO....................86 3.13. NORMA INTERNACIONAL ISO 2631-1: 1997 ....................................................87 3.13.1. MÉTODOS DE AVALIAÇÃO ISO 2631-1: 1997 ...........................................88 3.13.2. PONDERAÇÃO EM FREQUÊNCIA E AVALIAÇÃO DA VIBRAÇÃO RELATIVOS À SAÚDE ............................................................................................91 3.13.3. ISO 2631-1:1997 ANEXO B - GUIA PARA OS EFEITOS DA VIBRAÇÃO À SAÚDE (CARÁTER INFORMATIVO). ......................................................................91 3.14. VIBRAÇÕES - PROGRAMA DE CONTROLE DE RISCOS (PCRV) ...................94 3.14.1. PCRV DENTRO DA ESTRUTURA DO PPRA ..............................................94 3.14.2. ANTECIPAÇÃO............................................................................................94 3.14.3. RECONHECIMENTO ...................................................................................95 3.14.4. AVALIAÇÃO .................................................................................................95 ANÁLISE PRELIMINAR ...............................................................................................95 É IMPORTANTE OBSERVAMOS QUE, ANTES DE SE PARTIR PARA MEDIÇÃO DA VMB OU VCI, DEVE-SE PRIMEIRO PROMOVER UMA ANÁLISE PRELIMINAR CUIDADOSA. ..............................................................................................................95 3.15. TESTES ..............................................................................................................97 CAPÍTULO 4. ILUMINAÇÃO .........................................................................................104 4.1. A CIÊNCIA DA ILUMINAÇÃO .............................................................................105 4.1.1. A NATUREZA FÍSICA DA LUZ.....................................................................105 4.1.2. GERAÇÃO, PROPAGAÇÃO E PERCEPÇÃO DA LUZ ................................107 4.1.3. INCANDESCÊNCIA E LUMINESCÊNCIA ....................................................107 4.1.4. REFLEXÃO, TRANSMISSÃO E ABSORÇÃO ..............................................109 4.1.5. REFLEXÃO LUMINOSA...............................................................................109 4.1.6. TRANSMISSÃO LUMINOSA ........................................................................109 4.1.6.1. Transparência e Translucidez................................................................109 4.1.6.2. Difusão ..................................................................................................110 4.1.6.3. Transmissão Seletiva ............................................................................112 4.1.6.4. Espalhamento Retroativo ......................................................................112 4.1.6.5. Transmitância e Transmissividade ........................................................112 4.1.7. REFRAÇÃO .................................................................................................113 4.1.8. ABSORÇÃO .................................................................................................118 4.1.9. CURVA ESPECTRAL DE EFICIÊNCIA LUMINOSA ....................................118 4.1.9.1. Cores.....................................................................................................119 4.1.9.2. Brilho .....................................................................................................119 4.1.10. GRANDEZAS E UNIDADES FOTOMÉTRICAS .........................................122 4.1.11. FLUXO RADIANTE ....................................................................................124 4.1.12. FLUXO LUMINOSO ...................................................................................124

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SUMÁRIO

4.1.13. EFICÁCIA LUMINOSA ...............................................................................124 4.1.14. EFICIÊNCIA GLOBAL DE UMA LÂMPADA ...............................................125 4.1.15. INTENSIDADE LUMINOSA DE FONTE PONTUAL ...................................126 4.1.15.1. Ângulo sólido .......................................................................................126 4.1.15.2. Intensidade luminosa ...........................................................................126 4.1.16. ILUMINÂNCIA DE UMA SUPERFÍCIE .......................................................128 4.1.16.1. Iluminância média................................................................................128 4.1.16.2. Iluminância num ponto.........................................................................129 4.1.16.3. Medição da iluminância .......................................................................131 4.1.17. LUMINÂNCIA E PERCEPÇÃO DE BRILHO ...............................................131 4.1.17.1. Variação apenas da intensidade luminosa...........................................133 4.1.17.2. Variação apenas da área.....................................................................133 4.1.17.3. Variação apenas da distância de observação ......................................133 4.1.17.4. Variação apenas da direção de observação ........................................133 4.1.18. REFLETÂNCIA...........................................................................................134 4.1.19. MÉTODO PONTO A PONTO PARA CÁLCULO DA ILUMINÂNCIA ...........135 4.1.20. SÍNTESE DAS GRANDEZAS FOTOMÉTRICAS........................................137 4.2. A NATUREZA DO PROBLEMA ..........................................................................138 4.2.1. GERENCIAMENTO MODERNO, ILUMINAÇÃO, SEGURANÇA E PRODUTIVIDADE..................................................................................................138 4.2.2. ILUMINAÇÃO E PRODUTIVIDADE .............................................................139 4.2.2.1. Pesquisas de laboratório .......................................................................139 4.2.2.2. Pesquisas em minas subterrâneas ........................................................139 4.2.3. ILUMINAÇÃO E ACIDENTES ......................................................................139 4.2.3.1. Dados gerais da indústria ......................................................................139 4.2.3.2. Dados da mineração .............................................................................139 4.2.4. ILUMINAÇÃO E SAÚDE OCUPACIONAL ....................................................140 4.2.4.1. Consequências de uma Iluminação Inadequada ...................................141 4.2.4.2. Riscos Associados ................................................................................141 4.3. EXEMPLOS OCUPACIONAIS ............................................................................143 4.4. NORMAS TÉCNICAS E LIMITES DE TOLERÂNCIA ..........................................146 4.4.1. TERMOS TÉCNICOS DE ILUMINAÇÃO ......................................................146 4.4.2. ILUMINAÇÃO DE AMBIENTES DE TRABALHO INTERNOS ......................147 4.4.2.1. Iluminância na área de tarefa e no entorno imediato .............................149 4.4.2.2. Controle de ofuscamento.......................................................................151 4.4.2.3. Reprodução de cor mínima ...................................................................153 4.4.2.4. Avaliação em Áreas Externas ................................................................154 4.4.2.5. Limites de tolerância ..............................................................................154 4.5. MEDIÇÕES .........................................................................................................156 4.6. AÇÕES CORRETIVAS .......................................................................................158 4.7. CASOS REAIS....................................................................................................159 4.8. TÓPICOS AVANÇADOS – PROJETO DE ILUMINAÇÃO EM SUBSOLO ...........160 4.8.1. OBJETIVOS DE UM PROJETO MINEIRO DE ILUMINAÇÃO ......................160 4.8.1.1. Aumento da visibilidade dos riscos ........................................................161 4.8.1.2. Aumento da resposta visual ao campo periférico...................................161 4.8.1.3. Mobilidade .............................................................................................162 4.8.1.4. Refletância e contraste ..........................................................................162 4.8.1.5. Riscos elétricos .....................................................................................162 4.8.1.6. Ofuscamento .........................................................................................162 4.8.2. PROJETO PELO MÉTODO PONTO A PONTO ...........................................163 4.9. TESTES ..............................................................................................................165 CAPÍTULO 5. PRESSÕES ............................................................................................168 5.1. PRESSÕES ANORMAIS ....................................................................................169 5.2. EFEITOS DA PRESSÃO ATMOSFÉRICA NO ORGANISMO .............................169

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SUMÁRIO

5.2.1. BAROTRAUMA ............................................................................................169 5.2.2. EMBOLIA TRAUMÁTICA PELO AR .............................................................170 5.2.3. EMBRIAGUÊS DAS PROFUNDIDADES .....................................................170 5.3. MEDIDAS DE CONTROLE .................................................................................171 5.3.1. COMPRESSÃO ...........................................................................................171 5.3.2. DESCOMPRESSÃO ....................................................................................171 5.3.3. CÂMARA DE COMPRESSÃO......................................................................173 5.4 RESUMO DAS MEDIDAS DE CONTROLE PARA TRABALHO SOB AR COMPRIMIDO EM TUBULÕES PNEUMÁTICOS E TÚNEIS PRESSURIZADOS......179 5.4.1. RELATIVAS AO AMBIENTE ........................................................................179 5.4.2. RELATIVAS AO PESSOAL ..........................................................................179 5.5. CORRELAÇÃO ENTRE A ALTITUDE, A PRESSÃO ATMOSFÉRICA E A PRESSÃO PARCIAL DO OXIGÊNIO.........................................................................179 5.6. EFEITOS DA ALTITUDE NO ORGANISMO .......................................................179 5.6.1. A CURTO PRAZO ........................................................................................179 5.6.2. A MÉDIO PRAZO .........................................................................................180 5.6.3. A LONGO PRAZO........................................................................................180 5.7. MEDICINA HIPERBÁRICA E OXIGENIOTERAPIA HIPERBÁRICA (O2HB) .......181 5.8. TESTES ..............................................................................................................182 ANEXO A – ESCLARECIMENTOS BÁSICOS E DÚVIDAS MAIS FREQUENTES SOBRE O AGENTE RUÍDO .......................................................................................................184 ANEXO B - PRINCIPAIS ASPECTOS DA NBR 10152:1987 – NÍVEIS DE RUÍDO PARA CONFORTO ACÚSTICO ...............................................................................................193 ANEXO C - NORMA ISO 5349 (1986) ...........................................................................198 ANEXO D - PRESSÕES ANORMAIS – ANEXO 6 PORTARIA Nº. 5 DE 09-02-83 .......202 BIBLIOGRAFIA .............................................................................................................203

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Capítulo 1. Introdução aos Agentes Físicos

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CAPÍTULO 1. INTRODUÇÃO AOS AGENTES FÍSICOS

OBJETIVOS DO ESTUDO Conceituar e apresentar a classificação dos agentes físicos e do espectro eletromagnético. Ao final deste módulo o aluno deverá estar apto a:  Identificar, na classificação geral dos agentes físicos, o domínio de cada agente físico na faixa espectral de sua família;  Reconhecer fontes potenciais dos agentes físicos do capítulo;  Aplicar os limites de exposição correspondentes;  Aplicar a legislação ocupacional pertinente;  Enunciar as principais características de cada agente; e  Enunciar as medidas gerais de controle relativas a cada agente.

eHO – 002 Agentes Físicos I / 1o ciclo de 2014.


1.1. CONCEITUAÇÃO Em última análise, todos os agentes físicos representam formas de energia, dispersas no ambiente por sua geração inerente associada a sistemas ou equipamentos, ou ainda por desvios ou vazamentos dos mesmos (controláveis ou não), que venham a interagir com o homem em seu trabalho. O organismo está exposto a ondas de natureza mecânica (ruído, ultrassom e infrassom), forças ou esforços (vibrações mecânicas), interações elétricas, magnéticas e eletromagnéticas (ionizantes e não ionizantes), partículas subatômicas (ionizantes), interações térmicas diretas (calor e frio), variações de pressão. A ACGIH estende a consideração de agentes físicos aos esforços repetitivos e levantamento de pesos, já no campo da ergonomia. Esta grande família não tem fim, pois pesquisadores continuam evidenciando partículas formadoras de partículas subatômicas (embora provavelmente sem risco de exposição ocupacional). 1.2. CLASSIFICAÇÃO E CONSIDERAÇÕES INICIAIS A classificação tradicional dos agentes físicos é: Ruído (ondas de pressão, mecânicas) Interações Térmicas  Calor  Frio  Vibrações  Pressões Anormais  Radiações Eletromagnéticas  Ionizantes  Radiação ou partículas alfa, beta  Radiação gama  Raios X  Nêutrons  Não Ionizantes  Radiofrequência e Micro-ondas  Radiação Infravermelha  Radiação Visível (LUZ)  Radiação Ultravioleta  LASER e MASER  

Devemos agregar ainda, complementando as famílias:  Infrassom, Ultrassom (ondas de pressão, mecânicas)  Campos magnéticos estáticos  Campos elétricos estáticos Uma classificação sucinta do espectro eletromagnético é dada na figura 1.1., como aparece no livreto de limites de exposição da ACGIH (v. referências). Todos os agentes serão detalhados nos assuntos subsequentes, mas uma exceção deve ser feita quanto às pressões anormais, pois não são em verdade do ofício da higiene ocupacional. Essas exposições ocorrem em ambientes hipo e hiperbáricos (sendo mais frequentes e graves os do último caso). Os ambientes hiperbáricos são aqueles representados por trabalhos em tubulões ou caixões pneumáticos, ou ainda no mergulho


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subaquático. Pressões da ordem dos 4 kgf/cm2 (primeiros casos) até dezenas de kgf/cm2 (no mergulho profundo) submetem o organismo a riscos de doenças específicas e acidentes descompressivos (com risco de fatalidades). Todavia, não são do ofício da higiene no sentido que não existe o processo de reconhecimento, avaliação e controle do agente na forma tradicional. As variações de pressão são impostas pelo processo, e o controle dos tempos e gradientes de pressão (compressivamente e descompressivamente falando) são a chave do controle, além da grande supervisão médica necessária. São, portanto, medidas de controle operacional, administrativo e médico que predominam, e a ação sobre o agente é bastante relativizada. São em verdade um caso à parte nos agentes físicos. Vale ainda comentar que em muitos “membros” das famílias das radiações existe conhecimento ainda por se consolidar, e áreas polêmicas quanto a efeitos nocivos como as linhas transmissão de alta tensão, os telefones celulares e suas antenas radio-base. Neste último caso, é bom lembrar do alerta da OMS/IARC sobre o risco aumentado de alguns tumores de cérebro vinculados à exposição a telefones celulares. Veja em www.iarc.fr. Também há zonas de penumbra nos casos das reais potencialidades carcinogênicas dessas radiações não ionizantes para outras situações. Finalmente, vale lembrar que muitos dos membros dessas famílias não apresentam qualquer estímulo sensorial por ocasião da exposição, o que torna seu reconhecimento difícil, aliado ao fato de muitos equipamentos industriais não apresentarem informações “explícitas” sobre sua possível emissão.


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Figura 1.1. O Espectro Eletromagnético e os TLVs relacionados


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1.3. TESTES 1. Qual dessas é uma Radiação Eletromagnética Ionizante? a) Radiação Infravermelha. b) Radiação Ultravioleta. c) Radiação gama. d) Laser. e) Micro-ondas. 2. Todos os agentes físicos produzem efeitos sensoriais relevantes no momento da exposição. Esta afirmação é: a) Verdadeira. b) Falsa. 3. Qual das situações abaixo corresponde a uma exposição a pressões acima da atmosférica? a) Viajar em avião não pressurizado. b) Trabalhar ao nível do mar. c) Escalar montanhas altíssimas. d) Praticar mergulho submarino. e) Andar de bicicleta em La Paz (Bolívia). 4. São exemplos de radiações não ionizantes: a) Micro-ondas, raios X, luz visível. b) Ultravioleta, radar, raios gama. c) Elétrons, nêutrons, partículas alfa. d) Radiofrequência, ultravioleta, luz visível. e) Nêutrons, partículas beta, laser 5. São exemplos de radiações ionizantes: a) Micro-ondas, maser, raios X. b) Luz visível, ultravioleta, infravermelho. c) Partículas beta, nêutrons, partículas alfa. d) Raios gama, laser, radiofrequência. e) Luz visível, laser, maser.


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Capítulo 2. Avaliação e Controle da Exposição Ocupacional ao Ruído

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CAPÍTULO 2. AVALIAÇÃO E CONTROLE DA EXPOSIÇÃO OCUPACIONAL AO RUÍDO

OBJETIVOS DO ESTUDO Ao final deste módulo, o aluno deverá estar apto a identificar:  Fornecer conceitos básicos sobre ruído, sua avaliação e aspectos técnico-legais ocupacionais;  Reconhecer a questão do ruído ambiental e a Norma NBR 10151:2000;  Apresentar os conceitos básicos sobre a atenuação de protetores auriculares.



2.1. INTRODUÇÃO O ruído é um dos principais agentes físicos presentes nos ambientes de trabalho, em diversos tipos de instalações ou atividades profissionais. Por sua enorme ocorrência e visto que os efeitos à saúde dos indivíduos expostos são consideráveis, é um dos maiores focos de atenção dos higienistas e profissionais voltados para a segurança e saúde do trabalhador. 2.2. GRANDEZAS, UNIDADES E EMBASAMENTO TEÓRICO INICIAL 2.2.1. SOM Por definição, o som é uma variação da pressão atmosférica capaz de sensibilizar nossos ouvidos.

Figura 2.1. Representação da variação da pressão atmosférica Esta variação de pressão pode ser representada sob a forma de ondas senoidais, com as seguintes grandezas associadas:


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8

P

A t



A=

amplitude da onda comprimento da onda Figura 2.2. Grandezas das ondas senoidais 2.2.2. NÍVEL DE PRESSÃO SONORA – DECIBEL Como os sons podem abarcar uma gama muito grande de variação de pressão sonora (faixa dinâmica), que vai de 20 Pa até 200 Pa (Pa = Pascal), seria pouco prática a construção de instrumentos para a indicação direta da pressão sonora. Quando a grandeza varia muito na faixa de valores usuais, usa-se um artifício. Para contornar este problema, utiliza-se uma escala logarítmica de relação de grandezas, o decibel (dB). O decibel não é uma unidade em si, e sim uma relação adimensional definida pela seguinte equação: L = 20 x log

P Po

Sendo: L = nível de pressão sonora (dB) Po = pressão sonora de referência, por convenção, 20 Pa P= Pressão sonora encontrada no ambiente (Pa)



Para pensar: Quantos dB seriam indicados para uma pressão sonora de 20 Pa? (limiar aproximado da audição) Quantos seriam lidos para uma pressão sonora de 200 Pa? (limiar de audição acompanhada de dor) Observação: Ao se utilizar o dB fala-se "nível de pressão sonora". Rigorosamente falando, dever-se-ia sempre indicar o valor de referência (20 Pa). Por exemplo, 90 dB a 20 Pa (também se usa 90 dB re 20 Pa) Isto não é realmente feito, pois a referência é universal no caso das avaliações de ruído. Outros "dB" - O uso do dB se estende a toda grandeza que varia muito, como potências elétricas e eletromagnéticas. Mesmo na acústica, há referências diferentes, por exemplo, no caso da audiometria. Nota 2.1. Usando a equação básica dB  10  log

A , exprimir em dB a atenuação que a tela A0

protetora da porta do forno de micro-ondas oferece, se o valor atenuado (após a tela) é 100.000 vezes menor que o valor interno, sendo este a referência. Resposta:

10 5  A0 dB  10  log  50dB A0 Ou seja, a tela atenua 50 dB (esta é a atenuação real para o caso de fornos de

micro-ondas).

A seguir é apresentada uma ilustração comparativa entre situações práticas de ruído e os níveis em dB.


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Figura 2.3. Situações práticas de ruído e os níveis em dB


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2.2.3. GRANDEZAS E DEFINIÇÕES ASSOCIADAS AO SOM/ RUÍDO 

  

 

Amplitude (A) – é o valor máximo, considerado a partir de um ponto de equilíbrio, atingido pela pressão sonora. A intensidade da pressão sonora é a determinante do “volume” que se ouve; Comprimento de onda () – é a distância percorrida para que a oscilação repita a situação imediatamente anterior em amplitude e fase, ou seja, repita o ciclo; Período (T) – é o tempo gasto para se completar um ciclo de oscilação. Invertendo-se este parâmetro (1/T), se obtém a frequência (f); Frequência (f) – é o número de vezes que a oscilação é repetida numa unidade de tempo. É dada em Hertz (Hz) ou ciclos por segundos (CPS). As frequências baixas são representadas por sons graves, enquanto que as frequências altas são representadas por sons agudos; Tom Puro – é o som que possui apenas uma frequência. Por exemplo: Diapasão, gerador de áudio; Ruído – É um conjunto de tons não coordenados. As frequências componentes não guardam relação harmônica entre si. São sons “não gratos” que nos causam incômodo, desconforto. Um espectro de ruído industrial pode conter praticamente todas as frequências audíveis.

2.2.4. "COMBINANDO" VALORES EM DECIBEL Como o decibel não é linear, não pode ser somado ou subtraído algebricamente. Para se somar dois níveis de ruído em dB, o caminho natural seria transformar cada um em Pascal, através da fórmula já representada, então somar-se-iam algebricamente e, ao final, o resultado seria transformado de Pascal para dB. Este método não é prático, apesar de correto. A fórmula genérica para a combinação de "n" níveis em dB é: Ln= 10xlog (



n

10

i1

Li 10

)

Para uma maior agilidade na combinação de níveis em dB, utiliza-se a tabela 2.1.


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Tabela 2.1. Diferença entre níveis e a quantidade a ser adicionada ao maior nível Diferença entre níveis (dB) 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 9,0 10,0 11,0 13,0 15,0

Quantidade a ser adicionada nível ao maior (dB) 3,0 2,9 2,8 2,7 2,6 2,5 2,3 2,1 2,0 1,8 1,6 1,5 1,3 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1

Nota: para diferenças superiores a 15, considerar um acréscimo igual a zero, ou seja, prevalece apenas o maior nível.


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Quadro 2.1. Combinação de níveis em dB, utilizando a tabela 2.1. Combine: 95 & 95 = 98 dB

95 & 90 = 96,2 dB

95 & 85 = 95,4 dB

95 & 75 = 95 dB

Aspectos Práticos:  Cada 3 dB a mais ou a menos no nível significam o dobro ou a metade da potência sonora  Fontes mais de 10 dB abaixo de outras (num certo ponto de medição) são praticamente desprezíveis  A fonte mais intensa é a que "manda" no ruído total em um certo ponto. 2.2.5. AUDIBILIDADE / SENSAÇÃO SONORA Tendo em vista que o parâmetro estudado é a pressão sonora, que é uma variação de pressão no meio de propagação, deve ser observado que variações de pressão como a da pressão atmosférica são muito lentas para serem detectadas pelo ouvido humano. Porém, se essas variações se processam mais rapidamente – no mínimo 20 vezes por segundo (20 Hz) – elas podem ser ouvidas. O ouvido humano responde a uma larga faixa de frequências (faixa audível), que vai de 16-20 Hz a 16-20 kHz. Fora desta faixa o ouvido humano é insensível ao som correspondente. Estudos demonstram que o ouvido humano não responde linearmente às diversas frequências, ou seja, para certas faixas de frequências ele é mais ou menos sensível. Um dos estudos mais importantes que revelaram tal não-linearidade foi a experiência realizada por Fletcher e Munson nos anos 30, que resultaram nas curvas isoaudíveis. Para compensar essa peculiaridade do ouvido humano, foram introduzidos nos medidores de nível sonoro filtros eletrônicos com a finalidade de aproximar a resposta do instrumento à resposta do ouvido humano. São chamadas “Curvas de Ponderação ou de Compensação” (A, B, C). Vide ilustração a seguir.


13


Figura 2.4. Curvas de ponderação ou de compensação Destas curvas, a curva “A” é a que melhor correlaciona Nível Sonoro com Probabilidade de Dano Auditivo. Portanto é a comumente utilizada em avaliação de ruído industrial. Observação: o dB "compensado" funciona como uma avaliação "subjetiva" ou do risco ao homem; o dB (linear) é uma avaliação objetiva do ruído no ambiente e é importante para se conhecer uma fonte de ruído.


14


Quadro 2.2. Um tom puro de 100 Hz é medido por um medidor nos circuitos A, B, C e linear. Que valores serão lidos? Resposta:

LINEAR - VALOR REAL (OBJETIVO)

C - MESMO VALOR

B-

-5 .dB

A - -20 .dB

OBS: VEJA AS CURVAS DE COMPENSAÇÃO NA FIGURA 2.4.

O mesmo vai ser feito para um tom puro de 1000 Hz. Que valores serão lidos? Resposta:

TODOS OS VALORES SERÃO IGUAIS

Se você fabricasse um calibrador de ruído de tom puro, que frequência selecionaria?

Resposta:

1000 Hz PARA PODER CALIBRAR EM TODAS AS ESCALAS.

2.2.6. RESPOSTAS DINÂMICAS Os medidores de ruído dispõem de padrões para as velocidades de respostas, de acordo com o tipo de ruído a ser medido e os objetivos da avaliação. A diferença entre tais respostas está no tempo de integração do sinal, ou constante de tempo.  “Slow” – resposta lenta – avaliação ocupacional de ruídos contínuos ou intermitentes, avaliação de fontes não estáveis;  “Fast” – resposta rápida – avaliação ocupacional legal de ruído de impacto (com ponderação dB (C)), calibração;


15




“Impulse” – resposta de impulso – para avaliação ocupacional legal de ruído de impacto (com ponderação linear).

2.2.7. VALOR EFICAZ (RMS) Na representação gráfica em onda senoidal, os valores máximos e mínimos atingidos pela mesma são os valores de pico. Tomando-se toda a amplitude (positiva e negativa) da onda, temos o valor pico a pico. No caso da avaliação de ruído, o que interessa é o valor eficaz desta onda, uma vez que o valor médio entre semiciclo positivo e negativo seria zero. O valor eficaz é uma média quadrática (“Root Mean Square” – RMS).

Figura 2.5. Representação dos valores de pico e do valor eficaz Para uma senóide, o valor RMS é 0,707 do valor de pico. O valor de pico, 1,414 vezes o RMS (raiz de 2). Em dB, o valor de pico está 3 dB acima do valor RMS. Estas relações só valem para sons senoidais (tons puros). Para um ruído qualquer, a relação deve ser medida (não pode ser prevista). Notar ainda: Os aparelhos de medição convencional sempre estão medindo o valor RMS corrente. Este valor pode apresentar máximos (dependendo da fonte de ruído) e mínimos. Esses máximos não devem ser chamados de "picos", pois o valor de pico é uma designação específica, o maior valor da pressão sonora ocorrido no intervalo de medição (há medidores especiais para isso).


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17

2.2.8. DETERMINAÇÃO DE NÍVEL DE RUÍDO DE FONTE EM PRESENÇA DE RUÍDO DE FUNDO Ruído de fundo é o ruído de todas as fontes secundárias, ou seja, quando estamos estudando o ruído de uma determinada fonte num ambiente, o ruído emitido pelas demais é considerado ruído de fundo. A maneira natural de se realizar tal determinação seria desativar as demais fontes, ou seja, eliminar todo o ruído de fundo e fazer a medição apenas da fonte de interesse. Contudo, tal procedimento nem sempre é simples ou viável, na prática. Sendo assim, pode ser utilizado o conceito da "subtração" de dB, através da qual se determina o nível da fonte a partir do conhecimento do “decréscimo” global advindo da desativação da fonte de interesse. São utilizadas as terminologias e o gráfico abaixo: Ls+n= ruído total (fonte e fundo) Ln= ruído de fundo Ls= ruído da fonte Ls = Ls+n - L

Exemplo: Ls+n=60 dB e Ls+n-Ln=7 dB - L=1 dB Ls=Ls+n-L = 60-1 = 59dB

Ln=53 dB

Figura 2.6. Decréscimo global advindo da desativação da fonte de interesse Aspectos práticos:  Se desligada a fonte, o ruído total se altera pouco, ela é pouco importante;  Se desligada a fonte, o ruído total cai muito, a fonte é quem "manda" no ruído total (naquele ponto de medição).



2.3. AVALIAÇÃO DA EXPOSIÇÃO OCUPACIONAL AO RUÍDO 2.3.1. ASPECTOS TÉCNICO-LEGAIS De acordo com a Legislação Brasileira, através da Portaria 3214/78 do Ministério do Trabalho - NR 15, Anexo 1, os Limites de Tolerância para exposição a ruído contínuo ou intermitente são representados por níveis máximos permitidos, segundo o tempo diário de exposição, ou, alternativamente, por tempos máximos de exposição diária em função dos níveis de ruído existentes. Estes níveis serão medidos em dB(A), resposta lenta. A tabela 2.2 da NR 15 da supracitada Portaria é reproduzida a seguir: Tabela 2.2. NR 15 - Limites de Tolerância para Ruído contínuo ou Intermitente Nível de Ruído dB (A) 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 98 100 102 104 105 106 108 110 112 114 115 *

Máxima Exposição Diária Permissível 8 horas 7 horas 6 horas 5 horas 4 horas e 30 minutos 4 horas 3 horas e 30 minutos 3 horas 2 horas e 40 minutos 2 horas e 15 minutos 2 horas 1 hora e 45 minutos 1 hora e 15 minutos 1 hora 45 minutos 35 minutos 30 minutos 25 minutos 20 minutos 15 minutos 10 minutos 08 minutos 07 minutos

* As atividades ou operações que exponham os trabalhadores a níveis de ruído, contínuo ou intermitente, superiores a 115 dB (A), sem proteção adequada, oferecerão risco grave e iminente.


18


19

Quadro 2.3. Se em um dado ponto o ruído de fundo é de 82 dBA, qual o máximo valor de uma nova fonte a ser colocada nesse ponto, sem que se exceda o nível permissível para 8 horas diárias? Observação: O nível permissível para 8 horas diárias é de 85 dBA (tabela 2.2.).

Resposta:

vel que combinado com um nível de 82 resulta em 85 dBA?

Lembrete: A soma de duas fontes com níveis iguais resulta sempre num acréscimo

de 3 dB ao

valor de qualquer uma das fontes.

2.3.2. DOSE DE RUÍDO Os limites de tolerância fixam tempos máximos de exposição para determinados níveis de ruído. Porém, sabe-se que praticamente não existem tarefas profissionais nas quais o indivíduo é exposto a um único e perfeitamente constante nível de ruído durante a jornada. O que ocorre são exposições por tempos variados a níveis de ruído variados. Para quantificar tais exposições utiliza-se o conceito da DOSE, resultando em uma ponderação para cada diferentes situações acústicas, de acordo com o tempo de exposição e o tempo máximo permitido, de forma cumulativa na jornada. Calcula-se a dose de ruído da seguinte maneira:

D

Te1 Te 2 T T   ...  ei  ...  en C p1 C p 2 C pi C pn eHO – 002 Agentes Físicos I / 1o ciclo de 2014.


Onde: D = dose de ruído Tei = tempo de exposição a um determinado nível (i) Cpi = tempo de exposição permitido pela legislação para o mesmo nível (i) Com o cálculo da dose, é possível determinar a exposição do indivíduo em toda a jornada de trabalho, de forma cumulativa. Se o valor da dose for menor ou igual à unidade (1), ou 100% a exposição é admissível. Se o valor da dose for maior que 1 ou 100%, a exposição ultrapassou o limite, não sendo admissível. Exposições inaceitáveis denotam risco potencial de surdez ocupacional e exigem medidas de controle. Aspectos práticos  A dose de ruído diária é o verdadeiro limite de tolerância (técnico e legal);  A dose diária não pode ultrapassar a unidade ou 100%, seja qual for o tamanho da jornada;  A dose de ruído é proporcional ao tempo: sob as mesmas condições de exposição, o dobro do tempo significa o dobro da dose, etc.;  Quanto mais alto o nível de um certo ruído e quanto maior o tempo de exposição a esse nível, maior sua importância na dose diária;  Devemos reduzir os tempos de exposição aos níveis mais elevados, para assegurar boas reduções nas doses diárias;  Toda exposição desnecessária ao ruído deve ser evitada. Deve ser ressaltado que em casos de avaliação de doses em tempos inferiores aos da jornada, o valor da dose pode ser obtido através de extrapolação linear simples (regra de três), como no exemplo: Tempo de avaliação = 6h 30 min; dose obtida = 87 % p/ jornada de 8 horas: 6,5

87

8,0

DJ

DJ =

87x8 = 107% 6,5

Todavia, essa extrapolação pressupõe que a amostra feita foi representativa.


20


Nota 2.2. Numa determinada indústria, a exposição o operador de campo A é a seguinte: Nível de ruído junto à zona auditiva (dBA) 85 90

Tempo de exposição diária (horas) 6 2

A exposição ultrapassa o limite de tolerância?

Resposta:

Pela tabela 2.2, os limites para 85 dB (A) e 90BdB(A) são respectivamente 8

e 4 horas. Portanto a dose de ruído será:

D

6 2   1,25 ou 125%. 8 4

O limite será excedido se a soma ultrapassar 1.

Portanto:

1,25 > 1 LIMITE EXCEDIDO


21


Nota 2.3. Na mesma empresa, o operador B possui o seguinte perfil de exposição: Nível de ruído junto à zona auditiva (dBA) 85 95 68 90

Tempo de exposição diária (horas) 4 1 1 2

A exposição ultrapassa o limite de tolerância?

Resposta:

Pela tabela 2.2., temos que o limite para 85, 90 e 95 dB são, respectivamente,

8, 4 e 2 horas. Assim:

D

4 2 1    1,5 ou 150%. 8 4 2

Portanto, excede o limite.

NOTA: Nos cálculos de dose só são levados em conta valores iguais ou

superiores a 80 dBA. Esta orientação é uma recomendação da OSHA (legislação

norte-americana), NIOSH (entidade de estudos e pesquisas, governamental, norte – americana) e da NHO-01 (norma ocupacional da Fundacentro, autarquia dedicada

a estudos e pesquisas do Ministério do Trabalho e Emprego).


22


Nota 2.4. A) O mecânico de manutenção possui o seguinte perfil de exposição: Nível de ruído junto à zona auditiva (dBA) 100 95 85 75

Tempo de exposição diária (horas) 1 0,5 6 0,5

Qual sua dose de ruído? Resposta:

Pela tabela 2.2, temos que o limite para 85, 95 e 100 dB são, respectivamente,

8, 2 e 1 horas:

D

6 0,5 1    2 ou 200%. 8 2 1

B) Na mesma empresa, porém em outro setor, há um operador de extrusora que se expõe a um nível único de 90 dB (A) por toda sua jornada de 8 horas. Qual sua dose? Resposta:

Utilizando a mesma tabela 2.2., o limite para 90 dB (A) é de 4 horas. Portanto:

D

8 2 4

Ou seja, 200%.


23


24

Quadro 2.4. Se um trabalhador fica exposto por 5 horas a 86 dBA, qual o tempo máximo que poderá ficar exposto a 97 dBA, sem exceder a dose diária? Se sua jornada é de 8 horas, a dose seria ultrapassada?

Resposta:

ou

COMO A DOSE FOI ATINGIDA (1) ÀS 5H 21MIN DE JORNADA, SE A JORNADA

TOTAL É DE 8 HORAS A DOSE SERÁ ULTRAPASSADA.

2.3.3. NÍVEL MÉDIO (LAVG) É o nível ponderado sobre o período de medição, que pode ser considerado como nível de pressão sonora contínuo, em regime permanente, que produziria a mesma dose de exposição que o ruído real, flutuante, no mesmo período de tempo. No caso do

s limites de tolerância NR-15, a fórmula simplificada de cálculo é:

L AVG  80  16,61  log( 0,16 

CD ) TM

Sendo: TM = tempo de amostragem (horas decimais) CD = contagem da dose (porcentagem)



25

Quadro 2.5. A fórmula do tempo permitido a um certo nível de ruído (Anexo 1 da NR 15) é dada por

16

Tempo permitido 

2

(

L 80 ) 5

Calcule os tempos permitidos para nos níveis de 80 a 84 dBA, não presentes na tabela da NR-15. Resposta:  Para um nível de 80 dB (A), temos que:

Tempo permitido  Para um nível de 81 dB (A), temos que:

Tempo permitido (13 horas e 55 minutos)  Para um nível de 82 dB (A), temos que:



Tempo permitido



(9 horas e 11 minutos)

2.3.4. DOSIMETRIA DE RUÍDO Dificilmente na prática se observam exposições a poucos níveis discretos e bem diferenciados, facilitando o cálculo manual da dose. O que se observará frequentemente é uma exposição a níveis de ruído que oscilam muito rapidamente, com difícil obtenção de dados relativos aos tempos de exposição correspondentes. Para se obter uma dose representativa, torna-se necessário o uso de um dosímetro. Em suma, o dosímetro é um instrumento que será instalado em determinado indivíduo e fará o trabalho de obtenção da dose (integração no tempo), acompanhando todas as situações de exposição experimentadas pelo mesmo, informando em seu "display" o valor da dose acumulado ao final da jornada, bem como vários outros parâmetros, tais como Nível Médio (LAVG), Nível Máximo, etc.

Figura 2.7. Dosímetro de Ruído.

Figura 2.8. Funcionário com dosímetro de ruído instalado no bolso, e microfone fixado junto à zona auditiva.


26


Quadro 2.6. Qual o nível médio de exposição que um trabalhador está submetido se a dosimetria de jornada é de 344% e sua jornada é de 6 horas?

Resposta:

,

Nota 2.5. Qual o nível médio permissível para uma exposição que respeite o limite de tolerância, em uma jornada de 6 horas? E de 7 horas? E de 4 horas? Quais as doses máximas permitidas nesses casos? O que se conclui?

Resposta:

Pela tabela 2.2:

6h - 87 dBA

7h - 86 dBA

4h - 90 dBA


27


Em todos os casos, a dose máxima permissível é de 100%.

Para que o nível médio seja indicador de adequação da exposição, é

necessário conhecer a duração da jornada.

No caso da dose, não é necessário, pois a dose é um indicador absoluto.

Quadro 2.7. A fórmula da intensidade sonora em um dado ponto, para uma fonte pontual em espaço aberto, é I = W/4r2, onde W é a potência sonora da fonte e r a distância da fonte ao ponto em que se deseja a intensidade. Se dB=10xlog I/Io e se a relação entre a pressão sonora e a intensidade é I=kp2, onde k é constante, qual a variação da pressão sonora, em dB? Resposta:

d2 = 2d1


28


Queda de 6dB(A) a cada dobro de distância da fonte.

2.4. NORMA BRASILEIRA NBR 1051 – CONTEXTO E APLICAÇÃO

2.4.1 ASPECTOS LEGAIS A Poluição Sonora é ocasionada pelo excesso de ruído gerado pela circulação de veículos, comércio, indústrias, aeroportos... A necessidade de criação de um programa que estabelecesse normas, métodos e ações para controlar o ruído excessivo e seus reflexos sobre a saúde e bem estar da população em geral, levou o governo federal a criar o Programa Nacional de Educação e Controle da Poluição Sonora - Silêncio, instituído pelo CONAMA por meio das Resoluções 01/90 e 02/90, sob a coordenação do IBAMA. Os objetivos do programa são (4)(6):  

 

Capacitação técnica e logística de pessoal nos órgãos de meio ambiente estaduais e municipais em todo o país; Divulgação, junto à população, de matéria educativa e conscientizadora dos efeitos prejudiciais e introdução do tema "Poluição Sonora" nos currículos escolares de 2º grau; Incentivo à fabricação e uso de máquinas e equipamentos com níveis mais baixos de ruído operacional; O estabelecimento de convênios, contratos e atividades afins com órgãos e entidades que possam contribuir para o desenvolvimento do Programa.

Merece também destaque a criação do Selo Ruído (6) cujo objetivo é fornecer ao consumidor informações sobre o ruído emitido por eletrodomésticos, brinquedos, máquinas e motores, a fim de permitir a seleção de produtos mais silenciosos, e incentivar a sua fabricação. A seguir, relacionamos as legislações federais que versam sobre o tema: 167H

168H

 



Resolução CONAMA nº. 1/90 - Estabelece critérios, padrões, diretrizes e normas reguladoras da poluição sonora; Resolução CONAMA nº. 2/90 - Estabelece normas, métodos e ações para controlar o ruído excessivo que possa interferir na saúde e bem-estar da população; Resolução CONAMA nº. 1/93 - Estabelece para os veículos automotores nacionais e importados, exceto motocicletas, motonetas ciclomotores, bicicletas


29










com motor auxiliar e veículos assemelhados, limites máximos de ruído com veículos em aceleração e na condição parado; Resolução CONAMA nº. 2/93 - Estabelece para motocicletas, motonetas, triciclos, ciclomotores, bicicletas com motor auxiliar e veículos assemelhados, nacionais ou importados, limites máximos de ruído com o veículo em aceleração e na condição parado; Resolução CONAMA nº. 8/93 - Estabelece a compatibilização dos cronogramas de implantação dos limites de emissão dos gases de escapamento com os de ruído dos veículos pesados no ciclo Diesel, estabelecidos na Resolução CONAMA nº. 1/93; Resolução CONAMA nº. 20/94 - Institui o Selo Ruído como forma de indicação do nível de potência sonora medida em decibel, dB(A), de uso obrigatório a partir desta Resolução para aparelhos eletrodomésticos, que venham a ser produzidos, importados e que gerem ruído no seu funcionamento; Resolução CONAMA nº. 17/95 - Ratifica os limites máximos de ruído e o cronograma para seu atendimento determinados no artigo 2º da Resolução CONAMA nº. 08/93, excetuada a exigência estabelecida para a data de 1º de janeiro de 1996.

Além das Legislações Federais sobre tema, existem diversos instrumentos Legais nos âmbitos estaduais e municipais. Particularmente no estado de São Paulo, destacamos o programa criado pela Prefeitura de São Paulo. A multiplicidade de estabelecimentos geradores de poluição sonora motivou a Administração Municipal a controlar e disciplinar esse tipo de atividade, adotando medidas para preservar o sossego público e garantir a qualidade de vida por meio da proteção do meio ambiente. A ação fiscalizadora como meio de controle e combate à poluição sonora originou o PROGRAMA SILÊNCIO URBANO – PSIU. Esse programa foi criado pelo Decreto 34.569 de 06 de outubro de 1994 e reestruturado pelo Decreto 35.928 de 06 de março de 1996. Sua finalidade principal é coibir a emissão excessiva de ruídos produzidos em quaisquer atividades comerciais exercidas em ambiente confinado e que possa causar incômodo e interferir na saúde e no bem estar dos munícipes, de acordo com as disposições da Lei 11.501/94 alterada pela Lei 11.986/96. Iniciando suas atividades ligada à Secretaria Municipal do Meio Ambiente, a coordenação do programa passou a ser feita pela Secretaria Municipal de Abastecimento (SEMAB), em 29 de fevereiro de 1996, através do Decreto 35.919. O PSIU recebe uma grande quantidade de reclamações por mês. Os responsáveis pelos estabelecimentos denunciados são oficiados e posteriormente intimados a comparecer a SEMAB, para serem orientados a sanar as irregularidades constatadas. Persistindo as reclamações, o estabelecimento será vistoriado e, confirmado o problema, sofrerá as penalidades previstas pela lei. Se for constatada durante uma vistoria a emissão excessiva de ruído e a falta de licença de funcionamento, o estabelecimento será multado. A persistência da irregularidade ocasionará nova multa e o fechamento administrativo. O PSIU exerce controle e fiscalização em locais confinados, cobertos ou não, que possam emitir ruídos excessivos, de maneira constante e permanente. Desse modo, pode-se receber denúncias de estabelecimentos como: templos religiosos, salas de reuniões, oficinas, bares, padarias, eHO – 002 Agentes Físicos I / 1o ciclo de 2014.

30


boates, salões de festas, restaurantes, pizzarias, casas de espetáculos, indústrias e de todo o local sujeito à licença de funcionamento, que possa produzir barulho. Particularmente em relação às Legislações Federais destacamos três tópicos contidos na RESOLUÇÃO CONAMA nº. 001, de 08 de março de 1990: I - A emissão de ruídos, em decorrência de quaisquer atividades industriais, comerciais, sociais ou recreativas, inclusive as de propaganda política, obedecerá, no interesse da saúde, do sossego público, aos padrões, critérios e diretrizes estabelecidos nesta Resolução. II - São prejudiciais à saúde e ao sossego público, para os fins do item anterior os ruídos com níveis superiores aos considerados aceitáveis pela norma NBR 10151 Avaliação do Ruído em Áreas Habitadas visando o conforto da comunidade. III - Na execução dos projetos de construção ou de reformas de edificações para atividades heterogêneas, o nível de som produzido por uma delas não poderá ultrapassar os níveis estabelecidos pela NBR 10152 – Níveis de Ruído para conforto acústico. Os itens apresentados anteriormente citam as referências normativas que contêm as condições exigíveis para avaliação da aceitabilidade do ruído em comunidades, especificando método para a medição do ruído e a fixação dos níveis de ruído considerados compatíveis com o conforto acústico em ambientes diversos. A Norma Regulamentadora NR-17 do Ministério do Trabalho e Emprego (8) (MTE) que trata sobre “ERGONOMIA” também dispõe sobre conforto acústico. Nela, são apresentadas recomendações para níveis de conforto acústico, sendo referendada a norma NBR 10152. A seguir apresentamos um excerto da NR-17 com tais recomendações. Item 17.5.2. da NR-17 - Nos locais de trabalho onde são executadas atividades que exijam solicitação intelectual e atenção constantes, tais como: salas de controle, laboratórios, escritórios, salas de desenvolvimento ou análise de projetos, dentre outros, são recomendadas as seguintes condições de conforto: a) Níveis de ruído de acordo com o estabelecido na NBR 10152, norma brasileira registrada no INMETRO; b) Índice de temperatura efetiva entre 20ºC (vinte) e 23ºC (vinte e três graus centígrados); c) Velocidade do ar não superior a 0,75m/s; d) Umidade relativa do ar não inferior a 40 (quarenta) por cento. Item 17.5.2.1. da NR-17 - Para as atividades que possuam as características definidas no subitem 17.5.2, mas não apresentam equivalência ou correlação com aquelas relacionadas na NBR 10152, o nível de ruído aceitável para efeito de conforto será de até 65 dB (A) e a curva de avaliação de ruído (NC) de valor não superior a 60 dB. A Legislação Brasileira considera como insalubres as atividades ou operações que impliquem em exposições a níveis de ruído contínuo ou intermitente por tempos superiores aos limites de tolerância fixados pela Norma Regulamentadora NR-15 (7), anexo I, da Portaria nº. 3214 de 08/06/1978, da SSMT/MTE (Ministério do Trabalho e Emprego). 2.4.3. PRINCIPAIS ASPECTOS DA NBR 10151 DE JUNHO DE 2000 (3) OBSERVAÇÃO: Substitui a NBR 10151:1987 (2) a partir de 31/07/2000. eHO – 002 Agentes Físicos I / 1o ciclo de 2014.

31


O método de avaliação envolve as medições do nível de pressão sonora equivalente (LAeq), em decibéis ponderados segundo a curva “A”. Esta curva tem por objetivo adequar a resposta do medidor em relação à resposta em frequência do ouvido humano. Observar que para obtenção do Laeq o aparelho funciona em resposta rápida (fast). Define: nível de pressão sonora equivalente (LAeq), nível de ruído ambiente (Lra), ruído com caráter impulsivo, ruído com componentes tonais. EQUIPAMENTOS DE MEDIÇÃO: medidor e calibrador - mínimo tipo 2 – com certificado de calibração pela Rede Brasileira de Calibração (RBC) ou INMETRO. As avaliações de nível de pressão sonora devem ser feitas em dB(A). Quando forem necessárias medidas para correção ou redução do nível sonoro, segundo a NBR 10152/1987 (1), serão feitas medições complementares com análises de frequências (espectros em bandas de oitava). O nível de ruído ambiente Lra é aquele existente na ausência da fonte sonora em questão.


32


33

2.4.3.1. Procedimentos de medição Medição no exterior das edificações:  



 



Deve-se tomar as precauções técnicas para evitar a influência do vento e demais condições climáticas, quando relevantes; As medições devem ser efetuadas em pontos afastados aproximadamente 1,2 m do piso e a pelo menos 2 m do limite da propriedade e de superfícies refletoras, como muros, paredes etc;(edificação que contém a fonte) No exterior da habitação do reclamante, as medições devem ser efetuadas em pontos afastados aproximadamente 1,2 m do piso e pelo menos 2 m de quaisquer outras superfícies refletoras, como muros, paredes etc. Na ocorrência de reclamações as medições devem ser efetuadas nas condições e locais indicados pelo reclamante; Caso o reclamante indique algum ponto de medição que não atenda às condições anteriores, o valor medido neste ponto também deve constar no relatório. Nota: a norma considera edificações que contém a fonte e a habitação do reclamante.

Para medições no interior de edificações: 

 

As medições devem ser efetuadas a uma distância de no mínimo 1 m de quaisquer superfícies (parede, teto, piso e móveis) – mínimo 3 medições (média aritmética) em 3 posições distintas, sempre que possível afastadas entre si em pelo menos 0,5 m; As medições devem ser efetuadas nas condições normais de utilização do ambiente (janelas abertas ou fechadas conforme indicação do reclamante). Caso o reclamante indique algum ponto de medição que não atenda às condições anteriores, o valor medido neste ponto também deve constar no relatório.

2.4.3.2. Correções para ruídos com características especiais 

 

O nível corrigido Lc para ruído sem caráter impulsivo e sem componentes tonais é determinado pelo nível de pressão sonora equivalente (LAeq). Quando o ruído for impulsivo ou de impacto - Lc = máx LA medido em “fast”, acrescido de 5 dB(A); Quando o ruído contiver componentes tonais - Lc = LAeq + 5 dB(A); Quando o ruído contiver ruído impulsivo + componentes tonais - Lc = maior nível dos casos anteriores.

2.4.3.3. Avaliação do ruído O limite máximo para o conforto é o Nível Critério de Avaliação (NCA), apresentado na tabela 1 da norma, reproduzido a seguir: Tabela 2.3. NCA Para Ambientes Externos (NCA ext.) Tipos de áreas Áreas de sítios e fazendas


Diurno 40

Noturno 35


34

Área estritamente residencial urbana ou de hospitais ou de escolas

50

45

Área mista, predominantemente residencial

55

50

Área mista, com vocação comercial e administrativa

60

55

Área mista, com vocação recreacional

65

55

Área mista, predominantemente industrial

70

60

Os limites de horário para período diurno e noturno da tabela podem ser definidos pelas autoridades de acordo com os hábitos da população. Porém, o período noturno não deve começar depois das 22h e não deve terminar antes das 7h (domingo ou feriado até às 9 h). 2.4.3.4. Determinação do nível de critério de avaliação – NCA NCA PARA AMBIENTES INTERNOS - NCA int. NCA int. = NCA ext. – 10 dB(A) [janela aberta] NCA int. = NCA ext. – 15 dB(A) [janela fechada] Notar que se deve considerar a forma habitual do uso da residência, conforme indicado pelo reclamante (janelas abertas ou fechadas) Se o nível de ruído ambiente Lra for superior ao valor da tabela 2.3 para a área e horário em questão, o NCA assume o valor do Lra. 2.4.3.5. Conteúdo necessário para o relatório de ensaio       

Marca, tipo ou classe e número de série de todos os equipamentos de medição utilizados; Data e número do último certificado de calibração de cada equipamento de medição; Desenho esquemático e/ou descrição detalhada dos pontos da medição, horário e duração das medições do ruído; Nível de pressão sonora corrigido; Nível de ruído ambiente; Valor do nível de critério de avaliação (NCA) aplicado para a área e o horário da medição; Referência a essa Norma.

Casos em que o equipamento não fornece Laeq automaticamente (Anexo da Norma) (ex.: medidor de leitura instantânea), o mesmo deve ser determinado considerando o seguinte cálculo:



LA eq

1  10  log n



n

10

Li 10

i 1

Onde: Li = NPS dB(A), lido em “fast” a cada 5 s n = nº. total de leituras


35


36

Nota 2.6. Motivada pela reclamação de um morador, uma empresa vizinha avaliou os níveis de ruído segundo os procedimentos da NBR 10151:2000 no interior da habitação nos pontos indicados pelo reclamante. Os níveis medidos e demais informações estão apresentados na tabela 2.4. Resposta:

Considerando-se as informações obtidas, a análise foi resumida na tabela 2.5.

O critério técnico-legal vigente é da NBR 10151:2000. Como o ruído apresenta

características especiais (componentes tonais), o nível equivalente medido Leq foi

acrescido de 5 dB(A) de forma a compor o nível corrigido LC.

O nível de critério de avaliação NCA foi determinado considerando-se o

período (diurno ou noturno), a condição do local avaliado (janela aberta ou fechada)

e a classificação do zoneamento (tipo de área), que neste caso corresponde a uma

área mista, com vocação comercial e administrativa. NCAint,(diurno) = 60 – 10 = 50 dB(A) NCAint,(noturno) = 55 – 15 = 40 dB(A)

Como nada foi mencionado, pressupõe-se que o nível de ruído ambiente é

inferior ao NCA considerado para a área, horário e condição em questão.



37

Comparar os resultados com os critérios técnico-legais vigentes, relacionados com o conforto da comunidade.

Comparando-se os níveis corrigidos com o nível de critério de avaliação NCA,

verificamos que para o período noturno o critério foi superado, sendo procedente a

reclamação.

Tabela 2.5. Comparação com o Critério Situação

1

2

Descrição Sala de estar do reclamante (janela aberta) Sala de estar do reclamante (janela fechada)

3

Quarto (janela aberta)

4

Quarto (janela fechada)

Hora/ Período

Leq dB(A)

Lc dB(A)

NCA INTERNO dB(A)

14:10/ diurno

43,8

48,5

50

22:20/ noturno

37,5

42,5

40

41,3

46,3

50

35,6

40,6

40

15:00/ diurno 22:30/ noturno



2.5. ATENUAÇÃO DE PROTETORES AURICULARES 2.5.1. O MÉTODO DO RC/NRR Este é o método base, que serve para entender as variações qua atualmente existem. É um método de número único caracterizador de um protetor, desenvolvido para ser de uso prático (o tempo não atestou isso, como vamos ver). Este método também é conhecido como método NIOSH no. 2.O NIOSH suprimiu a medição espectral, anteriormente utilizada no método original. No lugar do espectro do ruído, colocou um espectro rosa e um estimador astuto, a diferença C-A( dBC-dBA), que o corrige tecnicamente, ao calcular o NRR, de forma que o ruído real é superestimado em risco, com um nível de confiança de 98%. Também foi estabelecido o mesmo nível de confiança (98%) em relação aos dados de atenuação do protetor,tendo-se em vista as variações de linha de produção, deduzindo-se dois desvios - padrão. Digo isto para que se conheça a segurança embutida neste número, que integra os dados do protetor e prevê o enfrentamento do pior espectro (percentil 98 em "dificuldade de atenuação"). Feito isto, com uma elegância e prestidigitação científica notáveis, a conta do usuário fica simples: ele deve subtrair o NRR do ruído ambiental avaliado em dBC, obtendo o nível que atinge o ouvido em dBA. dBC(ambiente) - NRR = dBA (ouvido) Observe que tem que ser o dBC, pois o método prevê assim. No próximo tópico, vamos discutir qual seria este dBC, que passa a ser o indicador do espectro, e que vai ser usado na fórmula. Para Pensar: Quais os conceitos relativos aos "dB" compensados? O que é dBA? O que é dBC? Volte ao primeiro módulo, se necessário. Para Pensar: O que se busca é um nível atenuado menor que 85 dBA, para jornadas de 8h. E se a jornada for de 12 horas, qual seria esse nível? 2.5.2. O MÉTODO DO RC/NRR - QUAL O VALOR LIDO NA ESCALAC A USAR? Vimos que o trabalho do técnico fica simples: ele deve subtrair o NRR do ruído ambiental avaliado em dBC, obtendo o nível que atinge o ouvido em dBA. dBC(ambiente) - NRR = dBA (ouvido) É importante discutirmos este dBC que será utilizado na fórmula. Ele deve representar a exposição do trabalhador que está sendo protegido. Uma representação fiel da exposição, sobretudo quando os níveis são muito variáveis, só é possível com dosimetria. Da dosimetria, obtém-se o nível médio da jornada. Porém, esse nível deve ser obtido na curva de compensação C, e não A, como se trabalha usualmente. Observe-se, portanto, que o dosímetro deverá operar em circuito C. Os dosímetros atuais permitem isso, e não é por outro motivo que possuem o circuito C. Se não for possível fazer uma


38


dosimetria C, deve-se eleger um nível em dBC que represente a jornada. Neste caso, não há alternativa a não ser a escolha do máximo nível dBC da jornada, ou seja, da máxima fonte em dBC das situações de exposição. Esta é uma consideração a favor da segurança, mas também certamente excessivamente coservadora em muitos casos, pois o tempo de permanência sob tal nível pode ser mínimo. Do exposto, a melhor opção será a dosimetria C, obtendo-se o nível médio Lavg (C). Nossa próxima discussão deve abordar os descontos a serem aplicados ao NRR, de forma que seu valor reflita adequadamente as situações de uso real. Isto porque o NRR é obtido em condições ideais de laboratório, dificilmente reprodutiveis no dia-a-dia das empresas. Para Pensar: Qual o conceito de nível médio (Lavg)? O que o diferencia do Nível Equivalente (Leq)? 2.5.3. CORREÇÃO REALIDADE DE CAMPO-LABORATÓRIO Nas partes anteriores definimos que vamos nos limitar aos métodos de número único e vimos o método NIOSH n°. 2, do Rc ou NRR, que chamaremos também de NRR tradicional. Discutimos as possibilidades de consideração do dBC ambiental a ser usado na fórmula. Entretanto, devem-se fazer correções para a situação de uso em campo. Isso se deve ao fato de o NRR ser obtido em laboratório, em condições muito especiais, e que diferem dramaticamente da realidade de campo. Vejamos: no laboratório, os protetores são novos, são colocados por pessoas experientes no perfeito ajuste do protetor e orientados / supervisionados por experts dos fabricantes; além disso, não há nenhuma interferência negativa dos protetores com outros EPIs. No campo, os protetores não são novos, são colocados de forma deficiente, recebem interferências de outros EPIs na sua perfetia vedação acústica, e ainda mais: não são usados todo o tempo (Para este último caso, há maneiras de considerar os tempos de não uso do protetor). Para os desvios da realidade de campo há fatores de correção que são recomendados pelo NIOSH, e que diferem de acordo com o tipo de protetor: - 25% de desconto para protetores circum-auriculares, - 50% de desconto para os protetores de inserção de espuma de expansão lenta e -70% de desconto para os protetores de inserção pré-moldados (polímeros de forma fixa). Estes descontos devem ser aplicados ao NRR nominal (de fábrica) antes de serem usados na equação básica do método n°. 2.

2.5.4. USO DO DBA AO INVÉS DO DBC Tudo o que foi falado até agora parte de valores ambientais do ruído em dBC, e isso faz parte do método de desenvolvimento do NRR. Mas devido à "sonora" pressão, bastante compreensível, de técnicos da área para o uso do dBA ambiental (que todos já possuem é o nível médio das dosimetrias), foi desenvolvida uma alternativa com o uso do dBA ambiental. Note-se que no método básico, é a diferença C-A (valor dBC - dBA) "representa" o ruído. Sem o dBC, perde-se o indicador de espectro e, para isso, admite-se que se vai eHO – 002 Agentes Físicos I / 1o ciclo de 2014.

39


enfrentar um ruído muito desfavorável, o que quer dizer, com grande conteúdo de baixas freqüências. O NIOSH admitiu uma diferença C - A = 7, para representar esse ruído. Na fórmula básica, no lugar do dBC teríamos dBA + 7, ou, alternativamente, o NRR seria descontado em 7. Porisso, ao usarmos diretamente o dBA ambiental é preciso fazer uma subtração de 7 no NRR. Se chamarmos esse NRR para uso do dBA de NRRa, então: NRRa = NRR - 7 Feito isto, o restante das considerações, descontos e fórmulas vistas ficam válidos, mas, pelo conceito da correção (ela se aplicaria ao dBA, "levando-o" a um dBC de pior caso), observe que é necessário ANTES corrigir o NRR e depois aplicar o (-7). Para Pensar: Por que C-A é um indicador do espectro do ruído? Podemos identificar a frequência de um tom puro, com as leituras A e C? 2.5.5. O NRRSF O que temos falado até agora diz respeito ao NRR que chamaremos de "tradicional". Isto, para se contrapor ao NRRsf, que é uma proposta relativamente nova, mas já posta em prática inclusive no país. Vários fabricantes já possuem seus protetores ensaiados para esse fim, e sabem quais são os NRRsf dos mesmos. Nós vimos que devem ser feitos descontos nas atenuações dos NRR "tradicionais", devido às grandes diferenças de performance entre o laboratório e o campo. Ora, os pesquisadores verificaram que, se os ensaios de laboratórios fossem feitos com sujeitos "ingênuos" quanto à proteção auditiva, que apenas leriam as instruções das embalagens, colocando então os protetores para fazer o teste, então os dados obtidos se aproximariam do desempenho (real) de campo. Trata-se da Norma ANSI S 12. 6 / 97 B. O NRRsf é calculado a partir desses dados de atenuação, com algumas peculiaridades, quais sejam: o nível de proteção estatístico para as variações da linha de produção do protetor é de 84% (contra 98% no método tradicional) e subtrai-se diretamente do dBA, com correção de 5 ao invés de 7, já embutida no número. Estas duas diferenças entre o NRR e o NRRsf tornam este último efetivamente menos protetor no sentido estatístico, tanto em termos dos protetores produzidos (variabilidade do produto) como em termos dos espectros de ruído que se venha enfrentar (a correção de 5, ao invés de 7, é benévola quanto ao ruído de baixa freqüência a ser enfrentado ao se utilizar apenas o dBA). Portanto: dBA(ambiente) - NRRsf = dBA (ouvido) Não é necessário fazer nenhuma outra correção, com exceção da devida ao tempo de uso real.


40


41

2.5.6. CÁLCULO DE ATENUAÇÃO AO RUÍDO Há, então 3 métodos apresentados para cálculo de atenuação, com variantes: 

NRR tradicional, a partir do dBC ambiental, em Lavg;  - variante: dBC máximo da jornada no lugar do Lavg (C);  NRR tradicional, ajustado para uso do dBA ambiental (NRRa = NRR - 7), sendo o dBA usualmente o Lavg(A);  - variante: dBA máximo da jornada;  NRRsf, obrigatoriamente a partir do dBA ambiental (seja Lavg(A) ou máximo dBA da jornada). Todos os casos, exceto o último, devem sofrer correções “campo-laboratório”, conforme já mencionado. Todos os casos devem ter correção para tempo real de uso, se o protetor não for utilizado 100% do tempo. Não foi abordado aqui o método "longo", ou de análise espectral, ou o chamado método NIOSH n°. 1. Todos os 4 métodos (longo, NRR, NRRa, NRRsf) são utilizáveis para fins previdenciários, como descrito na IN 78 do INSS. 2.5.6.1. Cálculo de correção devida ao tempo real de uso do Protetor Auricular Esta correção deve ser feita sempre que o tempo real de uso de um protetor não for 100% da jornada. É importante observar que o simples fato de retirar o protetor por alguns minutos degrada imediatamente o NRR previsto, reduzindo-o a apenas 3 a 5, se o protetor for utilizado apenas 50% do tempo. Para se levar em conta esta degradação, usa-se a tabela a seguir. A tabela é aproximação razoável das equações envolvidas, e de uso mais prático. Tabela 2.6. Correção do tempo real de uso do Protetor Auricular Tempo de uso em porcentagem de jornada de 8h 100 % (nominal)

75%

88%

94%

98%

99%

99,5%

-20

-15

-11

-7

-3

-2

-1

25 NRR

-15

-11

-7

-4

-2

-1

-1

20 NRR

-11

-7

-4

-2

-1

-1

0

15 NRR

-7

-4

-2

-1

-1

0

0

10 NRR

240 min

120 min

60 min

30 min

10 min

5 min

2,5 min

TEMPO DE NÃO USO EM MINUTOS POR JORNADA DE 8H


NRR previsto

50%

0 min


Exemplo: Um protetor com NRR=25 retirado por 10 minutos é corrigido em -3, ou seja, seu valor efetivo será 25-3=22. Para valores intermediários, usar o NRR imediatamente superior. Esta correção deve ser aplicada após as correções do NIOSH segundo cada tipo de protetor, em função das condições de uso real. No caso do NRRsf, não há tais correções, mas apenas do tempo de uso (esta correção), se for o caso.

Finalizando, segue um roteiro para os casos de uso do NRR tradicional, para todos os tipos de protetores, levando em conta os descontos recomendados pelo NIOSH e a correção para o tempo real de uso. Notar que o NRR vai sendo gradualmente corrigido (NRR*, NRR**, NRR***), segundo o tipo de protetor, o dado ambiental utilizado e o tempo real de uso.


42


43

Tabela 2.7. Roteiro para Cálculo de Atenuação Passo

O que fazer IDENTIFIQUE O NRR DO PROTETOR

Como fazer VERIFICAR EMBALAGEM, ESPECIFICAÇÕES OU O C. A.

2.

IDENTIFIQUE A FORMA EM QUE FOI AVALIADO O RUÍDO AMBIENTAL

VERIFIQUE OS DADOS FORNECIDOS DE AVALIAÇÃO

3.

CORRIGIR O NRR OBTENDO O NRR* (CORREÇÃO DE USO REAL)

SIGA

4.

IDENTIFIQUE O TIPO DE PROTETOR

VERIFICAR PROTETOR, SIGA

5.

O PROTETOR É CIRCUM AURICULAR

PASSO 15

6.

O PROTETOR É DE ESPUMA DE EXPANSÃO LENTA

PASSO 16

7.

O PROTETOR É DE POLÍMERO (PLÁSTICO) MOLDADO

PASSO 17

8.

CORRIGIR O NRR* OBTENDO O NRR** (CORREÇÃO DE TEMPO REAL DE USO)

SIGA

1.



9.

USE A TABELA DE CORREÇÃO

ENTRE NA LINHA DO NRR* OU IMEDIATAMENTE SUPERIOR  ENTRE NA COLUNA DO TEMPO DE NÃO USO EM MINUTOS OU IMEDIATAMENTE SUPERIOR  OBTENHA A PERDA P = NO ENCONTRO DA LINHA COM A COLUNA NA TABELA DADA NA PARTE 6 DESTA SÉRIE.  NRR** = NRR* - (VALOR P) NOTAR QUE P JÁ É NEGATIVO NA TABELA, USAR O VALOR ABSOLUTO

10.

A MEDIÇÃO FOI FEITA EM dBC

Vá para o passo 12

11.

A MEDIÇÃO FOI FEITA EM dBA

Vá para o passo 13

12.

OBTENHA O VALOR QUE ATINGE O OUVIDO

dBA = dBC - NRR**

13.

OBTENHA O NRR*** (CORREÇÃO PELO USO DO dBA)

NRR*** = NRR** - 7 SIGA

14.

OBTENHA O VALOR QUE ATINGE O OUVIDO

dBA = dBA - NRR***

15.

OBTER O NRR*

NRR* = NRRx0,75 VÁ PARA O PASSO 8

16.

OBTER O NRR*


17.

OBTER O NRR*




O NRR pode reconhecer e atenuar de forma diferente ruídos diferentes? Caso 1  Serra circular  100 dBA, 97 dBC  NRR = 20  dBA = dBC-NRR  dBA = 97-20=77dBA  Redução em dBA= 100-77 = 23 dBA Caso 2  Grande motor diesel  100 dBA, 103 dBC  NRR= 20  dBA = dBC - NRR  dBA=103-20=83dBA  Redução em dBA= 100-83 = 17 dBA NOTAR: são 2 ruídos com o mesmo valor em dBA, mas que terão atenuações diferentes em dBA, pois são espectralmente diferentes. Isto é conseguido pois se parte do valor ambiental em dBC. Uma grande sacada do NIOSH !

NOTA : O NRR NÃO PRECISA SER CALCULADO (já é fornecido pelo fabricante), MAS PODE SER CALCULADO A PARTIR DOS DADOS DE ATENUAÇÃO POR FREQÜÊNCIA DE UM PROTETOR, COMO SERÁ MOSTRADO ADIANTE.


44


Quadro 2.8 Para um protetor com NRR=29 , tipo espuma de expansão lenta, que não é usado por 30 minutos na jornada, qual o NRR corrigido (uso real e tempo real de uso)? NRR* = NRR x 0,5 (tabela 2.7, passos 6 e 16) = 29 x 0,5 = 14,5 NRR** = 14,5 – 2 = 12,5 (tabela 2.6) Resposta: 12,5 Qual a atenuação final de uma exposição cujo Lavg(C)= 102, usando-se um protetor circum-auricular com NRR=21 e uso de 100% do tempo da jornada? NRR* = NRR x 0,75 (tabela 2.7, passos 5 e 15) = 21 x 0,75 = 15,75 Não teremos NRR**, pois o protetor foi utilizado por toda a jornada. A medição foifeita em dBC, logo (passo 10): dBA = dBC – NRR* = 102 – 15,75 = 86,25 Resposta: 86,25 dB(A) A dosimetria de uma exposição, para fins de insalubridade, é de 193% e jornada de trabalho é de 6 horas. Usa-se um protetor de polímero (forma fixa) de NRR=14, por todo o tempo de jornada. Qual o nível atenuado? Admitiremos que a avaliação foi feita em dBA, portanto: NRR* = 14x0,30 = 4,2 (tabela 2.7 passos 7 e 14) Não teremos NRR**, pois o protetor foi utilizado por toda a jornada. NRR* = 4,2 – 7 = -2,8 (tabela 2.7 passos 11 e 13) Como nâo existe atenuação negativa (-2,8), fica registrado que o médoto nâo evidencia proteção. Resposta: O método não evidencia proteção


45


O NRRsf de um protetor é 14,5. A dosimetria convencional (dBA, 8 horas) é 300%. Qual o nível atenuado?

dBA – NRRsf = dBA (ouvido), portanto: 92,93 – 14,5 = 78,42 dBA Resposta: 78,4 dB(A)

Qual o máximo dBC para o qual um protetor de espuma de expansão lenta com NRR=28, se usado 100% do tempo, dará proteção, se a jornada é de 8 horas? NRR* = NRR x 0,5 (tabela 2.7, passos 6 e 16) = 28X0,5 = 14 Não teremos NRR**, pois o protetor foi utilizado por toda a jornada. dBA = dBC – NRR* Para 8 horas o máximo permitido são 85 dBA, logo: 85 = dBC – 14 dBC = 85 + 14 = 99 dBC Resposta: 99 dB(C)


46


47

Tabela 2.8. Exemplo de cálculo de NRR de protetores auriculares a partir dos dados de atenuação

PROTETOR: 3M, tipo inserção, modelo 1110 Frequências centrais de banda de oitava (Hz) 125 250 500 1000 2000 4000 a) Níveis de banda de oitava em dB(A), de um ruído rosa arbitrário de 100 dB por banda 83,9 91,4 96,8 100 101,2 101 b) Atenuações médias 25,9 34,4 39,7 36,3 38,5 42,9 c) Desvios padrão (x2) 8 9,6 10,4 6,4 6,2 5,1 d) Níveis em dB(A), por banda de oitava, 66 66,6 67,5 70,1 68,9 63,2 “após” o protetor auditivo d = a - b + c e) Nível global, após o protetor 75,7 29,2 f) NRR = 107,9* - e - 3,0** (dB) ***

8000 98,9 45,4 7,6 61,1

PROTETOR: 3M, tipo inserção, modelo 1210 Frequências centrais de banda de oitava 125 250 500 1000 2000 4000 8000 (Hz) a) Níveis de banda de oitava em dB(A), de um ruído rosa arbitrário de 100 dB por banda 83,9 91,4 96,8 100 101,2 101 98,9 b) Atenuações médias 30,8 31,8 31,7 32,7 c) Desvios padrão (x2) 7,2 8,6 5,4 6,2 d) Níveis em dB(A), por banda de oitava, 60,3 68,2 70,5 73,5 “após” o protetor auditivo d = a - b + c e) Nível global, após o protetor f) NRR = 107,9* - e - 3,0** (dB) ***

34,3 8,6

41,8 8,9

45,7 10,7

75,5

68,1

63,9

79,3 25,6

PROTETOR: 3M, tipo concha, modelo 1440 Frequências centrais de banda de oitava (Hz) a) Níveis de banda de oitava em dB(A), de um ruído rosa arbitrário de 100 dB por banda b) Atenuações médias c) Desvios padrão (x2) d) Níveis em dB(A), por banda de oitava, “após” o protetor auditivo d = a - b + c e) Nível global, após o protetor f) NRR = 107,9* - e - 3,0** (dB) ***

125

250

500 1000

83,9 91,4 96,8

2000 4000 8000

100

101,2

101

98,9

15,5 21,8 28,1 29,6 4,4 4,4 5,4 3,4

30,5 4

37 4,8

40 6

72,8

74,7

68,8

64,9

74

74,1 73,8


81,4 23,5


2.6. TESTES 1. Considere as afirmações abaixo sobre o som: I – Som é uma variação da pressão atmosférica capaz de sensibilizar nossos ouvidos; II – O decibel é utilizado devido à grande variação na faixa de valores usuais; III – O som é sempre um ruído; IV – Ruídos são sons que nos causam desconforto. Agora selecione a melhor alternativa: a) Apenas II é falsa. b) Apenas III é falsa. c) Apenas I e II são verdadeiras. d) Apenas I e IV são verdadeiras. e) Todas são verdadeiras. 2. Qual a alternativa correta com relação ao decibel (dB): a) É uma escala lognormal de relação de grandezas. b) Não é uma unidade, mas sim uma relação adimensional. c) Só pode ser utilizado para sons. d) O limiar de dor é atingido com 60 dB. e) Pode ser somado algebricamente. 3. Para uma jornada de trabalho de 8 horas, qual o valor máximo em dBA que o trabalhador pode estar exposto continuamente, de acordo com as normas brasileiras? a) 70. b) 75. c) 80. d) 85. e) 90. F 4. Qual a alternativa correta com relação às medições do nível de pressão sonora de acordo com a NBR 10151? a) As medições no interior e exterior de edificações possuem os mesmos procedimentos. b) Os pontos de medição podem estar a qualquer distância do piso. c) Caso o reclamante indique algum ponto de medição que não atenda às condições “padrão”, o valor medido neste ponto deve ser excluído do relatório. d) A influência do vento é sempre considerada desprezível. e) Na ocorrência de reclamações as medições devem ser efetuadas nas condições e locais indicados pelo reclamante. Feedback: item 2.4.3.1.


48

49 Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas

CAPÍTULO 3. EXPOSIÇÃO OCUPACIONAL ÀS VIBRAÇÕES MECÂNICAS

OBJETIVOS DO ESTUDO Apresentar os principais problemas causados pela exposição ocupacional às vibrações mecânicas, objetivando a avaliação deste agente de risco e a adoção de medidas de prevenção e controle. Ao terminar este capítulo você deverá estar apto a identificar: 

os principais parâmetros mecânicos e termos utilizados na avaliação deste agente de risco;



os principais efeitos à saúde e as relações dose-resposta apresentadas nos critérios internacionais;



os principais aspectos do critério legal (NR 15 e NR 9) e das normas e critérios internacionais: ISO 5349-1:2001, ISO 5349-2:2001, ISO 2631-1:1997, ISO 2631:2010 (“Amendment”) Limites da ACGIH (ISO 5349:1986, ISO 2631-1:1985), Diretiva Européia;



as características gerais e montagem do instrumental e acessórios utilizados na medição da vibração em campo;



os elementos mínimos de um programa de controle dos riscos devidos à exposição às vibrações e sua interação com o PPRA (Programa de Prevenção de Riscos Ambientais – NR 9).



3.1. PRÉ-REQUISITOS Para participação neste módulo, o aluno deverá ter conhecimentos prévios sobre relações logarítmicas, operação com decibéis, análise de frequência, curvas e filtros de ponderação e sua aplicação. Neste sentido, é fundamental que o aluno tenha participado previamente do módulo que trata sobre a exposição ocupacional ao ruído. 3.2. EXPOSIÇÃO OCUPACIONAL ÀS VIBRAÇÕES – OCORRÊNCIAS Trabalho com máquinas pesadas: tratores; caminhões; máquinas de terraplanagem; grandes compressores; ônibus; aeronaves e outros. Operações com ferramentas manuais vibratórias: marteletes, britadores, rebitadeiras, compactadores, politrizes, motosserras, lixadeiras e outras. 3.3. CLASSIFICAÇÃO DAS VIBRAÇÕES TRANSMITIDAS Vibrações de corpo inteiro: são vibrações transmitidas ao corpo com o indivíduo na posição sentado (reclinado ou não), em pé ou deitado. Vibrações localizadas: são vibrações que atingem certas regiões do corpo principalmente mãos, braços e ombros. 3.4. CRITÉRIO LEGAL A Legislação Brasileira prevê por meio da Norma Regulamentadora NR 15 - Anexo 8, com redação dada pela portaria nº. 12 de 1983, que as atividades e operações que exponham os trabalhadores sem proteção adequada às vibrações localizadas ou de corpo inteiro serão caracterizadas como insalubres através de perícia realizada no local de trabalho. A perícia visando a comprovação ou não da exposição deve tomar por base os limites de exposição definidos pela Organização Internacional para a Normalização em suas normas ISO 2631 e ISO/DIS 5349, ou suas substitutas. Em relação ao laudo pericial, a legislação determina que os seguintes itens deverão constar obrigatoriamente:  Critério adotado;  Instrumental utilizado;  A metodologia de avaliação;  A descrição das condições de trabalho e do tempo de exposição às vibrações;  Resultado da avaliação quantitativa;  As medidas para eliminação e/ou neutralização da insalubridade quando houver. A insalubridade quando constatada no caso da vibração, está classificada como grau médio, assegurando ao trabalhador a percepção de adicional incidente equivalente a 20% (vinte por cento) sobre o salário mínimo da região. Embora esteja citado no Anexo 8 da NR 15 que a comprovação ou não da exposição deva tomar por base os limites de exposição definidos nas normas ISO, observa-se que as edições em vigor dessas normas, ou seja a ISO 5349 (2001) para Vibração em Mãos e Braços (VMBI) e a ISO 2631 (1997 e “Amendment” 2010) para Vibração de Corpo Inteiro (VCI), não apresentam limites de exposição.



Por outro lado a norma regulamentadora NR 9 (item 9.3.5.1) do ministério do trabalho e emprego, estabelece que deverão ser adotadas as medidas necessárias suficientes para a eliminação, a minimização ou o controle dos riscos ambientais quando os resultados das avaliações quantitativas da exposição dos trabalhadores excederem os valores dos limites previstos na NR 15 ou, na ausência destes os valores limites de exposição ocupacional adotados pela American Conference of Governmental Industrial Higyenists-ACGIH, ou aqueles que venham a ser estabelecidos em negociação coletiva de trabalho, desde que mais rigorosos do que os critérios técnico-legais estabelecidos. No caso da exposição à VCI e VMB, a ausência de limites de exposição nas normas iso 5349 e 2631 citadas pode conduzir à utilização dos limites de exposição da acgih para fins do item 9.3.5.1 da NR 9. É interessante observar que segundo livreto da ACGIH sobre os limites de exposição ocupacional (TLVs), a medição da vibração deve ser realizada de acordo com os procedimentos das normas ISO 5249 (1986) para VMB e ISO 2631 (1985) para VCI. Os principais aspectos dessas normas estão descritos a seguir nos itens 3.9 e 3.12.1 respectivamente, bem como as versões atualizadas dessas normas.



3.5.

MODELO

MECÂNICO

SIMPLIFICADO

DO

CORPO

HUMANO

(RESSONÂNCIAS)

Os efeitos da vibração no homem dependem, entre outros aspectos das frequências que compõe a vibração. A figura 3.1 fornece as faixas de ressonâncias típicas em função de determinadas partes ou estruturas do corpo humano. É interessante observar que de forma geral as baixas frequências são mais prejudiciais. Os medidores de vibração deverão, portanto, possuir filtros de ponderação que levem em conta essas características.

Fonte: Brüel & Kjaer, 1988.

Figura 3.1. Modelo simplificado do corpo humano



3.6. SELEÇÃO DE PARÂMETROS Os principais parâmetros utilizados na determinação da vibração são apresentados na figura 3.2. a seguir e estão matematicamente relacionados entre si.


Figura 3.2. Parâmetros para apresentação da vibração O parâmetro de maior interesse a ser utilizado na questão ocupacional é a aceleração. Além da aceleração expressa em m/s2, a vibração pode também ser representada pelo nível de aceleração, expresso em dB. Podemos encontrar estudos mais antigos, no âmbito ocupacional, que expressam a vibração em dB. Essa conversão está indicada na expressão a seguir:

 a L a  20  log  a ref

  (dB) 

a  aceleração medida em m/s2 aref.  valor de referência = 10–6 m/s2

Um outro parâmetro de interesse é o Fator de Crista (FC), obtido a partir da razão Vpico/Vrms fornece um referencial sobre o comportamento do sinal. Para valores de FC elevados, ou seja, com a ocorrência de picos significativos, pode ser necessária a utilização de métodos e procedimentos específicos na medição e avaliação da exposição à Vibração de Corpo Inteiro (VCI). Esses métodos e procedimentos estão descritos nos critérios técnicos apresentados ao longo do curso.



3.7. VIBRAÇÕES LOCALIZADAS – EFEITOS DA EXPOSIÇÃO Os principais efeitos devido a exposição à vibração no sistema mão-braço podem ser de ordem vascular, neurológica, ósteoarticular ou muscular. A literatura médica denomina esse conjunto efeitos de Síndrome da Vibração em Mãos e Braços. A evolução da doença em função da exposição diária, ao longo do tempo, foi observada por pesquisadores (Taylor e Pelmear) e descrita conforme resumo a seguir: 









 

inicialmente ocorre um formigamento ou adormecimento leve e intermitente, ou ambos, são usualmente ignorados pelo paciente porque não interferem no trabalho ou em outras atividades. São os primeiros sintomas da síndrome; mais tarde, o paciente pode experimentar ataques de branqueamento de dedos, confinados primeiramente às pontas, entretanto, com a continuidade da exposição os ataques podem se estender à base do dedo; o frio frequente provoca os ataques, mas há outros fatores envolvidos com o mecanismo de disparo como: a temperatura central do corpo, a taxa metabólica, o tônus vascular (especialmente cedo pela manhã) e o estado emocional; os ataques de branqueamento duram usualmente de 15 a 60 minutos, nos casos avançados podem durar 1 ou 2 horas . A recuperação se inicia com um rubor, uma hiperemia reativa, usualmente vista na palma, avançando do pulso para os dedos; nos casos avançados, devido aos repetidos ataques isquêmicos, o tato e a sensibilidade à temperatura ficam comprometidos. Há perda de destreza e incapacidade para a realização de trabalhos finos; prosseguindo a exposição, o número de ataques de branqueamento se reduz, sendo substituído por uma aparência cianótica dos dedos; finalmente, pequenas áreas de necrose da pele aparecem na ponta dos dedos (acrocianose).

3.8. AVALIAÇÃO DA EXPOSIÇÃO À VIBRAÇÃO TRANSMITIDA ÀS MÃOS A severidade da vibração transmitida às mãos nas condições de trabalho é influenciada pelos seguintes fatores:  espectro de frequências da vibração;  magnitude do sinal de vibração;  duração da exposição diária e tempo total de exposição à vibração;  configuração da exposição (contínua, com pausas, tempos relativos), e método de trabalho;  magnitude e direção das forças aplicadas pelo operador ao segurar a ferramenta ou peça;  posicionamento das mãos, braços e corpo durante a operação;  tipo e condição do equipamento, ferramenta ou peça;  área e localização das partes das mãos que estão expostas à vibração.



3.9. Principais aspectos da ISO 5349 (1986) – Referência utilizada pela ACGIH

A norma ISO 5349 (1986) intitulada “Guia para medição e análise da exposição humana à vibração transmitida às mãos” fornece procedimentos gerais para avaliação dos níveis de vibração periódica ou aleatória em mãos e braços. Não especifica limites seguros em termos da aceleração e exposição diária, nem os riscos de danos à saúde para as diferentes operações e ferramentas existentes. Os principais aspectos considerados na norma estão relacionados a seguir:

3.9.1. MÉTODO DE MEDIÇÃO 



  

Consiste na medição da aceleração em bandas de terças de oitava ou da aceleração ponderada em frequência equivalente em energia, transmitida às mãos na direção dos três eixos ortogonais definidos pela norma. As frequências consideradas nas medições devem abranger pelo menos a faixa de 5 a 1500 Hz, a fim de cobrir as bandas de terças de oitava com frequências centrais de 8 a 1000 Hz; O acelerômetro deve ser montado no ponto (ou próximo) onde a energia é transmitida às mãos. Se a mão está em contato com a superfície vibrante o transdutor pode ser montado diretamente nessa estrutura, se existir material resiliente entre a mão e a estrutura é permitida a utilização de uma adaptação para montagem do transdutor. Cuidados devem ser tomados para evitar influências significativas na vibração medida; A vibração deve ser medida nos três eixos ortogonais (figura 3.3). Qualquer análise efetuada deve ter por base o maior valor obtido em relação a esses eixos; A magnitude da vibração deve ser expressa pela aceleração eficaz (rms) ou em dB (aref = 10-6 m/s2); Para sinais contendo altos picos de aceleração, precauções devem ser tomadas para evitar erros devido a sobrecargas em partes do sistema de medição. Devese utilizar transdutores pequenos e leves. Para reduzir a interferência causada por sinais com altos picos de aceleração pode ser necessário o uso de filtro mecânico;



Fonte: ISO 5349:1986.

Figura 3.3. Sistemas de coordenadas para mãos e braços  



Normas adicionais devem ser consultadas para medição da vibração em ferramentas e processos específicos; O registro da exposição à vibração deve considerar as pressões de preensão e forças estáticas usualmente empregadas na aplicação da ferramenta e no acoplamento da mão com o equipamento; Para subsidiar as estimativas do tempo total de exposição diária devem ser tomadas amostras representativas das diversas condições de operação, suas durações e intermitências. As condições e tempos de exposição devem ser registrados, bem como as posturas das mãos e braços, ângulos do pulso, cotovelos e ombros relacionados aos procedimentos de operação ou condições individuais.

3.9.2. CARACTERIZAÇÃO DA EXPOSIÇÃO À VIBRAÇÃO (ISO 5349:1986) A análise da exposição à vibração está baseada na exposição diária. Para facilitar as comparações entre diferentes durações de exposição, a exposição diária é expressa em termos da aceleração ponderada em frequência equivalente em energia para um período de 4 horas. Se a exposição diária total à vibração for diferente de 4 h, deve ser determinada a aceleração equivalente em energia correspondente a um período de 4 h, conforme equação que segue:





(a h, w ) eq ( 4)

1  [a h, w (t )]2 dt  T4 0

(3.1)

Onde:

(a h, w ) eq ( 4) ah, w (t )



= aceleração equivalente em energia para um período de 4 horas

= valor instantâneo da aceleração ponderada

= duração total da jornada diária em horas.

T4 = 4 horas. Para conversão da aceleração equivalente medida em períodos diferentes de 4 horas na aceleração equivalente em energia (4h) pode ser utilizada a seguinte equação:

(ah,w ) eq ( 4) 

T  (ah,w ) eq (T ) T4

(3.2)

Onde:

(ah, w ) eq (T )

= aceleração equivalente em energia ponderada correspondente ao período

de T horas



Quadro 3.1. Determine (ah,w ) eq (T ) , (ah,w ) eq (4) , sabendo-se que a exposição diária de um operador à vibração em mãos e braços é composta pelas seguintes acelerações e tempos respectivos: 1,1 m/s2 por 1,5 h; 3,7 m/s2 por 3h; 5,1 m/s2 por 2 h.

Resposta:

(T4 = 4horas)

Se a exposição diária total for composta por diversas exposições parciais em razão da atividade/operação executada, a aceleração total pode ser obtida pela expressão:

(ah,w ) eq (T ) 

1 n   [ (ah, w ) T i 1

eq ( ti )

]2 t i

(3.3)

Onde: (ah, w ) eq (ti ) = aceleração equivalente ponderada correspondente à i-ésima componente de duração ti em horas T = duração total de todas as exposições



n

T   ti

(3.4)

i i











A norma, em seu anexo A, apresenta uma relação dose-resposta (figura 3.4) que possibilita calcular o período de exposição (na faixa de 1 a 25 anos) requerido antes da ocorrência de várias incidências (10 a 50%) de branqueamento dos dedos, decorrentes da exposição à vibração, correspondente a energia equivalente em 4 h para magnitudes na faixa de 2 a 50 m/s2. A relação doseresposta tem por base aproximadamente 40 estudos, com tempos de exposição ao agente de até 25 anos. Essas exposições eram habituais, cotidianas, trabalho durante todo o dia com somente um tipo de ferramenta ou em um processo industrial no qual a vibração é transmitida as mãos; A aceleração medida pode ser apresentada em termos da componente ponderada em frequência ou valores em faixas de oitava ou terças de oitava (recomendada para fins de pesquisa); O anexo B da norma contém recomendações preventivas de ordem médica, métodos de controle de engenharia, ações de caráter administrativo e treinamento do operador. Os anexos A e B não constituem partes oficiais da norma; Os dados medidos em faixas de oitava ou terças de oitava podem ser convertidos em aceleração ponderada para fins de utilização da relação dose-resposta. O valor da aceleração ponderada pode ser calculado a partir da expressão:

ah , w 

n



( K j ah , j ) 2

j 1

(3.5)

Onde: Kj = fator de ponderação correspondente a j-iésima banda de oitava ou terça de oitava dada. Os valores de Kj são apresentados na tabela 3.1.

ah , j

= aceleração medida na j-iésima banda de oitava ou terça de oitava

n = número de bandas que está sendo utilizado



Tabela 3.1. Valores de Kj para conversão de medições em bandas de terças de oitava ou em oitava (frequências centrais em negrito) para valores ponderados Frequência (Hz)

Fator de ponderação (Kj)

6,3

1,0

8,0

1,0

10,0

1,0

12,5

1,0

16

1,0

20

0,8

25

0,63

31,5

0,5

40

0,4

50

0,3

63

0,25

80

0,2

100

0,16

125

0,125

160

0,1

200

0,08

250

0,063

315

0,05

400

0,04

500

0,03

630

0,025

800

0,02

1000

0,016

1250

0,0125 Fonte: ISO 5349:1986.



Fonte: ISO 5349: 1986.

Figura 3.4. Tempo de exposição para incidência de branqueamento nos dedos para diferentes percentis do grupo da população exposta a vibração nos três eixos de coordenadas A relação dose-resposta pode ser aproximada pela relação:

TE 

9,5  C

a

(3.6) h , w ( eq , 4 h )

Onde: TE = tempo de exposição em anos C = percentil de pessoas susceptíveis de serem afetadas

Em 2001 a Organização Internacional para Normatização publicou a revisão da ISO 5349:1986 em duas partes: ISO 5349-1:2001 (requisitos gerais) e a ISO 5349-2:2001 (guia



prático para medição no local de trabalho). A seguir são apresentadas as principais modificações. O gráfico relativo à dose-resposta da ultima edição foi alterado e a aceleração utilizada como referência A(8), corresponde ao valor soma das acelerações nos três eixos (X,Y,Z). O parâmetro Dy corresponde ao tempo em anos, necessário para o aparecimento de sintomas de dedos brancos em 10% dos trabalhadores expostos à VMB

Figura 3.8. Relação Dose-resposta ISO 5249:2001(E) – caráter informativo

T A(8)  ahw  8

1 n 2 A(8)   ahwi  Ti 8 i 1

2 2 2 ahv  ahwx  ahwy  ahwz



Dy  31,8 A8

1, 06

Quadro 3.2. Ao se avaliar a exposição de um “marteleteiro”, verificou-se que a vibração medida no eixo mais significativo apresentou uma aceleração ponderada equivalente rms de 12,9 m/s2. Discuta a exposição sabendo que o mesmo opera o martelete em média 4,5 horas por dia. Considerar os critérios legais, NR15; NR9 e demais critérios ISO 5349:1986; ISO 5349:2001 e ACGIH.

Resolução:

Pela NR 15, a comprovação ou não da exposição deve tomar por base os limites de

exposição definidos pela Organização Internacional para a Normalização em suas

normas ISO 2631 e ISO/DIS 5349, ou suas substitutas. Considerando-se a ISO

5349:1986 e a rela



ção dose-resposta apresentada por esta, conclui-se que o tempo aproximado em

anos (TE) para incidência de branqueamento nos dedos considerando o percentil

10 está em torno de 2,2 anos.

Pela ACGIH, o valor da componente de aceleração dominante, rms, ponderada, não deve ultrapassar o valor de 4 m/s2. Neste caso o limite foi superado (12,9 m/s2).

Considerando-se a NR-9, deverão ser adotadas medidas necessárias suficientes

para a eliminação, a minimização ou o controle do risco.

Segundo a ISO 5349:2001, para esse tipo de ferramenta a medição no eixo mais

significativo pode ser utilizada na estimativa da aceleração resultante (total)

conforme expressão seguinte:

Obtenção de A(8), onde:

Segundo o anexo C (caráter informativo) da norma citada, a relação entre a

exposição diária à vibração A(8) capaz de produzir episódios de branqueamento em

10% dos indivíduos expostos após um dado número de anos (Dy) pode ser obtido pela expressão: este caso o tempo estimado é de aproximadamente 2,6 anos.





Quadro 3.3. Um operador executa o mesmo tipo de operação (acabamento em pequenas peças forjadas), utilizando-se de uma lixadeira ao longo da jornada. A vibração medida no eixo com maior aceleração apontou um valor de 4,2 m/s2. O tempo efetivo total de uso da ferramenta durante a jornada é de 5,5 horas. Pede-se: (ah,w ) eq (T ) , (ah,w ) eq ( 4) , tempo de exposição para incidência de branqueamento nos dedos considerando o melhor percentil, segundo norma ISO 5349:1986.

Resposta: Considerando-se o valor de 4,2 m/s2, equivalente, representativo da exposição

temos:

(T4 = 4horas)

Segundo relação dose-resposta da ISO, o tempo aproximado em anos (TE) para incidência de branqueamento nos dedos considerando o percentil que garante maior proteção à população exposta (90% →C=10) pode ser determinado pela

expressão:





3.10. MONTAGEM DO SISTEMA DE MEDIÇÃO, TIPOS E CARACTERÍSTICAS DE ACELERÔMETROS


Figura 3.5. Montagem dos Acelerômetros



3.11. UTILIZAÇÃO DE ADAPTADORES 3.11.1. RESTRIÇÕES E CUIDADOS A montagem dos acelerômetros de forma fixa nas ferramentas, mediante a utilização de abraçadeiras, cola, ou prisioneiros (“parafusos”) pode ser inviável em algumas situações, devido às características dessas ferramentas, ou pela presença de materiais resilientes na superfície das manoplas de apoio. Nestes casos a normas permite a utilização de adaptadores (figura 3.6). Esses adaptadores, no entanto, possuem respostas em frequência específicas (figura 3.7) que podem limitar a sua aplicação. Como exemplo, citamos o adaptador para mãos (item b da figura 3.6) que possui uma resposta em frequência mais restrita em relação ao adaptador para manopla (item a e c da figura 3.6), não sendo recomenda a sua utilização em ferramentas de percussão. Atualmente vários fabricantes disponibilizam adaptadores no mercado, o higienista deve estar atento às suas aplicações, características e limitações de acordo com as recomendações fornecidas pelos mesmos.


Figura 3.6. Adaptadores – montagem




Figura 3.7. Adaptadores – Eixos e Resposta em Frequência 3.11.2. MEDIÇÃO TRIAXIAL (ISO 5349-2:2001) 3.11.2.1. CASO 1 – Vibração nos eixos são semelhantes Exemplo: quando a orientação da peça de trabalho está continuamente mudando de posição nas mãos do operador (ex.: operação com esmeril de pedestal - pequenos componentes), a medição em um único eixo pode ser suficiente para fornecer uma estimativa da exposição à vibração representativa. 2 2 2 2 2 2 ahv  ahwx  ahwy  ahwz  ahw , measured  ahw, measured  ahw, measured 

2 3ahw , measured  1,73 a hw, measured  1,7 a hw,measured

3.11.2.2. CASO 2 – Vibração predominante em determinado eixo, quando os eixos não dominantes possuírem cada um, valor inferior a 30% em relação ao eixo dominante



Exemplo: Medições em britadores durante a perfuração de asfalto apontam uma vibração dominante no eixo vertical, nos demais eixos os valores são em geral inferiores a 30% em relação ao eixo dominante. 2 2 2 ahv  ahw ,dominante  (0,3 ahw,dominante)  (0,3 ahw,dominante) 

2 1,18 ahw , domin ante  1,086 ahw, domin ante  1,1 ahw, domin ante

A utilização de adaptadores deve na medida do possível ser evitada dando-se preferencia à fixação direta dos acelerômetros junto às ferramentas ou punhos apoio. Outros cuidados, sistemas e procedimentos de montagem e medição podem ser observados na Norma de Higiene Ocupacional NHO 10 – “Avaliação da Exposição Ocupacional a vibrações em mão e braços” da FUNDACENTRO, disponibilizada em PDF no endereço: http://www.fundacentro.gov.br/dominios/CTN/anexos/Publicacao/NHO10.pdf A NHO 10 estabelece nível de ação e limite de exposição. Disponibiliza critérios de julgamento e tomada de decisão com base em medições quantitativas de modo a permitir um enquadramento da situação avaliada, a qual pode implicar adoção de um conjunto mínimo de medidas preventivas ou corretivas, relacionadas na própria Norma.



Quadro 3.4. A vibração transmitida às mãos de um trabalhador durante a operação com uma lixadeira produziu os dados apresentados no gráfico a seguir. Efetue a análise da exposição ocupacional do operador, considerando: a relação dose-resposta da ISO 5349: (1986), os limites de exposição da ACGIH, a ISO 5349:2001 e as diretivas da CE.

Histórico de exposição à vibração (Eixo predominante)

7

a (h,w) [m/s2]

6 5 4 3 2 1 0 7

8

9

10

11

12

13

14

15

16 t (h)

Observação: A vibração nos demais eixos corresponde a 55% e 66% da aceleração medida no eixo predominante. Resposta: Para aplicação da relação dose resposta da ISO 5349: (1986), determinamos a aceleração equivalente para 4 horas relativa a maior componente.

(T4 = 4 horas)

O tempo aproximado em anos (TE) para incidência de branqueamento nos dedos considerando-se o percentil 10 é determinado conforme segue:



Pela ACGIH, o valor da componente de aceleração dominante, rms, ponderada, não deve ultrapassar o valor de 4 m/s2.Neste caso o limite foi superado (4,7 m/s2). Para aplicação da ISO 5349:2001, deve-se determinar a aceleração total:

Para comparação com a relação dose resposta determina-se A(8):

Segundo o anexo C (caráter informativo) da norma citada, a relação entre a exposição diária à vibração A(8) capaz de produzir episódios de branqueamento em 10% dos indivíduos expostos após um dado número de anos (Dy) pode ser obtido pela expressão: Neste caso o tempo estimado é de aproximadamente 5,9 anos A aceleração A(8)

obtida embora não tenha superado o limite de exposição

conform

e diretiva da Comunidade Europeia (5 m/s2) superou o nível de ação


(2,5 m/s2).




Quadro 3.5. Um auxiliar de produção utiliza constantemente ao longo de sua jornada um esmeril de pedestal para fazer o acabamento ao redor de pequenas peças metálicas. A peça trabalhada muda de posição continuamente nas suas mãos. A vibração medida em um único eixo resultante de diversas medições produziu uma aceleração equivalente de 3,7 m/s2. O tempo total diário de operação é de 4,5 horas. Quais conclusões podem ser obtidas, considerando-se a relação dose-resposta apresentada pela ISO 5349:2001? Resposta:

Neste caso, pela ISO 5349:2001, a medição em um único eixo pode ser suficiente

para fornecer uma estimativa da exposição à vibração representativa da aceleração

resultante (total):

Obtenção de A(8)

onde:

Segundo o anexo C (caráter informativo) da norma citada, a relação entre a

exposição diária à vibração A(8) capaz de produzir episódios de branqueamento

em 10% dos in

divíduos expostos após um dado número de anos (Dy) pode ser obtido pela expressão:





3.12. VIBRAÇÕES DE CORPO INTEIRO Efeitos em grupos expostos a condições severas:     

Lombalgias; Problemas Gastrointestinais e no sistema reprodutivo; Desordens nos sistema visual e vestibular; Problemas nos discos intervertebrais; Degenerações da coluna vertebral.

Vibrações superiores a 10 m/s2 são preocupantes, valores da ordem de 100 m/s2 podem causar danos, como por exemplo sangramentos internos. 3.12.1. Principais aspectos da ISO 2631/1:1985 – “Referência utilizada pela ACGIH”  

       



 





faixa de frequência - 1 a 80 Hz; tipos de limite: preservação do conforto - "conforto reduzido"; preservação da eficiência - "Proficiência reduzida por fadiga"; preservação da saúde e segurança - "Limite de exposição". sistema de coordenadas (tri-ortogonal) com centro no coração; limites distintos para os eixos Z e X, Y; região de maior sensibilidade para o eixo Z - 4 a 8 Hz; região de maior sensibilidade para os eixos X, Y - 1a 2 Hz; avaliação de frequências discretas (singular/múltiplas) e vibração aleatória; medição em faixas de 1/3 de oitavas; 2 aceleração medida em m/s , rms; fator de crista (FC) > 6  o método recomendado para avaliação da vibração subestima o movimento. O período mínimo para avaliação do FC é de 1 min. ( FC=Vp/Vrms ), onde: Vp = valor de pico, Vrms = Valor eficaz; os limites de exposição correspondem aproximadamente a metade do limiar de dor ou tolerância voluntária de pacientes saudáveis através de pesquisas realizadas em laboratório para pessoas do sexo masculino; não se recomenda que os limites de exposição sejam excedidos sem justificativa e precauções especiais; ao se desejar um número único para quantificação da vibração em um único eixo, o método ponderado pode ser utilizado, pois, simplifica medições nas situações em que a análise espectral é difícil ou inconveniente, no entanto, recomenda-se registrar a composição em frequência dos movimentos avaliados; se ocorrerem vibrações em mais de uma direção simultaneamente, os correspondentes limites aplicar-se-ão separadamente a cada componente vetorial nos três eixos; se dois ou três componentes vetoriais apresentarem magnitudes similares quando as componentes ax e ay forem multiplicadas por 1.4, o efeito no conforto e desempenho, ocasionado pelo movimento combinado pode ser maior do que



qualquer componente singular. Para avaliar o efeito de tal movimento deve-se calcular;

a=   

 

  

2

2

2

[ (1,4 axw) + (1,4 ayw) + a zw ]½

(3.7)

esse vetor resultante pode ser utilizado para comparação com o vetor resultante de outros movimentos; avaliações quanto ao conforto e performance podem ser feitas através da comparação de "a" com a vibração obtida no eixo z (azw); os limites se referem ao ponto de entrada da energia no corpo humano, as medições serão feitas o mais próximo possível de tal ponto ou área. Havendo material resiliente entre a estrutura do assento e o operador, é permissível interpor suportes rígidos para fixação do transdutor, como por exemplo, folhas metálicas finas adequadamente conformadas; ajuste/calibração do equipamento de medição; a comparação do valor ponderado "single number" com o critério de exposição é uma aproximação. No entanto, para a maioria dos casos práticos a diferença entre o método ponderado e o detalhado (1/3 oit.) é pequena; se os níveis ponderados forem inadmissíveis pelo método ponderado (análise do efeito super-conservativa), o método detalhado é recomendado; para exposições cujos níveis de vibrações variam no tempo, ou são descontínuas, deve-se conhecer a história temporal; exposições diárias interruptas  o efeito da exposição pode ser atenuado no entanto, os limites não podem ser alterados no presente momento.

É importante observar que além da norma ISO 2631/1:1985 ser a norma de referencia utilizada pela ACGIH para VCI, encontramos muitos estudos realizados entre 1983 a 1997 com base nessa norma e mesmo em anos subsequentes. A ISO 2631: 1997, cancelou e substituiu a edição de 1985, promovendo inclusive ligeiras mudanças na curva de ponderação da edição anterior, bem como a exclusão dos limites de exposição. Em 2010 a ISO publicou correções para a edição de 1997



Figura 3.9. Eixos de coordenadas (biodinâmico)



[FONTE: ISO 2631-1: 1985]



Figura 3.10. Limites de exposição eixo Z – Norma ISO 2631-1:1985 Observação: Para exposições de 8 e 6 horas os limites correspondem respectivamente a 0,63 m/s2 e 0,77 m/s2 na faixa mais sensível (4 a 8 Hz).



Quadro 3.6. Um motorista dirige um caminhão durante 8 horas por dia. A vibração medida no assento, aceleração equivalente, ponderada, rms, representativa da exposição, medida no eixo longitudinal foi de 0,70 m/s2. A exposição está acima do limite estabelecido pela ISO 2631:1985? Resposta:

Pela ISO 2631:1985 (figura 3.10) a comparação com o limite era feito de duas

formas: 

Pela medição da vibração em bandas de terças de oitava e comparando-se

o valor medido em cada faixa com o limite de exposição para aquela freqüência

obtido em tabela da norma ou na curva correspondente (figura 3.10.). Para qualquer

freqüência cujo valor medido ultrapassar o valor da curva, o limite de exposição

estará excedido; 

Pela medição da aceleração ponderada em freqüência e comparando-se o

valor medido com a faixa mais sensível da curva, eixo Z (de 4 a 8 Hz). No exemplo acima o operador está exposto a uma aceleração de 0,70 m/s2 e o limite de exposição para 8 horas é de 0,63 m/s2, estando portanto superado.



Figura 3.11 - Limites de exposição eixo XY – Norma ISO 2631-1:1985

Observação: Para exposição de 8 e 6 horas os limites correspondem respectivamente a 0,45 m/s2 e 0,54 m/s2 na faixa mais sensível (1 a 2 Hz).

3.12.2. CONSIDERAÇÕES SOBRE OS LIMITES DA ACGIH PARA VCI 

  

Para cada ponto de medição, obtém-se a aceleração rms (eficaz) contínua e simultânea nos três eixos, registrando-se pelo menos um minuto, junto às coordenadas biodinâmicas. Utilização de acelerômetro de assento (disco de borracha rígida - SAE, J 1013). É necessário efetuar, para cada eixo, uma análise espectral (Fourier) em bandas de terço de oitavas (1 a 80 Hz) para comparação com as curvas. A aceleração ponderada total para cada eixo pode ser calculada pela expressão abaixo:



Aw,eixo  



 (W

f ,eixo

* A f ,eixo ) 2

Se a aceleração nos eixos de vibração tem magnitudes similares, quando determinada pela expressão anterior, o movimento combinado dos três eixos pode ser maior que qualquer um dos componentes e possivelmente afetaria o desempenho do operador do veículo. A aceleração global ponderada pode ser determinada pela expressão que segue, e comparada ao valor de 0,5 m/s2 recomendado pela Comissão Europeia (CE) como nível de ação para uma jornada diária de 8 horas:

Aw,t  (1,4 Aw, x ) 2  (1,4 Aw, y ) 2  ( Aw, z ) 2 

Se durante a jornada de trabalho ocorrerem múltiplas vibrações de choque de curta duração e grande amplitude, FC>6 o TLV pode não oferecer proteção. Outros métodos de cálculo que incluem o conceito da quarta potência podem ser desejáveis nessas circunstâncias.

Tabela 3.2. ACGIH – Fatores relativos de ponderação para faixa de frequência de máxima sensibilidade de aceleração* para as curvas de resposta (adaptado da ISO 2631) Frequência (Hz) 1,0 1,25 1,6 2,0 2,5 3,15 4,0 5,0 6,3 8,0 10 12,5 16,0 20,0 25,0 31,5 40,0 50,0

Fatores de ponderação para Vibrações Vibrações longitudinais transversais (X,Y) 0,50 1,00 0,56 1,00 0,63 1,00 0,71 1,00 0,80 0,80 0,90 0,63 1,00 0,50 1,00 0,40 1,00 0,315 1,00 0,25 0,80 0,20 0,63 0,16 0,50 0,125 0,40 0,10 0,315 0,08 0,25 0,063 0,20 0,05 0,16 0,04



63,0 80,0

0,125 0,10

0,0315 0,025

*4 a 8 Hz para eixo Z e de 1 a 2 Hz para o eixo X e Y.

As curvas limites de aceleração para os eixos Z, X e Y da ACGIH correspondem àquelas apresentadas nas Figuras 3.10 e 3.11 respectivamente, porém, com os valores da aceleração reduzidos pela metade. Em 2002 entrou em vigor para a comunidade europeia a Diretiva 2002/44/EC, estabelecendo níveis de ação e limites de exposição a serem aplicados aos países membros. Os valores de referencia da Diretiva 2002/44/EC estão apresentados na tabela a seguir:

Diretivas da CE

Nível de ação Limite de exposição

VMB A(8)

VCI A(8)

VDV

(m/s2) 2,5

(m/s2) 0,5

(m/s1,75) 9,1

5

1,15

21

Outra referencia técnica recomendada para avaliação da VCI é a Norma de Higiene Ocupacional NHO 09 – “Avaliação da Exposição Ocupacional a vibrações de corpo inteiro da FUNDACENTRO, Essa norma estabelece critérios e procedimentos de avaliação. Apresenta níveis de ação e limites de exposição, para as métricas aren e VDVR. Disponibiliza critérios de julgamento e tomada de decisão com base em medições quantitativas de modo a permitir um enquadramento da situação avaliada, a qual pode implicar adoção de um conjunto mínimo de medidas preventivas ou corretivas, relacionadas na própria Norma.



3.12.3. EXEMPLOS, APLICAÇÃO DOS LIMITES PARA DISCUSSÃO Tabela 3.3. ISO 2631/85; ACGIH; ISO 2631/97; Diretivas CE EIXOS Veículo ou Máquina

X

Y

Sum Z

(x,y,z)

Lim. Exp. 8h

6h

2

(m.s ) 1 Colhedora de cana

0,18

0,20

0,45

0,58

Eixo Z

Eixo Z

2 Empilhadeira

0,22

0,21

0,50

0,65

0,63

0,77

3 Empilhadeira

0,00

0,00

0,90

0,90

4 Pá carregadeira

0,51

0,50

0,85

1,31

5 Skidder (arraste de eucaliptos)

0,80

0,86

0,84

1,85

Eixo X,Y

Eixo X,Y

6 TIMCo –TB 820E (corte e arraste de árvores)

0,34

0,35

0,36

0,77

0,45

0,54

7 TIMCo –TB 820E (predominância de arraste)

0,40

0,41

0,42

0,90

8 Harvester (Corte, desgalhamento e traçamento)

0,35

0,29

0,32

0,71

9 Slingshot (Corte, desgalhamento e traçamento)

0,45

0,20

0,25

0,73

10 Forwarder (carregamento)

0,28

0,63

0,32

1,02

11 Escavadeira

0,40

0,20

0,40

0,74

12 Pá carregadeira

0,20

0,30

0,50

0,71

13 Trator escavadeira – pá carregadeira

0,40

0,30

0,40

0,81

14 Caminhão caçamba 1

0,20

0,40

0,70

0,94

15 Caminhão caçamba 2

0,30

0,50

0,90

1,22

16 Ônibus 1

0,20

0,14

0,60

0,69

17 Ônibus 2

0,17

0,30

0,95

1,07

18 Ônibus 3

-

-

0,60

0,60

19 Trem

-

-

0,50

0,50

20 Trator

-

-

0,75

0,75



21 Motocicleta

-

-

1,00

1,00

22 Carregadeira

-

-

1,20

1,20

3.13. NORMA INTERNACIONAL ISO 2631-1: 1997 VIBRAÇÃO MECÂNICA E CHOQUE – AVALIAÇÃO DA EXPOSIÇÃO HUMANA À VIBRAÇÃO DE CORPO INTEIRO PARTE 1: REQUISITOS GERAIS Segunda edição : 1997- 05 - 01 Principais mudanças: 

A segunda edição cancela e substitui a primeira edição ISO 2631-1:1985 e ISO 2631-3:1985, e se subdivide em:  Parte 1: Requisitos gerais  Parte 2: Vibração contínua e induzida por choque em edificações (1 a 80Hz)



Para fins de simplificação, a ISO 2631-1:1985 assumiu a mesma dependência em relação a duração da exposição para os diferentes efeitos no homem (saúde, proficiência no trabalho e conforto). Esta forma de dependência não foi sustentada pelas pesquisas em laboratório e consequentemente foi removida. Os limites de exposição não foram incluídos e o conceito de "proficiência reduzida pela fadiga" foi excluído;



A faixa de frequência foi estendida abaixo de 1 Hz sendo que a avaliação está baseada na aceleração r.m.s. ponderada em frequência preferencialmente ao método detalhado: 0,5 Hz a 80 Hz para Saúde, conforto e percepção 0,1 Hz a 0,5Hz para o mal do movimento (Cinetose)



A introdução da norma cita que: “Apesar das mudanças substanciais, melhorias e refinamentos nesta parte da ISO 2631, a maioria dos relatórios ou pesquisas indicam que as orientações e os limites de exposição recomendados na ISO 2631-1:1985 eram seguros e preveniam efeitos indesejáveis. Esta revisão não deve afetar a integridade e continuidade dos dados existentes, deve propiciar a obtenção melhores dados como base para as diversas relações de doseresposta”.



Figura 3.12. Eixos basicentricos do corpo humano [FONTE: ISO 2631-1: 1997]

3.13.1. MÉTODOS DE AVALIAÇÃO ISO 2631-1: 1997 Método básico de avaliação (rms): normalmente suficiente para FC < 9.

1

T   2   2  aw   1 aw t  dt  T   0  



(3.8)

MÉTODOS ALTERNATIVOS PARA FC > 9, ou quando existem choques ocasionais que possam gerar dúvidas quanto a aplicabilidade do método básico:



a) Método “Running” r.m.s – leva em consideração choques ocasionais e transientes, pela aplicação de uma constante de integração no tempo curta. A magnitude da vibração é definida como máximo valor da vibração transiente (MTVV). 1 t0   2

  1 a w (t 0 )   a w t 2 dt       t0  



(3.9)

aw (t) = aceleração ponderada instantânea to = tempo de observação instantâneo t = tempo (variável de integração)



= tempo de integração média “running”

MTVV = máx [aw (to)], isto é, o máximo valor lido de aw (to) durante o período de

medição (T). Recomenda-se utilizar  = 1 s na medição do MTVV (o que corresponde a uma constante de tempo de integração em “slow” nos medidores de nível sonoro).

b) Método da dose de vibração - quarta potência Mais sensível a picos do que o método básico, expresso em m/s 1,75 ou rad/s 1,75. 1

T  4  4  VDV   a w t   dt    0 



(3.10

aw (t) - aceleração ponderada instantânea T - duração da medição Para exposição à vibração em dois ou mais períodos, i, de diferentes magnitudes: 1

4  4   VDVtotal   VDVi     i 





Experiências sugerem que os métodos adicionais de avaliação serão importantes no julgamento dos efeitos da vibração no homem quando as razões a seguir são excedidas:

MTVV  1,5 aw 

(3.11)

VDV aw  4 T

 1,75

Para certos tipos de vibração, especialmente aquelas contendo choques ocasionais, o método básico pode subestimar a severidade com relação ao



desconforto mesmo quando FC < 9. Em caso de dúvida utilizar os métodos adicionais. Nota 3.1. Um operador de uma pá carregadeira executa suas atividades durante um tempo médio diário de 5 horas. A acelerações equivalentes medidas junto ao assento, rms, ponderadas segundo a ISO 2631:1997 foram: awx = 0,20 m/s2 , awy = 0,32 m/s2, awz = 0,55 m/s2 Quais conclusões podem ser formuladas à partir dos dados fornecidos, tendo em conta a relação dose-resposta da norma citada? Resposta:

Considerando-se o anexo B da referida norma, verificamos que para o eixos x,

y, o guia cita que existe experiência limitada na aplicação das zonas de precaução

para pessoas sentadas. Entrando com os valores de aceleração medidos no gráfico,

observamos que a exposição recai na região A onde os efeitos à saúde não têm sido

claramente documentados e/ou observados objetivamente. Entrando com o valor

da aceleração para o eixo z, observamos que a exposição recai próxima à interface

entre as regiões A e B, portanto, dentro da área de precaução em relação aos riscos

potenciais à saúde.



3.13.2. PONDERAÇÃO EM FREQUÊNCIA E AVALIAÇÃO DA VIBRAÇÃO RELATIVOS À SAÚDE As duas principais ponderações em frequência relacionadas à saúde são Wk para a direção z e W d para as direções x e y. A aceleração ponderada em frequência (rms) deve ser determinada para cada eixo (x, y e z) da vibração translacional na superfície que suporta o indivíduo. A avaliação do efeito da vibração à saúde deve ser feita independentemente para cada eixo. A análise da vibração deve ser feita considerando-se a maior componente de aceleração ponderada em frequência medida nos diversos eixos do assento. Quando a vibração em dois ou mais eixos for comparável, o vetor resultante é algumas vezes utilizado para estimar o risco à saúde. As ponderações em frequência devem ser aplicadas para os indivíduos sentados, com os fatores de multiplicação K conforme indicado: Eixo x – W d, K =1,4 Eixo y – W d, K =1,4 Eixo z – Wk, K =1 3.13.3. ISO 2631-1:1997 ANEXO B - GUIA PARA OS EFEITOS DA VIBRAÇÃO À SAÚDE (CARÁTER INFORMATIVO).



Figura 3.13. Guia à saúde - zonas de precaução [FONTE: Modificado da ISO 2631: 2010 (“Amendment”)]

 Recomendações baseadas principalmente para exposições na faixa de 4 h a

  

8 h, pessoas sentadas - Eixo z. Durações mais curtas devem ser tratadas com extrema precaução. Região A - os efeitos à saúde não têm sido claramente documentados e/ou observados objetivamente. Região B - precaução em relação aos riscos potenciais à saúde. Região C - os riscos à saúde são prováveis.

O guia fornecido da norma está baseado principalmente em dados disponíveis de pesquisas relacionadas à exposição humana à vibração no eixo z em indivíduos sentados. A experiência na aplicação dessa parte da norma é limitada para os eixos x e y (pessoas sentadas) e para todos os eixos nas posições em pé, deitada ou reclinada. Quando a exposição à vibração consistir de dois ou mais períodos de exposição a diferentes magnitudes e durações, a magnitude da vibração equivalente em energia correspondente à duração total da exposição pode ser avaliada de acordo com a seguinte expressão:

a w , 

a T T 2 wi

i

(3.12)

i

Onde: aw, = magnitude da vibração equivalente (aceleração rms em m/s2 )

aw, i = magnitude da vibração (aceleração rms em m/s2 ) para a duração da exposição Ti Alguns estudos indicam uma magnitude de vibração diferente dada pela expressão:

a w ,  4

a T T 4 wi

i

(3.13)

i

Essas duas magnitudes equivalentes têm sido utilizadas no guia para saúde de acordo com a figura 3.11. Em alguns estudos têm-se utilizado valores de dose da vibração estimativos quando o FC<6:

eVDV  1,4 aw 4 T


(3.14)


a w = corresponde a aceleração ponderada em frequência rms

T = corresponde a duração da exposição em segundos

Quadro 3.7. A utilização de um Harvester no processamento de árvores (corte, desgalhamento e traçamento) expõe o operador à vibração de corpo inteiro. A aceleração equivalente, rms, ponderada segundo a ACGIH/2002 medida em cada eixo, junto ao assento da máquina é fornecida. Considerando-se o critério da ACGIH, quais considerações podem ser emitidas em relação ao desempenho do operador, sabendo-se que o tempo total de operação diária é de 6 horas.

awx = 0,35 m/s2 , awy = 0,30 m/s2, awz = 0,32 m/s2 Resposta: Considerando-se o critério da ACGIH 2002, se a aceleração nos eixos de vibração tem magnitudes similares, o movimento combinado dos três eixos pode ser maior que qualquer um dos componentes e possivelmente afetaria o desempenho do operador do veículo. Ainda, segundo a ACGIH, a aceleração global ponderada pode ser determinada pela expressão que segue, e comparada ao valor de 0,5 m/s2 recomendado pela Comissão E uropéia (CE) como nível de ação para uma jornada diária de 8 horas.

Obtenção de Awt(8): Neste caso a aceleração encontrada supera o nível de ação proposto pela CE (0,5 m/s2). É oportuno ressaltar que CE considera na análise da exposição a ISO 26311:1997, estamos, portanto, falando de diferentes ponderações para WB.



3.14. VIBRAÇÕES - PROGRAMA DE CONTROLE DE RISCOS (PCRV) Componentes mínimos a serem observados: 1. Monitoramento dos níveis de vibração; 2. Controle de Engenharia e administrativo; 3. Avaliação e controle médico; 4. Capacitação e motivação; 5. Manutenção de registros; 6. Acompanhamento e reavaliação do programa.  

Analogia PCA x PCRV Prevenção requer comprometimento, organização e educação de diversos grupos: administradores, médicos, engenheiros, trabalhadores expostos e demais envolvidos.

3.14.1. PCRV DENTRO DA ESTRUTURA DO PPRA 1. Planejamento anual com o estabelecimento de metas, prioridades e cronograma para cada componente do PCRV. A definição de quais componentes serão priorizados inicialmente depende da análise de alguns aspectos tais como:    

Priorização do agente vibrações dentro do PPRA face aos demais riscos existentes; Nº. de trabalhadores atingidos; Danos existentes x PCMSO; Recursos e informações técnicas disponíveis.

2. Estratégia e metodologia de ação a ser adotada no desenvolvimento de cada componente do PCRV observando-se alguns pontos como:  

Definição de responsabilidades Serviços especializados e consultoria

3.14.2. ANTECIPAÇÃO 

Aquisição de equipamentos, ferramentas e acessórios novos - especificação do produto - avaliar possibilidades de escolha;



Seleção de produtos que produzem níveis de vibração mais baixos (Produtos x Especificação em catálogos ou manuais) - Compromisso Custo x Benefício análise para curto e longo prazo - seleção de empunhaduras antivibratórias , etc.





Adequação da ferramenta à tarefa (ISO 5349 - considerando-se as ferramentas disponíveis para a execução da mesma tarefa avaliar a possibilidade de seleção dos equipamentos mais adequados que impliquem em menor tempo de trabalho ou menores níveis de vibração);



Tarefas ou processos de trabalho novos - implantação de procedimentos de trabalho que minimizem a condição de exposição.



Aspectos relativos à implantação de procedimentos de manutenção (novos processos) voltados à redução dos níveis de vibração.

3.14.3. RECONHECIMENTO 

Determinação do nº. de trabalhadores expostos;



Descrição das atividades executadas;



Determinação dos tempos e características de exposição para cada situação encontrada, pausas existentes e tempo de exposição diário total;



Determinação do tipo, classificação e características dos equipamentos utilizados pelos operadores.

3.14.4. AVALIAÇÃO 

Qualitativa com base no tipo de equipamento utilizado; procedimentos de trabalho; níveis típicos (literatura); medições/informações anteriores;



Determinação do nível de vibração A(8) e/ou VDV para caracterização da exposição e adoção de medidas preventivas e de controle;



Monitoramento  Avaliação sistemática e repetitiva (NR-9.3.7);



Obtenção de parâmetros para avaliação da extensão e gravidade do problema.



Priorização de ações de controle (Engenharia, Administrativo e Médico) e verificação da eficiência das medidas adotadas.

ANÁLISE PRELIMINAR É importante observamos que, antes de se partir para medição da VMB ou VCI, devese primeiro promover uma análise preliminar cuidadosa. A análise preliminar tem por objetivo reunir elementos que permitam enquadrar as situações analisadas em três distintas possibilidades, quais sejam: a) a convicção técnica de que as situações de exposição são aceitáveis, pressupondose que estão abaixo do nível de ação; b) a convicção técnica de que as situações de exposição são inaceitáveis, pressupondo-se que estão acima do limite de exposição; c) a incerteza quanto à aceitabilidade das situações de exposição analisadas.



Para o detalhamento sobre análise preliminar e outras informações voltadas à avaliação desse agente recomendamos a leitura das normas: NHO 09- Procedimento Técnico - Avaliação da Exposição Ocupacional a Vibração de Corpo Inteiro; NHO 10 - Procedimento Técnico - Avaliação da Exposição Ocupacional a Vibração em Mãos e Braços. Essas normas estão disponíveis no endereço: http://www.fundacentro.gov.br/dominios/CTN/indexPublicacao.asp?D=CTN&Pagina= NHO&?D=CTN&C=2179&menuAberto=196 Elas estabelecem critérios e procedimentos para avaliação da exposição ocupacional a vibrações de corpo inteiro e em mãos e braços, tendo com principal foco a prevenção e o controle dos riscos. Apresentam elementos para a análise preliminar e o enquadramento das situações abordadas, sendo que as avaliações quantitativas são realizadas somente quando há incerteza em relação à aceitabilidade das situações de exposição analisadas. Disponibilizam critérios de julgamento e de tomada de decisão em relação à adoção de medidas preventivas e corretivas com base em dados quantitativos.



3.15. TESTES 1. O ciclo de exposição de um trabalhador à vibração foi determinado. Sabendo-se que o mesmo é representativo da exposição e o tempo total diário de contato com a vibração é de 6,5 horas, assinale a alternativa incorreta. Ciclo determinado Aceleração ponderada equivalente no eixo mais significativo em [m/s2] Tempo em [min]

2,1

3,9

4,2

1,3

7,1

10

8

2

4

6

a) A aceleração equivalente determinada no ciclo é a mesma no final das seis horas. b) A aceleração equivalente, correspondente a exposição diária é de aproximadamente 4,1 m/s2. c) O limite de exposição da ACGIH foi ultrapassado. d) As alternativas anteriores estão corretas e) n.d.a. (ah,w ) eq (T ) (ah,w ) eq (4) 2. Assinale as acelerações correspondentes a , respectivamente, sabendo-se que a exposição diária de um operador à vibração é composta pelas seguintes acelerações e tempos respectivos: 0,9 m/s2 por 1h; 4,7 m/s2 por 3h; 6,1 m/s2 por 2 h.

a) b) c) d) e)

4,9 m/s2 e 6,0 m/s2 3,9 m/s2 e 4,9 m/s2 2,5 m/s2 e 5,6 m/s2 5,6 m/s2 e 2,5 m/s2 n.d.a.

3. O ciclo de exposição um trabalhador à vibração foi determinado. Sabendo-se que o mesmo é representativo e a exposição diária total é de 6 horas, indique a alternativa correta. Ciclo determinado Aceleração [m/s2] Tempo [min]

2,1 15

3,9 12

4,2 8

1,3 15

7,1 10

a) O limite de exposição da ACGIH neste caso é de 6,0 m/s2 b) O limite da ACGIH não foi superado. c) A aceleração a ser utilizada na comparação com o limite da ACGIH corresponde a 4,9 m/s2.



d) A aceleração a ser utilizada na comparação com o limite da ACGIH corresponde a aceleração equivalente, rms, representativa da exposição diária projetada para 4 horas. e) n.d.a. 4. Um operador executa o mesmo tipo de operação (acabamento em pequenas peças forjadas), utilizando-se de uma esmerilhadeira orbital pneumática, ao longo da jornada. A vibração medida no eixo com maior aceleração apontou um valor equivalente, rms, representativo da exposição de 2,2 m/s2. Os tempos efetivos de uso da ferramenta estão indicados no quadro que segue. Assinale a alternativa que (ah,w ) eq (T ) (ah,w ) eq (4) corresponde às acelerações , e ao tempo de exposição necessário para incidência de branqueamento nos dedos considerando o melhor percentil (10%), segundo norma ISO 5349:1986. Período de operação (h:mim)

8:15 às 8:45h

9:30 às 10:15h

10:45 às 11:15h

14:00 às 14:40h

16:00 às 16:35h

= 2,5 m/s2 ;

(ah,w ) eq (4)

= 1,9 m/s2 ;

TE

~ 10,8 anos

b)

(ah,w ) eq (T )

= 1,9 m/s2 ;

(ah,w ) eq (4)

= 2,5 m/s2 ;

TE

~ 15,8 anos

c)

(ah,w ) eq (T )

= 2,2 m/s2 ;

(ah,w ) eq (4)

= 2,9 m/s2 ;

TE

~ 14,8 anos

d)

(ah,w ) eq (T )

= 2,2 m/s2 ;

(ah,w ) eq (4)

= 1,9 m/s2 ;

TE

~ 15,8 anos

e)

n.d.a.

a)

(ah,w ) eq (T )

5. Durante operações de perfuração de asfalto com britadores foi medida a vibração dominante no eixo vertical. A aceleração equivalente ponderada, rms representativa da exposição do operador em estudo foi de 25,8 m/s2. O tempo total diário de operação é de 5 horas. Considerando-se a relação dose-resposta apresentada pela ISO 5349:2001, qual o tempo estimado capaz de produzir episódios de branqueamento em 10% dos indivíduos expostos? a) b) c) d) e)

Dy  1,2 anos Dy  2,2 anos Dy  1,5 anos Dy  2,5 anos n.d.a.



6. Um trabalhador utiliza as ferramentas apresentadas no quadro abaixo em sequência durante a jornada de trabalho. Os tempos de exposição diário são os seguintes: 1h para a ferramenta nº1; 0,5h para a nº2 e 1h para a nº3. Assinale a alternativa incorreta. EIXOS FERRAMENTA

X

Y

Z

(m.s2) 1 Martelete de percussão

1,8

4,5

8,4

2 Esmeril de pedestal

2,4

4,8

4,5

3 Motosserra 254XP emp. frontal (operação de corte)

2,0

2,1

2,2

a) As acelerações equivalentes diárias segundo os eixos X, Y, Z são respectivamente 1,6 m/s2; 3,0 m/s2 e 4,6 m/s2. b) Segundo a ISO 5349:2001 o valor total da vibração ponderado em frequência, 2 eficaz (vetor soma) corresponde a ahv ( 2,5)  7,2 m / s . c) Segundo a ISO 5349:2001 a exposição diária à vibração corresponde à A(8)  4,0 m / s 2 . d) e)

Os itens anteriores estão incorretos. n.d.a.

7. Segundo a HAVS, quais são os sintomas quando o sistema de classificação (ACGIH) atinge grau “Severo”? a) b) c) d) e)

Ataques ocasionais afetando somente a ponta de um ou mais dedos. Ataques frequentes afetando todas as falanges da maioria dos dedos. Ataques ocasionais afetando as falanges distal e média de um ou mais dedos. Mudanças tróficas da pele na ponta dos dedos. Necrose da pele, chamada de acrocianose.

8. Considere as afirmações abaixo sobre vibração em mãos e braços: I – As vibrações podem causar problemas de ordem vascular e neurológica, dentre outras; II – Os primeiros sintomas da síndrome da vibração são o branqueamento dos dedos; III – A exposição à vibração elevada por longo período de tempo poderia causar a necrose da pele, chamada de acrocianose; IV – Os efeitos da vibração no homem dependem apenas da frequência que a compõe. Qual a alternativa correta? a)

Apenas I e II são verdadeiras. eHO – 002 Agentes Físicos I / 1o ciclo de 2014.


b) c) d) e)

Apenas IV é falsa. Apenas I e III são verdadeiras. Apenas II e IV são verdadeiras. Todas são verdadeiras.

9. Qual dessas condições médicas não está relacionada diretamente com os efeitos produzidos pela utilização de equipamentos vibratórios? a) b) c) d) e)

Desordem do sistema nervoso periférico. Doenças anteriores que causem deformidades dos ossos e juntas. Doença primária de Raynaud. Problemas de circulação sanguínea. Problemas respiratórios.

10. Para um período de exposição de 6 horas seis horas, qual o maior valor da componente de aceleração dominante (r.m.s), ponderada em frequência, segundo a ACGIH? a) b) c) d) e)

1m/s2 2 m/s2 4 m/s2 8 m/s2 12 m/s2

11. Um operador de uma pá carregadeira executa suas atividades durante um tempo médio diário de 5 horas. As acelerações equivalentes medidas junto ao assento, valor eficaz, ponderadas segundo a ISO 2631:1997 foram: awx = 0,22 m/s2, awy = 0,21 m/s2, awz = 0,65 m/s2. Assinale a alternativa correta: a) Segundo o guia para os efeitos à saúde (Anexo B da referida norma) a exposição recai fora da região de risco. b) Para comparação com o nível de ação da Diretiva Européia (2002) devemos calcular a somatória vetorial relativa aos três eixos. c) A somatória vetorial a ser aplicada na avaliação da exposição é determinada pela expressão: A(8)  ( Aw x )  ( Aw y )  ( Aw z ) 2

d) e)

2

2

A exposição supera o limite de exposição relativo a Diretiva Européia (2002). n.d.a

12. As acelerações medidas no assento de um motorista, representativas da exposição diária foram: awx = 110 dB, awy = 112 dB, awz = 115 dB, assinale a alternativa correta sabendo-se que os valores foram obtidos de acordo com a norma ISO vigente e o tempo diário médio de operação do veículo supera 7 horas.



a) Os dados convertidos dB para aceleração em m/s2 correspondem respectivamente a: 0,22 m/s2, 0,30 m/s2, 0,46 m/s2. b) O cálculo da somatória vetorial conforme norma ISO2631:1997 conduz ao valor de 0,76 m/s2. c) Com base nos dados fornecidos podemos afirmar que o nível de ação proposto pela Diretiva Europeia não foi superado. d) Para comparação com o nível de ação ou limite de exposição da Diretiva Europeia deve-se utilizar a soma vetorial. e) n.d.a. 13. Com relação às vibrações de corpo inteiro, quando a exposição é severa, qual dos efeitos não estão diretamente relacionados à essa exposição? a) b) c) d) e)

Problemas no sistema reprodutivo. Problemas renais e cerebrais. Problemas gastrointestinais. Problemas no sistema visual. Problemas nos discos intervertebrais.

14. A vibração junto ao assento de um operador de empilhadeira foi medida, segundo critério da ISO 2631:1985. O tempo efetivo diário de operação é de 5,5 horas. A aceleração equivalente, ponderada, rms, medida em cada eixo é fornecida: awx = 0,32, awy = 0,41, awz = 0,77. Assinale as alternativas corretas. a) Para comparação com os limites de exposição da norma deve-se considerar a aceleração com maior valor. b) Os limites da ACGIH têm por base os limites de proficiência reduzida por fadiga da norma ISO. c) Segundo a ISO citada o limite de exposição não foi superado d) Segundo a ACGIH somatória vetorial é utilizada para fins de avaliação de desempenho do operador a) b) c) d) e)

Apenas II, III e IV são verdadeiras. Apenas IV é falsa. Apenas I e III são verdadeiras. Apenas I, II e IV são verdadeiras. Todas são verdadeiras.

15. Assinale a alternativa correta, considerando o critério legal vigente, para a caracterização das atividades e operações que exponham os trabalhadores sem proteção adequada às vibrações localizadas ou de corpo inteiro deverão ser utilizadas as seguintes normas: a) b)

Limites da ACGIH. ISO 2631:1985 e ISO5349:1986.



c) d) e)

ISO 2631:1997 e ISO5349:2001. ISO 2631:1986 e ISO5349:1985. ISO 2631:1992 e ISO5349:1995.

16. Assinale verdadeira ou falsa: Segundo a ISO 2631:1997 os Limites de Exposição da edição anterior (ISO 2631:1985) foram removidos, no entanto, esses limites eram considerados eram considerados seguros para a prevenção de efeitos indesejáveis. a) Verdadeira b) Falsa 17. Assinale verdadeira ou falsa: O guia sobre os possíveis efeitos à saúde, fornecido no anexo B da ISO 2631:1997, pode ser aplicado sem qualquer restrição aos eixos x, y, z. a) Verdadeira b) Falsa 18. Assinale verdadeira ou falsa: A presença de picos ou choques elevados no sinal de vibração, podem influenciar a medição da vibração de corpo inteiro (VCI), neste caso as acelerações são determinadas com base na seguinte expressão:

T

1 2 aw  aw t  dt  T 0 a) Verdadeira b) Falsa 19. Assinale verdadeira ou falsa: Segundo a Diretiva 2002/44/CE da Comunidade Europeia a avaliação da exposição à VCI baseia-se na determinação da exposição diária A(8) expressa pela aceleração equivalente para um período de normalizado de 8 horas, obtida a partir da maior parcela dos valores eficazes, ou a parcela mais elevada do valor de dose da vibração (VDV). a) Verdadeira b) Falsa 20. Assinale verdadeira ou falsa:



A vibração junto ao assento de um operador de um Forwarder foi medida com base na ISO 2631:1985, awx = 0,32 m/s2, awy = 0,59 m/s2, awz = 0,49 m/s2. Sabendo-se que a exposição diária é de 6 horas, segundo a norma os limites foram superados. a) Verdadeira b) Falsa


104 Capítulo 4. Iluminação

CAPÍTULO 4. ILUMINAÇÃO Prof. Prof. SÉRGIO MÉDICI DE ESTON JOAQUIM GOMES PEREIRA OBJETIVOS DO ESTUDO Neste capítulo são analisados problemas associados a projetos de iluminação. À medida que a ciência e a tecnologia evoluem, novos problemas ocupacionais são criados. Como exemplo temos os problemas associados a forno de micro-ondas, a terminais de vídeo ou a apontadores de laser. Não existem ainda evidências indicando que estes problemas são significativos, mas os cientistas continuam a pesquisar as possibilidades. Novos tipos de lâmpadas são continuamente comercializadas e a adequação do ambiente de trabalho tem que ser preservada. Após este capítulo você deverá:    

Entender como o espectro eletromagnético contém a faixa de radiação visível; Entender os principais problemas associados à iluminação deficiente; Conhecer as principais unidades fotométricas; Saber que unidades devem ser medidas de acordo com as normas.



4.1. A CIÊNCIA DA ILUMINAÇÃO 4.1.1. A NATUREZA FÍSICA DA LUZ A energia pode se apresentar de muitas formas, como elétrica, magnética, térmica, química, mecânica (cinética e potencial), atômica, etc. Quando apresenta componentes elétricos e magnéticos é denominada de energia eletromagnética. Quando uma forma de energia tem um caráter cíclico, se propagando no espaço em todas as direções a partir de um ponto chamado fonte, ela é dita radiante. Uma visualização do conceito de radiante pode ser a de ondas na água a partir de uma pedra nela jogada. A luz é uma forma de energia eletromagnética radiante que nos permite "ver", ou seja, que sensibiliza o olho humano. Portanto, trataremos aqui da energia radiante visível ou luz. A luz pode ser caracterizada por diversos parâmetros e os mais importantes são o comprimento de onda e a frequência: a) comprimento de onda (): é a distância percorrida espacialmente enquanto um ciclo se repete. b) frequência (f): é dada pelo número de ciclos na unidade de tempo, normalmente num segundo. O inverso da frequência é o período (T) que representa o tempo para que um ciclo se repita. O período pode ser definido como a "distância temporal" percorrida para que um ciclo se complete. Sendo  a distância percorrida pela onda durante um ciclo, e f o número de ciclos por segundo, então o produto (·f) representa a distância percorrida pela onda em um segundo. Ou seja, a velocidade de propagação da onda é dada por:

v=xf

(4.1)

No vácuo a velocidade de propagação da onda é aproximadamente de 300.000 km/s, e para o ar é um pouco menor. Ela é uma característica do meio de propagação e o produto (·f) pode ser obtido por um número infinito de valores para elementos do par. O conjunto destes pares define o chamado espectro de energia eletromagnética radiante ou espectro de radiação eletromagnética. Este espectro é apresentado na Figura 4.1, tendo o nome espectro se originado dos trabalhos de J.C. Maxwell. Atualmente a luz é analisada como um fenômeno de caráter dual, ou seja, algumas vezes é mais conveniente se utilizar a teoria ondulatória e outras vezes é mais conveniente se empregar a teoria corpuscular. Isaac Newton favorecia a teoria corpuscular por entre outras coisas, observar a formação de sombras com contornos delineados pela propagação retilínea dos raios luminosos. Huygens, Fresnel, Maxwell e Hertz desenvolveram a teoria ondulatória, pois certos fenômenos, como a difração ou a interferência luminosa, só podiam ser explicados a partir de um caráter ondulatório. A difração, por exemplo, é a curvatura de uma onda luminosa em torno da borda de um objeto. Posteriormente se retornou a aspectos da teoria corpuscular porque a teoria eletromagnética clássica não explicava fenômenos como o efeito fotoelétrico ou o efeito Compton. O efeito fotoelétrico (emissão de elétrons quando se incide luz num condutor) foi eHO – 002 Agentes Físicos I / 1o ciclo de 2014.


explicado por Einstein em 1905 a partir de uma ideia de Planck. Ele postulou que a energia de um feixe luminoso não era distribuída espacialmente nos campos eletromagnéticos da onda, mas era discretizada e concentrada em "corpúsculos" denominados de "fótons”. Também o efeito Compton favorece aspectos da teoria corpuscular, porque no choque entre um elétron e um fóton, eles se comportam de certo modo como corpos materiais, conservando-se a energia cinética e o momento linear. Em resumo, fenômenos de propagação são mais bem explicados pela teoria ondulatória, enquanto que a interação luz-matéria é mais bem entendida usando-se conceitos corpusculares. As propriedades ondulatórias são mais facilmente identificáveis quanto "mais compridas" as ondas, ou seja, quanto mais além do vermelho visível se estiver, mais notável se torna o aspecto ondulatório. Por outro lado, quanto mais nos deslocamos do ultravioleta para os raios cósmicos mais notáveis são os aspectos corpusculares das radiações.

-9

Figura 4.1. Espectro de radiação eletromagnética. Um nm corresponde a 10 m. A 24 frequência vai de 10 Hz para os raios cósmicos até cerca de 1 Hz para transmissões de potência. A luz visível compreende apenas a pequena faixa de 380 a 780 nm.



4.1.2. GERAÇÃO, PROPAGAÇÃO E PERCEPÇÃO DA LUZ A radiação eletromagnética surge como subproduto de qualquer processo onde uma carga elétrica é acelerada, e alguns destes processos, ocorrentes na escala atômicomolecular, dão origem à radiação visível. Todo corpo visível é fonte primária ou secundária de luz; no primeiro caso a luz é por ele gerada por um processo físico-químico ou nuclear, e no segundo caso o corpo iluminado reflete parte da luz nele incidente. Durante a propagação da luz da fonte até o olho humano ela pode ser alterada de vários modos. Quando ela encontra a superfície de um objeto ela pode ser refletida, absorvida ou transmitida. Luz transmitida é aquela que atravessa um objeto, o qual é dito transparente ou translúcido conforme deixe imagens serem transmitidas com ou sem distorção. Luz refletida é aquela que não penetra no objeto, retornando ao meio de onde proveio a partir da superfície do objeto. Luz absorvida é aquela que não é nem transmitida nem refletida, sendo transformada em outra forma de energia como calor. Na realidade, da luz incidente num objeto parte é refletida, parte é absorvida e parte pode ser transmitida. A divisão de cada uma destas partes pela quantidade de luz incidente define 3 quocientes denominados de refletância (r), transmitância (t) e absorbância (a), relacionados entre si por:

r + t + a = 1 (4.2) Alguns objetos têm transmitância nula, mas nenhum objeto real apresenta qualquer um destes parâmetros como unitários. A absorbância atua no sentido de sempre diminuir a quantidade de energia luminosa que sai da superfície. Quando a luz atinge o olho humano o processo de percepção visual é desencadeado e pode ser interpretado com base em dois parâmetros da luz: comprimento de onda e nível energético. A composição de diversos comprimentos de onda é interpretada como cor, enquanto que a combinação de comprimentos de onda e níveis energéticos é interpretada como brilho. 4.1.3. INCANDESCÊNCIA E LUMINESCÊNCIA A emissão primária de luz pode ocorrer por incandescência ou luminescência. A incandescência está associada à radiação térmica de um corpo "quente". Todo corpo acima de zero Kelvin emite radiações, e para sólidos e líquidos até cerca de 300°C a energia irradiada está quase toda na região do infravermelho. Assim para temperaturas normais, a pequeníssima parte da radiação localizada na faixa do visível não causa sensação visual. Sólidos e líquidos acima de cerca de 300°C apresentam o fenômeno da incandescência, surgindo um espectro contínuo de emissão que apresenta uma infinita sucessão de radiações monocromáticas de comprimento de onda se iniciando em zero. A Tabela 4.1 apresenta algumas das ordens de grandeza das temperaturas associadas a fontes incandescentes.



Tabela 4.1. Temperaturas de fontes incandescentes. Fonte sol arco voltaico lâmpada de filamento: - tungstênio - carvão

Temperatura (°C)  5 700  5 000  3 000  1 800

A luminescência é a emissão de luz por processo que não seja a irradiação térmica. Certos gases e vapores emitem radiação visível a temperaturas normais devido a um processo de excitação. A excitação pode ser causada por raios X, por raios gama, por raios ultravioletas, por atrito superficial, por partículas eletrizadas, ou pela colocação de um sal volátil numa chama. Neste processo de excitação, o espectro se apresenta apenas com algumas linhas ou raias verticais paralelas que estão associadas a determinados comprimentos de onda. Os comprimentos de onda das raias são característicos do elemento que as produzem. Por exemplo, o hidrogênio sempre fornece o mesmo conjunto de raias nas mesmas posições. Às vezes, as raias se acumulam numa pequena faixa obtendo-se então um espectro de faixas ou bandas. Existem várias formas de luminescência tais como: a) Fotoluminescência: excitação devida a raios X ou gama. b) Bioluminescência: excitação associada com a oxidação da luciferina na presença da enzima luciferase. Como exemplo temos os vaga-lumes (pirilampos), certos cogumelos e certos seres do mar. Ela pode ser também devida a oxidação de certas substâncias ocasionada por choque mecânico. Este é o caso de certos micro-organismos marinhos que em número de milhões secretam certa substância que se oxida nas ondas, causando uma sensação de faiscamento das águas. c) Triboluminescência: a excitação está associada ao atrito, como na formação de clarões ao se partir um cristal de açúcar ou na clivagem de certas micas. d) Quimioluminescência: causada por reação química como a oxidação do fósforo ao ar livre. e) cátodo-luminescência: causada por choque de partículas alfa ou elétrons, como nos oscilógrafos ou tubos de televisão. A luminescência é subdividida em fluorescência e fosforescência. Na fluorescência a luz cessa logo ao ser o agente interrompido, e na fosforescência a emissão continua por um dado tempo após cessar a causa. Exemplo típico são certos mostradores de relógio e tomadas que fosforescem no escuro, enquanto que a fluorescência de raios X é uma das mais importantes técnicas de caracterização mineralógica da atualidade, uma especialidade importante dentro de um projeto de empreendimento de mineração.



4.1.4. REFLEXÃO, TRANSMISSÃO E ABSORÇÃO Certos fenômenos como a reflexão ou a transmissão podem ser estudados supondose que a luz se propague em linha reta em um meio homogêneo. Tem-se na realidade um problema de geometria e daí deriva o nome de ótica geométrica. Neste campo se estuda, por exemplo, a posição e a amplificação de imagens pelas lentes ou a reflexão por espelhos. Fenômenos como a difração e a interferência não conseguem ser analisados pela ótica geométrica, exigindo conceitos como amplitude e diferença de fase. Neste caso se tem o campo da ótica física. 4.1.5. REFLEXÃO LUMINOSA Objetos iluminados podem refletir de vários modos a luz, dependendo de fatores como a textura da superfície ou das camadas do objeto próximas à superfície. Os desenhos da Figura 4.2 ilustram algumas das possibilidades de distribuição espacial da luz refletida. A difusão perfeita é traduzida do inglês "matte diffuse", enquanto que a difusão com espalhamento provém de "diffuse-spread". O termo "specular and spread" foi traduzido por especular com espalhamento. Na reflexão especular a luz tem raios incidente e refletido definidos pela igualdade dos ângulos de incidência (i) e reflexão (r). Na reflexão perfeitamente difusa a luz incidente é espalhada em todas as direções pelas asperezas da superfície. Uma superfície deste tipo tende a parecer igualmente brilhante qualquer que seja o ângulo de observação, tal qual uma parede pintada com tinta lisa ou a neve fofa. A superfície do carvão é em essência um refletor difuso porque reflete a luz incidente de modo uniforme numa ampla faixa de direções. Todavia tem-se um acréscimo relativo da energia luminosa refletida no ângulo de reflexão especular. No controle da emissão luminosa de lâmpadas e luminárias se utilizam os princípios da reflexão especular. 4.1.6. TRANSMISSÃO LUMINOSA A transmissão de luz através de um meio é afetada por diversas propriedades deste meio as quais dão origem a distintos fenômenos. Dentre estes pode-se citar a transparência, a translucidez, a difusão, a transmissão seletiva, o espalhamento retroativo, a refração, a dispersão e a absorção. 4.1.6.1. Transparência e Translucidez Um material transparente transmite a luz sem espalhamento, de modo que se pode observar em detalhe os pormenores de objetos locados em qualquer lado do material. Um material translúcido transmite luz com um certo grau de espalhamento, de modo que não se observa nitidamente o contorno de objetos, os quais aparecem "borrados" e com contorno impreciso.



4.1.6.2. Difusão O fluxo luminoso pode ser controlado direcionalmente por meio de materiais com a propriedade de gerar um certo grau de espalhamento. Esta difusão pode ser obtida de vários modos tais como o riscamento da superfície, a incorporação no material de partículas difusoras, pela aplicação de um revestimento superficial, etc. O objetivo da difusão é fazer com que a fonte luminosa pareça maior e menos brilhante, sendo uma técnica importante para a redução do ofuscamento e melhoria do conforto visual. Estes aspectos são importantes na mineração principalmente nas minas com camadas pouco espessas (galerias estreitas e com pequena altura), onde as lâmpadas são colocadas na altura dos olhos dos mineiros. Para 2 lâmpadas incandescentes comuns, uma com bulbo de vidro limpo e outra com bulbo fosco, a de bulbo fosco faz com que a lâmpada pareça maior, reduzindo a percepção do brilho por unidade de área. Em termos de ordem de grandeza média, o bulbo de vidro limpo tem um brilho por unidade de área cerca de sete vezes maior. A difusão sempre implica numa diminuição da energia transmitida e, portanto, numa diminuição da eficiência da instalação luminosa. Técnicas de projeto de luminárias permitem a redução desta perda através do fenômeno da inter-reflexão.



Figura 4.2. Tipos básicos de reflexão superficial. As superfícies difusoras não são lisas, mas "ásperas", e podem ser usadas para melhorar problemas de ofuscamento. No caso de difusão perfeita temos no espaço uma esfera que no desenho bidimensional está representada por uma circunferência. Fatores como textura e comprimento de onda influenciam a refletância.



4.1.6.3. Transmissão Seletiva Muitos meios transmitem certos comprimentos de onda enquanto refletem ou absorvem outros. Esta propriedade pode ser usada para se obter uma luz de composição desejada, pois estes materiais mudam a cor da luz sem praticamente alterar a sua distribuição. A transmissividade seletiva é usada em certos faróis que usam o chamado refletor dicroico, o qual reflete para frente o feixe luminoso e transmite para trás comprimentos de onda da região do infravermelho. Isto minimiza o efeito do aquecimento causado por estes comprimentos de onda em pessoas e objetos. 4.1.6.4. Espalhamento Retroativo Este é um fator importante quando se tem atmosferas com poeira ou neblina, e as partículas do ar refletem a luz de volta ao observador, diminuindo a visibilidade. Este é o caso, por exemplo, de dirigir em forte nevoeiro, quando se recomenda usar faróis baixos e luz de composição preponderantemente amarela (pois o fenômeno é menos intenso para este comprimento de onda). Em minas subterrâneas de carvão e sal, se os sistemas de ventilação e de aspersão de água não forem muito eficientes, durante a operação dos mineradores contínuos a visibilidade se reduz drasticamente quase a zero. 4.1.6.5. Transmitância e Transmissividade A transmissão da luz através da atmosfera nunca é feita com transmitância (t) unitária, mesmo nas melhores condições de claridade e visibilidade. Este parâmetro é importante nos casos de neblina, névoa, poeira em suspensão, "fog" e "smog", principalmente se as distâncias de transmissão forem grandes. O quociente entre a transmitância e distância denomina-se de transmissividade (tu) ou transmitância unitária:

tu = t / d (4.3) Numa atmosfera limpa a transmissividade é de cerca de 0,96 /km, ou seja, apenas 96% da luz atinge o observador locado a 1 km de distância. Para um observador locado a 2 km apenas 92,2% da luz o atinge. Nos caso de neblina ou "fog", mesmo leves, a transmissividade se reduz drasticamente caindo para valores da ordem de 0,4 /km. Assim um observador locado a 2 km recebe apenas 16% da luz emitida pela fonte e um situado a 3 km recebe apenas 6%. Na mineração subterrânea o conceito de transmissividade tem aplicação nas análises de transmissão de sinais (seleção de dispositivos visuais indicadores de funcionamento, por exemplo, de ventiladores, e junto a locais de geração de muito pó como nas frentes em extração continua). Neste último caso, as distâncias são pequenas, mas se não se tiver cuidado, a quantidade de poeira será enorme.



4.1.7. REFRAÇÃO A velocidade da luz no vácuo é uma constante e independe do comprimento de onda considerado. Em qualquer outro meio, a velocidade é diferente (menor) que no vácuo e varia com o comprimento de onda considerado. Deste modo, em qualquer meio que não o vácuo, raios luminosos monocromáticos violeta e vermelho terão velocidades distintas, fenômeno conhecido como dispersão. O quociente entre as velocidades no vácuo (c) e num meio qualquer (v) define, para um dado comprimento de onda, o índice de refração do meio (n ):  n =c/v 

(4.4)

Não havendo explícita especificação do comprimento de onda considerado assumese o da luz amarela de comprimento 589 nm. A Tabela 4.2 apresenta valores do índice de refração relativos ao vácuo e para comprimento de onda de 589 nm. Os valores desta tabela são para sólidos e líquidos, e alguns valores para gases e vapores são os seguintes (1 atmosfera): Tabela 4.2. Índices de refração para alguns sólidos, líquidos e gases. Sólidos gelo (- 8°C)

1,31

Líquidos CO2 (- 15°C)

1,195

Gases hidrogênio (0°C)

1,32 - 2,500

fluorita

1,433 9

N2 (- 190°C)

1,205

vapor de água (0°C)

silvinita

1,490 4

O2 (- 181°C)

1,221

ar seco (15°C)

vidro "crown" sal

1,517 1 1,544 0

álcool (20°C) água: 80°C 40°C 0°C olho humano: humor aquoso humor vítreo

1,329

quartzo

1,544 2

1,332 0 1,330 7 1,333 8 1,330 1,337

cristal de rocha 1,544 3 vidro de bário 1,568 1 vidro "crown" 1,574 1 de bário vidro "flint" leve 1, 580 3 bissulfeto de 1,629 0 carbono vidro 1,655 5 "flint"denso calcita 1,658 4 diamante 2,423 0 rutílio (*) 2,7 (*) dióxido de titânio cristalino sintético


2,765


Quando uma luz monocromática atinge a interface de dois meios que apresentam índices de refração diferentes, uma parte é refletida e outra parte é refratada, penetrando no segundo meio. A Figura 4.3 mostra os raios incidentes, refletidos e refratados e as leis da ótica aplicáveis a cada um deles. Para o raio refratado é válida a lei de Snell dada por:

n  sen  n  sen 

(4.5)

Na expressão (4.6) n e n' são os índices de refração para os meios origem e destino, respectivamente, e como eles derivam do quociente entre velocidades no meio e no vácuo, podemos escrever:

n

c c v sen e n  →  v v v  sen 

(4.6)

Num dado meio luzes monocromáticas diferentes terão velocidades de propagação diferentes, ou seja, terão diferentes índices de refração. Esta diferença de índices de refração faz com que raios de diferentes cores apresentem diferentes ângulos de refração. Muitos feixes luminosos são constituídos de raios com comprimentos de onda que se estendem por todo o espectro visível. Quando um raio de luz branca, composto da mistura de todos os comprimentos de onda visíveis, incide num prisma de quartzo os raios refratados de cada comprimento seguirão ângulos diferentes. Assim, um feixe de raios policromáticos paralelos será dispersado num cone de raios de cores distintas. Este fenômeno é denominado de dispersão luminosa. Como o desvio angular causado pelo prisma aumenta com o índice de refração (lei de Snell), a luz violeta é a mais desviada e a luz vermelha a menos. As demais cores ocupam posições intermediárias entre estas cores extremas. A Figura 4.4 ilustra dispersão de um feixe policromático num prisma de quartzo.



Figura 4.3. Refração da luz na interface de dois meios com índices de refração n e n  .

Ao sair do prisma, a luz branca se espalha num leque e dizemos que ela se dispersou num espectro. Esta dispersão pode ser quantificada por dois parâmetros, a dispersão angular e o desvio. A dispersão angular é dada pela separação angular entre os raios vermelho e violeta, enquanto que o desvio médio de todo o feixe com relação à direção de incidência pode ser medido pelo desvio da luz amarela. Assim, o desvio do espectro é controlado pelo índice de refração da luz amarela enquanto que a "abertura" do feixe depende da diferença entre os índices de refração do vermelho e do violeta. A Tabela 4.3 apresenta alguns índices de refração para vários comprimentos de onda e vários tipos de vidro. Os parâmetros desvio e dispersão são importantes no estudo de certas propriedades como o brilho e a "luminosidade" de certas gemas e cristais. O diamante e os cristais de Murano, Itália, apresentam brilho especial em parte devido às suas altas dispersões. Na Tabela 4.3. podemos observar que o vidro "flint" apresenta razoável dispersão e desvio, mas a fluorita, por exemplo, os tem pequenos. Isto é, a fluorita tem pequeno desvio para a luz amarela e pequena diferença de índices de refração entre o violeta e o vermelho. A velocidade da luz em um gás é aproximadamente igual à no vácuo, e a dispersão é muito pequena. Para o ar em condições normais tem-se:  

Luz vermelha (656 nm) ---- n = 1,000 295 7 Luz violeta (436 nm) -------- n = 1,000 291 4



Portanto, na maioria das aplicações o índice de refração do ar é considerado como unitário para todos os comprimentos de onda. A refração está associada aos problemas de iluminação de 2 modos:  

Lentes podem ser projetadas para controlar a distribuição da luz, através da curvatura das mesmas; O olho humano obtém uma imagem em foco na retina através do princípio da refração.

Figura 4.4. Dispersão de feixe policromático devido aos diferentes índices de refração.

Tabela 4.3. Índices de refração para várias cores e vidros (*). cor vermelho amarelo azul

 (nm) 656,3 589,3 486,1

"crown" leve 1,514 6 1,517 1 1,523 3

"flint" médio 1,622 4 1,627 2 1,638 5

"crown" de boro (**) 1,521 9 1,524 3 1,529 7


"flint" denso 1,650 0 1,655 5 1,669 1

dissulfito de carbono 1,618 2 1,627 6 1,652 3


violeta

396,9

1,532 5

1,662 5

1,659 2

(*) vidros compõe-se de variadas proporções de SiO2 (48 a 67%), Na2O, PbO e BaO. (**) borossilicato contendo SiO2, K2O, B2O3, BaO e Na2O.


1,694 0

1,699 4


4.1.8. ABSORÇÃO Quando um objeto absorve certos comprimentos de onda permitindo que outros sejam refletidos ou transmitidos, diz-se que ele apresenta propriedades absorventes seletivas. A absorção seletiva altera a composição de comprimentos de onda da luz refletida (ou transmitida), e esta alteração é percebida como cor do objeto. Um objeto visto como vermelho quando iluminado por luz branca contém moléculas (pigmentos) que absorvem comprimentos de onda da região verde-azul do espectro, ao mesmo tempo em que refletem comprimentos de onda da região do vermelho. Se um objeto que praticamente só reflete luz da região do vermelho for iluminado por uma luz composta basicamente por comprimentos da região do verde-azul do espectro, ele surgirá "sem cor", sem "brilho" e muito escuro. Isto demonstra que o olho humano só percebe cores que já existiam na luz incidente. A percepção de cor é um processo subtrativo, isto é, a mistura de cores na luz refletida é um subconjunto da mistura de cores da luz incidente. As propriedades de absorção são úteis na seleção de fontes de luz onde a discriminação de cores é importante como nos códigos de sinalização para fiações e tubulações, e zonas especiais de tráfego. No garimpo subterrâneo de esmeraldas de Campos Verdes, Goiás, foi feita uma tentativa de minimização de furto de pedras nas frentes de lavra em subsolo empregando-se na iluminação das galerias apenas lâmpadas que não emitiam comprimento de onda da região do verde. Deste modo, ficava muito difícil se distinguir as gemas brutas da rocha encaixante talco-xisto. As gemas, que eram esverdeadas, apresentavam então cor cinza semelhante ao xisto. 4.1.9. CURVA ESPECTRAL DE EFICIÊNCIA LUMINOSA O olho humano não "vê" luz se propagando no espaço, mas tão somente fontes luminosas ou objetos que refletem luz. Por isso é que o céu é escuro à noite apesar da luz solar estar se propagando até a lua. O olho "sente" a luz que o penetra, a processa e a interpreta com relação ao objeto sendo visto. Estes processos se baseiam na focalização da imagem do objeto na retina, ocorrendo uma decodificação das informações trazidas pela luz. Estas informações incluem dados de coloração, de brilho e de relações espaciais. Portanto, é a luz refletida que indica o que é visto, tendo importância nos projetos onde se avalia um ambiente para determinar quanta luz é refletida e como esta é distribuída. Salas de escritório de cores claras tem uma boa parte da luz usada para fins de leitura ou visualização decorrente de inter-reflexões. Admitamos que a refletância média das paredes de um escritório seja da ordem de 90%. Minas de sal podem ter refletância das paredes da ordem de 40 a 50%, minas metálicas da ordem de 15% e minas de carvão da ordem de 5%. Portanto, uma boa iluminação de uma sala, se transportada para uma galeria de mina de carvão, seria totalmente insuficiente.



4.1.9.1. Cores Cores são os nomes especiais dados a determinados comprimentos de onda ou a várias combinações destes. Percebe-se que comprimentos de onda da faixa entre 380 e 400 nm caracterizam a cor violeta, enquanto que a faixa ao redor de 600 nm caracteriza a cor amarela. Quando se tem uma mistura de comprimentos de onda de todo o espectro visível a luz se apresenta como branca, enquanto que o preto não é uma cor, mas a ausência total de luz (refletida ou emitida). O sol e certas lâmpadas produzem misturas mais ou menos "balanceadas" de todo o espectro visível e, portanto emitem uma luz "natural". Outras proporções relativas de comprimentos de onda produzem diversos tipos de luz denominadas de “cores brancas". Certas combinações de comprimentos de onda podem ser percebidas pelo olho como de uma dada cor, sendo na realidade uma composição de apropriados comprimentos de onda. Por exemplo, a mistura de amarelo e azul é percebida como sendo a cor verde. 4.1.9.2. Brilho A percepção do "brilho" de um objeto depende entre outras coisas de 2 características da luz, a energia luminosa e a mistura de comprimentos de onda. Para um dado comprimento de onda, quanto maior a energia atingindo o olho, maior a sensação de brilho. Todavia o olho humano não responde igualmente a todos os comprimentos de onda do espectro visível, e isto é ilustrado na Figura 4.5. A curva representa a resposta do olho aos brilhos relativos de vários comprimentos de onda, referenciados ao comprimento de 555 nm (luz verde, para o qual o olho é mais sensível). Esta curva é denominada de curva espectral de eficiência luminosa, sendo uma curva média obtida experimentalmente a partir das curvas individuais de muitas pessoas. A curva espectral de eficiência luminosa surge nas definições das principais unidades fotométricas, sendo incorporada em instrumentos que medem estas grandezas. Estes instrumentos possuem sistemas de filtros internos que selecionam comprimentos de onda de modo a reproduzir esta curva.



Figura 4.5. Curva espectral de eficiência luminosa para fluxos radiantes monocromáticos e sua percepção pelo olho humano. O valor de máxima eficiência do olho (f=1) corresponde à luz verde amarelada de 555 nm.

A curva espectral é utilizada na construção de instrumentos fotométricos, ou seja, instrumentos que efetuam medições incorporando a percepção subjetiva de brilho dada pela curva espectral. Deste modo, eles procuram "imitar" o processo de percepção do olho humano quando este avalia o brilho de uma superfície. Por outro lado instrumentos que medem apenas a energia radiante, sem incorporar qualquer subjetividade do olho humano, são ditos radiométricos. Estes fornecem resultados em watts ou unidades equivalentes. A Figura 4.6 ilustra a diferença essencial entre instrumentos radiométricos e fotométricos.



Figura A

Figura B

Figura 4.6. Medidas radiométricas (energia radiante) e medidas fotométricas (energia luminosa). Instrumentos fotométricos levam em consideração a curva espectral de eficiência luminosa, de modo que a luz de comprimento de onda de 550 nm (Figura A) origina, neste exemplo, uma medida fotométrica de intensidade cerca de 10 vezes maior que a de 650 nm (Figura B). Todavia, ambos os feixes transportam a mesma energia radiante, medida em watts.

Consideremos dois raios monocromáticos de comprimentos de onda 550 e 650 nm, e que transportem a mesma energia radiante (medida, por exemplo, em watts). De acordo com a curva espectral da Figura 4.6 os fatores de brilho relativo (f) seriam respectivamente da ordem de 1 e 0,1, indicando que o raio de 550 nm fornecerá um brilho relativo cerca de 10 vezes maior que o raio de comprimento 650 nm. O olho humano perceberá esta diferença de brilho quando observar um objeto iluminado separadamente por cada um destes raios. Devido ao fato de que a luz verde de 555 nm ser aquela de maior sensibilidade do olho humano, é aquele em que o olho trabalha mais "descansado". Por este motivo, muitos objetos como lousas de sala de aula passaram da cor preta para a cor verde. Além disso, o verde é considerado como repousante. Durante um certo tempo as minas carboníferas inglesas utilizaram lâmpadas verdes em subsolo, mas esta prática não é mais utilizada face à outras dificuldades derivadas deste procedimento.



4.1.10. GRANDEZAS E UNIDADES FOTOMÉTRICAS Fontes luminosas comuns se caracterizam por transformar a energia elétrica recebida em energia eletromagnética radiante. A emissão da energia radiante depende da temperatura e da natureza da superfície emitente, e se observa que apenas uma parte da potência elétrica recebida (Pel) se transforma em fluxo eletromagnético radiante(Φr) como ilustra a Figura 4.7. r (W )

P e l (W )



Figura 4.7. Transformação de potência elétrica em energia radiante. As perdas incluem calor por convecção e radiação, absorção, etc. O rendimento é dado por:

 = r / Pel

(4.7)

Verifica-se também experimentalmente que apenas uma parte do fluxo radiante (r) sensibiliza o olho humano, mais precisamente a estreita faixa de comprimentos de onda entre 380 e 780 nm. Unidades como o watt são usadas quando se quer quantificar a energia associada às grandezas potência elétrica ou fluxo radiante, tendo-se então as "intensidades" das fontes como emissoras de radiação eletromagnética. Como se deseja comparar as "intensidades relativas" das fontes como emissoras de luz visível, em projetos de iluminação o foco está em comparar fluxos luminosos e não fluxos radiantes. A Figura 4.8 ilustra a relação entre a energia radiante e sua parte que sensibiliza o olho humano. A experiência mostra que quantidades iguais de fluxos radiantes de diversos comprimentos de onda não produzem iguais percepções de brilho visual. Além disso, quantidades iguais de fluxos luminosos monocromáticos de cores distintas também não produzem a mesma percepção visual de brilho. Estas observações são sintetizadas na curva espectral de eficiência luminosa a qual reflete o fato de que para um grande número de pessoas a vista é mais sensível à luz verde de comprimento de onda de 555 nm. Os limites desta curva experimental é que definem a faixa de comprimentos de onda que sensibilizam o olho humano, estimada entre 380 e 780 nm. Estes limites do espectro visível não são rígidos, e com iluminação reduzida a vista se torna mais sensível a comprimentos de onda mais curtos; nestes casos a percepção do maior brilho se situa na faixa de 500 a 550 nm.



O decaimento da percepção do brilho para cores diferentes do verde é rápido, e a 610 nm o brilho relativo é de apenas 50%. Isto é, se olharmos uma superfície onde incidem fluxos iguais de energia radiante, medidos em watts, e de comprimentos de onda de 555 e 610 nm, para o segundo parecerá que se tem apenas metade do brilho do primeiro. Para um mesmo observador, uma lâmpada emitindo um milésimo de watt de luz verde parece brilhante, ao passo que uma emitindo um milésimo de watt de luz azul parece pálida. A relação na curva espectral é da ordem de 1 para 0,05, ou seja, a luz azul parece vinte vezes menos brilhante. Lâmpadas que emitem apenas radiações com comprimentos de onda menores que 380 nm ou maiores que 780 nm não apresentam "brilho" e parecem negras.

r (W )

l (l m )

pe rda s e

flux o ra dia nte unid. ra diom é trica

flux o lum inos o unid. fotom é trica

Figura 4.8. Uma parte do fluxo radiante (r) corresponde ao fluxo luminoso l, o qual é capaz de sensibilizar o olho e cuja unidade é o lúmem (e não o watt). Dos exemplos acima se percebe que o watt não é adequado para quantificar fluxo luminoso, e o que se precisa é de uma unidade que exprima a capacidade da radiação provocar sensações visuais subjetivas de brilho. O instrumento básico de medida é o olho humano e a ciência que estuda e compara quantidades de luz e seus efeitos na iluminação de objetos, tendo por base as sensações visuais, chama-se fotometria. Os sistemas de unidades fotométricas são muito particulares, porque aplicam uma função de ponderação humana às medidas físicas de energia. Ou seja, eles ponderam as energias medidas com a curva espectral de eficiência luminosa. Esta é uma diferença essencial entre unidades radiométricas e fotométricas; as primeiras são usadas para radiações não visíveis e não incluem esta ponderação humana. As principais grandezas consideradas em projetos de iluminação são: potência elétrica (Pel), fluxo radiante (Φr), fluxo luminoso (Φl), eficácia luminosa (e), intensidade luminosa (I), iluminância (E), luminância (L) e refletância (r).



4.1.11. FLUXO RADIANTE É a potência transportada por todas as radiações de um feixe eletromagnético independentemente de efeitos visuais. Ou seja, é a energia transportada na unidade de tempo por todos os comprimentos de onda do feixe. Sua unidade é o watt. Este fluxo contém radiações visíveis e não visíveis. 4.1.12. FLUXO LUMINOSO É a potência transportada medida conforme a sensação visual que pode produzir. Sua unidade no sistema internacional é o lúmem (lm), que representa a energia na unidade de tempo tanto quanto outras unidades como o watt, o cavalo-vapor, a caloria por segundo, etc. Definido o lúmem e utilizando-se considerações geométricas é possível se definir as demais unidades que quantificam a distribuição da luz no espaço e sobre objetos. Com um instrumento como um fotômetro de cintilação, pode-se comparar a sensação subjetiva de brilho causada pela fonte padrão com a sensação provocada pela luz de qualquer cor. Se o olho fosse igualmente sensível a todo o espectro eletromagnético, então o fluxo luminoso Φl seria igual ao fluxo radiante Φr e ambos seriam medidos em watts. Mas o olho só é sensível a uma pequena faixa de radiações (entre 380 e 780 nm), e mesmo dentro desta faixa a sensibilidade varia como indicado pela curva espectral de eficiência luminosa. No pico da curva espectral (luz verde com  = 555 nm) obtém-se que 1 watt de fluxo radiante monocromático corresponde a 685 lúmens de fluxo luminoso. Para fluxos radiantes monocromáticos de outras cores (portanto não mais no pico da curva espectral), 1 watt de fluxo radiante corresponde a menos que 685 lúmens de fluxo luminoso.

4.1.13. EFICÁCIA LUMINOSA A partir da curva espectral de eficiência luminosa define-se a noção de eficácia luminosa (e), dada pelo quociente:

e = l / r

(4.8)

Como l é dado em lúmens e r em watts, a eficácia é dada em lúmens por watt. A máxima eficácia de 685 lm/W ocorre para a luz verde de comprimento de onda de 555 nm; para qualquer outra cor a eficácia é menor que 685 lm/W. Para radiações monocromáticas fora do pico da curva espectral a eficácia luminosa é obtida através do fator de luminosidade (f). Este fator corresponde a ordenada da curva espectral e, portanto: e = {f x 685}

(com 0
(4.9)



Quadro 4.1. Exemplo de eficácia luminosa para luz amarela.

Resposta: Para a luz de vapor de sódio com comprimento de onda de 589,3 nm (Tabela 4.3), temos para f o valor de 0,765. Logo a eficácia luminosa desta luz amarela será de: e = (0,765)(685) = 524 lm/W. Ou seja, cada watt de potência radiante desta luz conterá 524 lúmens de energia luminosa. Já para a radiação amarela de comprimento de onda de 600 nm um feixe de 5 watts desta luz conterá os seguintes lúmens: da curva espectral: f = 0,5

4.1.14. EFICIÊNCIA GLOBAL DE UMA LÂMPADA A eficiência de transformação da potência elétrica em potência radiante, simbolizada por , e a eficiência do fluxo radiante em produzir sensação visual, expressa pela eficácia e, permitem as relações:

 = r / Pel e = l / r

(4.10) (4.11)

A eficácia luminosa exprime uma propriedade de um fluxo radiante, e podemos definir a eficiência global de uma fonte luminosa (por exemplo, uma lâmpada) por:

g = l / Pel

(4.12)

Portanto:

g = (e x r) / Pel = ( f x 685 x r ) / Pel g = f x 685 x (  x Pel ) / Pel

Finalmente:

g = f x  x 685

(lm/W)


(4.13)


Devido às perdas por calor (expressas por ) e a produção de radiações não visíveis (expressas por e), a eficiência luminosa global das lâmpadas é bem inferior a 685 lm/W. Para lâmpadas fluorescentes brancas g é da ordem de 50 lm/W, e para incandescentes brancas é da ordem de 20 lm/W.

4.1.15. INTENSIDADE LUMINOSA DE FONTE PONTUAL A intensidade luminosa é uma grandeza usada para se descrever como o fluxo luminoso, emitido por uma fonte pontual, se distribui no espaço que a rodeia. A definição formal é: a intensidade luminosa de uma fonte pontual, numa dada direção, é a quantidade de fluxo luminoso que ela irradia por unidade de ângulo sólido na direção considerada. Esta definição envolve o conceito de ângulo sólido definido a seguir. 4.1.15.1. Ângulo sólido O ângulo sólido  é medido em esterorradianos, dados pelo quociente entre a área S e o raio da esfera ao quadrado:

 = S/R2

(4.14)

Portanto o ângulo sólido de um esterorradiano é aquele cuja área na superfície da esfera é igual ao raio ao quadrado. Como a superfície da esfera é de 4 vezes o raio ao quadrado, o espaço todo ao redor do centro contém um ângulo sólido de 4 esterorradianos. 4.1.15.2. Intensidade luminosa Matematicamente a intensidade luminosa de uma fonte pontual é dada pelo quociente: I = dl / d

(4.15)

onde: dl = fluxo luminoso, em lúmens; d = ângulo sólido, em esterorradianos; I = intensidade luminosa em candelas (lúmens por esterorradianos) na direção do ângulo sólido considerado. Como não existem na realidade fontes pontuais, uma fonte real pode ser tratada como pontual quando sua maior secção transversal for igual ou inferior a 1/20 da distância da qual ela é observada. Aproximações mais grosseiras são feitas para a relação 1/10. Assim, uma chama de vela de 2 cm pode ser considerada pontual a mais de 40 cm. Para fontes não pontuais (extensas) existe o conceito equivalente de luminância que será visto mais adiante.



A maioria das fontes não emite quantidades iguais de fluxo luminoso por unidade de ângulo sólido em todas as direções do espaço. Por exemplo, uma lâmpada incandescente não emite fluxo na direção da sua base. Para uma fonte luminosa pontual de intensidade A candelas em todas as direções, o fluxo luminoso que ela emite para todo o espaço que a rodeia é expresso por: l =  I d = (4) A lúmens O fluxo luminoso dado em lúmens representa a quantidade de energia luminosa transportada na unidade de tempo, e pode ser visualizado através de linhas de fluxo luminoso. Do exposto fica claro que a intensidade luminosa de uma fonte pontual é uma grandeza direcional, com a direção sendo definida pelo "eixo" do ângulo sólido. A intensidade média é calculada pela expressão:

Im = l / 

(4.16)

É uma intensidade média para todo o ângulo sólido e uma área sobre uma esfera centrada na fonte pontual. À medida que o ângulo sólido é subdividido em ângulos menores a variação da intensidade com a direção pode ser melhor avaliada. No limite a intensidade numa certa direção é dada por:

I = dl / d

(4.17)

Para áreas infinitesimais dA que não estejam sobre a superfície de uma esfera, ou seja para áreas infinitesimais cujas normais não contenham o vértice do ângulo sólido, temos a seguinte expressão para o ângulo sólido:

d  = dAproj / R2

(4.18)

Em (4.18) dAproj representa a projeção da área dA na direção normal ao raio como mostra a figura 4.9. Os conceitos de ângulo sólido e intensidade luminosa tem aplicação direta nos problemas de iluminação mineira quando se consideram questões como níveis mínimos de iluminação em subsolo.



Figura 4.9. Ângulo sólido para área infinitesimal não esférica. 4.1.16. ILUMINÂNCIA DE UMA SUPERFÍCIE 4.1.16.1. Iluminância média Quando um fluxo luminoso incide numa superfície dizemos que ela está iluminada. O quanto ela está iluminada é dado pelo conceito de iluminância, que é a quantidade de fluxo luminoso que atinge a superfície. Matematicamente temos:

E = l /  S

(4.19)

onde: E = iluminância média na superfície S, dado em lm/m2 ou lux, símbolo lx; l = fluxo luminoso total incidindo na superfície. A Figura 4.10 ilustra um fluxo luminoso atingindo uma superfície, e notamos que neste conceito não há não há nada que distinga os raios luminosos quanto a origem ou direção. Além disso, o fluxo total pode ser de mais de uma fonte, valendo o princípio da superposição. Raios luminosos de várias raios lum inos os de vdireções árias direções



Figura 4.10. Fluxo luminoso total atingindo a área S. Quadro 4.2. Exemplo de iluminância média para determinada área. Resposta: O conceito de iluminância independe do comprimento de onda da luz incidente e da sua direção. Assim um fluxo de 5 lm de luz verde ( = 550 nm) e um fluxo de 15 lm de luz vermelha ( = 700 nm), ambos incidindo com ângulos diferentes numa área de 10 m2, produzem uma iluminância média nesta área de: E (média) =  ( l ) / S = ( 5 + 15 ) / 10 = 2 lm/m2 = 2 lux

4.1.16.2. Iluminância num ponto A iluminância num ponto (P) é obtida tomando-se uma pequena área ao redor do ponto considerado e levando-se a expressão 4.19 ao limite:

E(P) = lim (l / S) = dl / dS S  0

(4.20)

Se todos os pontos de uma área forem igualmente iluminados, a área é dita sob iluminância uniforme e escrevemos:

E = E(P) = E

(4.21)

Desde que o fluxo luminoso seja caracterizado em lúmens a iluminância independe do comprimento de onda da luz incidente. Todavia se o feixe luminoso for caracterizado pela sua energia radiante, então a inclusão do fator de luminosidade implica numa diferenciação de iluminância originada da curva espectral de eficiência luminosa.



Quadro 4.3. Exemplo de iluminância para um ponto.

Resposta: Consideremos uma parede branca na qual incide a luz de dois faróis com luzes de cores distintas, cada um colocando na superfície uma densidade uniforme de fluxo radiante de 50 W/m2. Os faróis iluminam regiões diferentes da parede com as cores amarelo (fator de luminosidade 0,765 6) e vermelho (fator de luminosidade 0,077 2). As iluminâncias produzidas por cada cor seriam distintas e se teriam os seguintes valores: E = Δɸl /ΔS com Δɸl = e x Δɸr = f x 685 x Δɸr Logo: E (amarela) = 0,765 6 x (685 lm/W) x (50 W/m2) = 26 221,8 lm/m2 = 26 222 lux E (vermelha) = 0,077 2 x (685 lm/W) x (50 W/m2) = 2 644,1 lm/m2 = 2 644 lux Ou seja, a região iluminada pelo feixe amarelo tem iluminância cerca de dez vezes maior. Se os dois faróis incidissem simultaneamente na mesma região teríamos: E (total) = 26 222 + 2 644 = 28 866 lux

A iluminância se refere, portanto a uma densidade superficial de fluxo luminoso, distinguindo-se de uma densidade superficial de fluxo radiante por meio do fator de luminosidade.



4.1.16.3. Medição da iluminância A iluminância média é uma grandeza de fácil medição e isto é um fato interessante por várias razões:  

A iluminância pode ser convertida para outras grandezas mais difíceis de serem medidas diretamente, como a intensidade luminosa; Muitas normas são especificadas em termos de níveis de iluminância, o que permite uma boa descrição da distribuição da luz, facilita os cálculos de projeto e permite fácil checagem no local. É por isso que muitos países adotam este parâmetro nas suas normas de iluminação de minas.

Todavia especificações em termos de níveis de iluminância, feitas em função da utilização de objetos e ambientes, não consideram como as superfícies refletem a luz e é a luz refletida que determina o que é visto. Ao se fotografar minas subterrâneas com a mesma câmera fotográfica e "flash", e, portanto, tendo-se aproximadamente as mesmas iluminâncias, os resultados podem ser muito distintos em função da refletância das superfícies. Três resultados bem diferentes ocorreriam numa mina de sal (como a Taquari-Vassouras da Vale em Aracaju), numa mina de calcário (como a mina do Baltar em Sorocaba) e numa mina de carvão (como a do Trevo em Santa Catarina). A medida da iluminância é feita por instrumentos contendo células fotrônicas ou fotoelétricas, as quais contém materiais sensíveis à luz e que transformam a energia luminosa incidente em energia elétrica. Quando o fluxo radiante incide na superfície da célula ela produz uma corrente, porém a relação entre correntes produzidas por fluxos radiantes de diversos comprimentos de onda não é, infelizmente, a mesma que a relação das sensações subjetivas de brilho causadas no olho humano. A maioria das células fotrônicas responde ao fluxo infravermelho, gerando uma corrente que obviamente não é proporcional ao fluxo luminoso (pois este inexiste nesta faixa do espectro). Todavia colocando-se à frente da célula filtros que absorvam adequadamente os diferentes comprimentos de onda, pode-se fazer com que a curva de resposta da célula concorde razoavelmente com a curva de percepção do olho humano. Neste caso, a corrente gerada pode ser tomada como uma medida do fluxo luminoso que nela incide, e se a célula for uniformemente iluminada, a corrente gerada é proporcional ao fluxo luminoso incidente por unidade de área. 4.1.17. LUMINÂNCIA E PERCEPÇÃO DE BRILHO Uma fonte puntiforme é caracterizada por sua intensidade luminosa (I), e para a maioria dos projetos pode-se considerar como aproximadamente puntiformes elementos como velas, lampiões e lâmpadas incandescentes. Com o advento de bulbos foscos, de quebra-luzes difusores, de lâmpadas fluorescentes e de iluminação indireta, a maioria das fontes deixou de poder ser considerada puntiforme. O conceito de intensidade luminosa de uma fonte pontual é então estendido para o conceito de luminância de uma superfície.



A luminância média de uma superfície, simbolizada por L, é definida como o quociente entre a intensidade luminosa e a área projetada da superfície de onde vem a luz como mostra a Figura 4.11.

L = I / Aproj = I / A cos 

(4.22)

Figura 4.11. Conceito de luminância de uma superfície de área A na direção do observador O. Fontes extensas são caracterizadas por sua luminância, sejam elas fontes primárias ou secundárias de luz.

A partir dos parâmetros geométricos associados à definição de luminância podemos concluir que: a) A luminância é uma grandeza direcional; variando-se o ponto de observação a luminância varia tanto em função do ângulo  como também porque a superfície pode emitir diferentes quantidades de luz para distintas direções; b) A luminância independe do motivo pelo qual a luz sai da superfície; podendo-se ter uma área emitente como a superfície de uma lâmpada, uma área refletora como um talude ou mesmo áreas transmissoras como as superfícies de lentes e luminárias; c) Quanto maior a área mais se aplica o conceito de luminância média; quanto menor a área mais se tende para o valor da luminância pontual; d) No sistema internacional de unidades a luminância é expressa em candelas por metro quadrado (cd/m2) ou nit (nt). Ao ser lida, esta página se encontra praticamente sob iluminância uniforme, e como as letras impressas refletem menos luz elas parecem menos brilhantes que o papel branco. Portanto, apesar da iluminância ser uniforme, a luminância desta página não o é. Em geral a luminância de uma superfície depende da direção da qual é observada, existindo superfícies perfeitamente difusas para as quais a luminância é a mesma de qualquer ponto que seja observada. Para estas superfícies, denominadas de difusores



perfeitos ou superfícies Lambertianas, a luminância pode ser expressa em outra unidade que não cd/m2. Como exemplos de ótimas superfícies difusoras temos a neve nova e muito fofa, uma parede pintada com tinta branca e o óxido de magnésio. Para estas superffícies, podemos fazer a aproximação de difusor perfeito, pois sua luminância é praticamente a mesma qualquer que seja a direção de observação. O conceito de luminância é importante em projetos de iluminação porque é uma grandeza física que se correlaciona com a percepção subjetiva de "brilho". A simplicidade da equação 4.22. encobre uma série de considerações importantes que podem não ser percebidas a primeira vista. Vamos analisá-la com maior detalhe, variando isoladamente os seguintes fatores: a intensidade I, a área A, a distância de observação e a direção de observação. 4.1.17.1. Variação apenas da intensidade luminosa Seja uma lâmpada incandescente para a qual se tenha um controlador da sua intensidade luminosa; à medida que se diminui a intensidade diminui também a sensação de brilho que se percebe nas superfícies e pela equação 4.22 também diminui a luminância já que diminui o numerador. 4.1.17.2. Variação apenas da área Sejam dez velas iguais, distribuídas de dois modos distintos: numa área em 10x10 cm e numa área de 1 m2. Se as observarmos de uma distância fixa (como 30 m), em ambos os casos temos a mesma intensidade porque a quantidade total de lúmens emitidos é aproximadamente igual. Todavia, a sensação de brilho é maior para a área menor e a equação 4.22 indica esta maior luminância devido ao denominador da equação ser menor. 2

4.1.17.3. Variação apenas da distância de observação Observemos uma parede de 6 m2 às distâncias de 5 e 10 m; ao nos afastarmos da parede ela parecerá menor, mas não sua luminância, pois a percepção de brilho permanece inalterada. Isto é expresso na equação 4.22 pela inexistência do fator distância. 4.1.17.4. Variação apenas da direção de observação Nem sempre as superfícies emissoras (ou refletoras ou transmissoras) distribuem seu fluxo uniformemente pelo espaço, de modo que a intensidade pode variar com a direção de observação. Além disso, a área projetada varia com o ângulo de observação. Por causa desta dupla influência não se pode tirar conclusões gerais, podendo-se apenas afirmar que a direção de observação é um parâmetro influente que deve ser estudado em cada caso particular. Das considerações anteriores pode-se perceber que existe uma correlação entre luminância e percepção de brilho, mas que esta correlação não é absoluta. Ela é válida apenas quando se tem as mesmas condições de observação visuais, o que pode ser ilustrado do seguinte modo. Se olharmos para vários objetos sob um mesmo nível de iluminação de fundo, poderemos ordená-los segundo nossa percepção de brilho. Esta



ordenação coincidiria com aquela que seria obtida se medíssemos experimentalmente as luminâncias. Por outro lado, se observarmos uma lanterna de capacete mineiro numa galeria escura (sem iluminação de rede) e a céu aberto num dia claro, ela não parecerá tão brilhante na superfície, mas sua luminância é a mesma nos dois locais. O que acontece é que os estados de adaptação do olho humano aos níveis de iluminação em subsolo e a céu aberto são distintos, ocorrendo, portanto uma alteração da correlação entre percepção de brilho e luminância.

4.1.18. REFLETÂNCIA A refletância é uma medida da eficiência de uma superfície em devolver a luz incidente; se for nula toda a luz é absorvida e se for unitária toda luz é refletida. Um espelho praticamente reflete toda a luz incidente e sua refletância pode ser considerada para fins práticos como unitária. O chamado corpo negro perfeito (radiador integral) absorve toda a radiação que nele incide e tem então uma refletância nula. Uma boa aproximação deste corpo negro pode ser obtida com um orifício numa caixa pintada de preto por dentro, pois praticamente toda luz que entra pelo orifício não sai mais. Bons projetos de iluminação mineira requerem o conhecimento da refletância do ambiente porque nós "vemos é através da luz refletida", e em geral, nas minas a maior parte da luz incidente é absorvida. A quantificação da luz refletida torna possível que se compense as perdas por absorção, e esta compensação pode ser efetuada pelo sistema de iluminação ou pela alteração da superfície refletora. Didaticamente podemos classificar a reflexão superficial em seis tipos principais: especular, especular com difusão preferencial, especular com difusão perfeita, difusão com componente especular e difusão com espalhamento. Os diagramas da Figura 4.2 são muito simplificados, pois ilustram apenas um raio incidente, enquanto que na realidade poderíamos ter um cone de luz incidente ou ela poderia provir de todas as direções. Além disso, poderíamos estar medindo toda a luz refletida, ou uma parte dela numa dada direção ou ainda apenas um feixe de raios. Na literatura não há concordância absoluta quanto aos tipos de reflexão encontradas em minas subterrâneas. Trotter (1982) afirma que na maioria das minas secas as superfícies são difusoras com componente especular, enquanto que para superfícies poeirentas e pulverulentas a reflexão se aproximaria da difusão perfeita. Já Crooks e Peay afirmam que a maioria das rochas e minerais quando secos são difusores perfeitos; quando úmidos a maior parte se tornaria difusora com espalhamento e uma pequena parte se tornaria difuso-especular. Esta última seria potencialmente a mais provável causadora de ofuscamento, e, portanto a umidade é um fator gerador de ofuscamento em minas principalmente se as superfícies estiverem bem úmidas e intensamente iluminadas. A tabela 4.4 contém dados de refletância levantados por Trotter, podendo-se observar que a refletância do carvão é bem baixa estando em geral na faixa de 3 a 6%.



Tabela 4.4. Refletâncias obtidas em minas de carvão canadenses, próximas a Sidney, Nova Escócia. Mina Prince parede 1-E

# 26 Lingam Prince parede 2-E

Método de lavra frente ampla e frente curta, em recuo frente ampla em avanço

Refletância 0, 058

d.p. (*) 0,005

0,042

0,011

frente ampla em avanço frente ampla e curta, em recuo

0,035

0,011

0,043

0,009

Condições gerais superfície seca, limpa, áspera, acamamento não visível superfície seca, limpa, lisa, acamamento bem visível, e definido superfície seca ou úmida, limpa, pó variável superfície úmida, empoeirada, áspera, acamamento não visível

(*) desvio padrão

4.1.19. MÉTODO PONTO A PONTO PARA CÁLCULO DA ILUMINÂNCIA Neste método se estima iluminamento ou a iluminância no chamado plano de trabalho a partir das distribuições de fluxo das diversas fontes e das leis que relacionam a propagação e o reflexão deste fluxo. O método ponto a ponto se baseia nas leis do cosseno e do inverso do quadrado da distância, que convenientemente agrupadas dão origem à chamada lei do cosseno ao cubo. A lei básica da iluminância é expressa por: E(p) = I / RP2

(4.23)

Onde: E(P) = iluminância no ponto P considerado, contido num plano perpendicular com relação a reta definida por P e a fonte pontual, em lux; I = fluxo luminoso da fonte na direção do ponto P, em lúmens (lm); RP = distância entre a fonte pontual e o ponto P, em m. Esta lei é aplicável para fontes pontuais, com luz atingindo diretamente o ponto considerado e não havendo absorção atmosférica. Ela serve como boa aproximação quando se tem ar limpo, as refletâncias das superfícies são bem baixas, as medidas são efetuadas a uma certa distância da fonte e as lâmpadas possam ser aproximadas por fontes pontuais. Como em geral os valores medidos são relativos a um plano horizontal de trabalho e a luz o atinge obliquamente, deve-se introduzir a correção expressa pela lei do cosseno. A fórmula (4.23) se torna: E(P,) = I () cos  / RP2

(4.24)

Onde:



E(P,) = iluminância no ponto P do plano de trabalho inclinado de com relação a direção unindo a fonte ao ponto P, em lux; = ângulo entre a normal ao plano de trabalho e a direção fonte-ponto P. A medida da distância Rp nem sempre é fácil e numa via de altura h pode ser mais conveniente se medir distâncias horizontais. A Figura 4.24 (apresentada e explicada mais detalhadamente no item 4.8.2.) exemplifica uma fonte luminosa colocada na linha do teto de uma galeria de mina. Da geometria temos: h / RP = cos 

ou

RP2 = h2 / cos2 







(4.25)

Introduzindo (4.25) em (4.24) obtemos: E(P,) = {I () cos3  / h2 A expressão (4.26) representa a chamada lei do cosseno ao cubo.


(4.26)


4.1.20. SÍNTESE DAS GRANDEZAS FOTOMÉTRICAS

*adaptado de Fantazzini – apostila curso Pece 2001

Figura 4.12. Parâmetros Fotométricos



4.2. A NATUREZA DO PROBLEMA 4.2.1. GERENCIAMENTO PRODUTIVIDADE

MODERNO,

ILUMINAÇÃO,

SEGURANÇA

E

A Engenharia Ambiental aplicada à mineração subterrânea tem tido cada vez mais importância não só nos aspectos ligados à segurança, higiene e saúde ocupacional, mas também nas análises de custos e produtividade. É hoje importante componente de qualquer projeto de mineração, tanto no aspecto de planejamento como de gerenciamento, e sob esta ótica se insere num amplo programa gerencial de controle de perdas e danos (atualmente já aplicado em algumas minas subterrâneas brasileiras). De acordo com a literatura mais recente a engenharia ambiental em minas engloba uma variada gama de tópicos que podem ser didaticamente agrupados em agentes e medidas de controle. Dentre os agentes temos os físicos, os químicos, os biológicos e os ergonômicos. Dentre as técnicas de controle e mitigação destacam-se os equipamentos de proteção individual (EPI) e a ventilação forçada (geral diluidora ou local exaustora). Dentre os agentes físicos a iluminação é de capital importância nas minas subterrâneas, principalmente nos aspectos de segurança operacional. Além disso, recentes pesquisas têm demonstrado sua relação direta com frequência e severidade de acidentes bem como com a eficiência e a produtividade. Apesar da relação entre nível de iluminação, segurança do ambiente de trabalho e produtividade ser intuitiva, a demonstração de que a boa iluminação favorece os outros dois aspectos não é simples. Estudos realizados em diversas indústrias demonstraram que a melhoria da iluminação proporciona aumento da produtividade e da qualidade do trabalho, já existindo na literatura material demonstrativo desta correlação para testes laboratoriais controlados e para ambientes industriais onde se possa manter constantes as demais variáveis exceto a iluminação. Estudos quantitativos conclusivos sobre as relações iluminação-produtividade e iluminação-segurança em mineração são difíceis, porque é necessário efetuar estudos similares aos feitos para escolas, escritórios, estradas e indústrias. Todavia, no ambiente mineiro existem muitos fatores inter-relacionados, como as condições geológicas, as espessuras das camadas e a emissão de gases, que variam continuamente e que são virtualmente impossíveis de isolar ou controlar. No caso específico de minas subterrâneas, muitas dificuldades complicam a execução de testes e a análise dos resultados, podendose citar entre outros:   

A impraticabilidade de instalações permanentes, devido a evolução da lavra, aos contínuos desmontes e aos custos de instalação e manutenção; A ausência de uma definição legal exata do que seja uma boa iluminação mineira; A agressividade do ambiente mineiro, com baixa refletância das superfícies e diminuição da transmissão devido a poeiras e fumaças.

Assim fica muito difícil avaliar o efeito isolado de um único fator como o nível de iluminação, e quantificar os ganhos em termos de prevenção de acidentes ou fatalidades. Contudo, as análises consistentemente indicam um aumento da segurança e ou da



produtividade nas seções melhor iluminadas da mina, e o corpo de evidências diretas e indiretas cada vez justifica mais a melhoria da iluminação em subsolo de modo a se ter fontes de rede além das individuais de capacete e dos faróis dos veículos. 4.2.2. ILUMINAÇÃO E PRODUTIVIDADE 4.2.2.1. Pesquisas de laboratório Engenheiros civis e arquitetos têm uma vasta literatura disponível sobre os níveis ótimos de iluminação em escritórios e indústrias, o que não ocorre com os engenheiros de minas. Todavia, estudos em minas demonstraram um claro aumento da produtividade nos realces e seções iluminados em comparação com os não iluminados. 4.2.2.2. Pesquisas em minas subterrâneas Para minas de carvão na Hungria estudos efetuados durante 2 meses por Halmos (1968) mostraram que as seções que continham iluminação geral de rede (além daquela dos capacetes) apresentaram produtividade de 5 a 26% maior com relação às seções não iluminadas. Num estudo anual efetuado numa mina americana de carvão constatou-se que um realce-teste com iluminação geral apresentara um nível de produção (toneladas por homem-turno) 17% superior com relação ao realce com o segundo nível de produção. Levantamentos efetuados em 1979 por um comitê formado pela "United Mine Workers of America" (UMWA), pela "Betuminous Coal Operators Association" (BCOA) e pela "Mining Safety and Health Administration" (MSHA) forneceram respostas favoráveis dos trabalhadores das minas lavradas por câmaras e pilares com relação às novas normas de iluminação. Observações restritivas foram feitas apenas para as camadas com espessuras inferiores a 107 cm devido a problemas de ofuscamento visual. Portanto, a satisfação dos trabalhadores com a iluminação em subsolo é uma das componentes que favorecem o aumento da produtividade. O aspecto melhoria da produtividade é importante para que as empresas percebam os benefícios da boa iluminação, a qual aumenta também a disponibilidade e desempenho dos equipamentos. 4.2.3. ILUMINAÇÃO E ACIDENTES 4.2.3.1. Dados gerais da indústria Para situações de trabalho em fábricas ou tráfego em estradas, existem muitas evidências diretas documentadas demonstrando que o aumento da visibilidade diminui o número de acidentes. Na mineração as evidências são menos diretas e precisas porque a iluminação é apenas um dos fatores que contribui para a situação de risco e para a ocorrência do acidente. 4.2.3.2. Dados da mineração Minas são locais de trabalho de alto risco devido a uma série de fatores e a iluminação é apenas um dos componentes da situação de risco. Em subsolo há pouca luz para destacar todas as informações, e o cérebro não interpreta corretamente os sinais



visuais, demorando a processar imagens e para reagir em face de situações de perigo. Estas características são ainda mais importantes quando estão associadas a locais onde se têm equipamentos móveis tais como jumbos de perfuração, pás carregadoras, caminhões, correias transportadoras e vagonetas. Estudos quantitativos conclusivos sobre as relações iluminação-produtividade e iluminação-segurança em mineração são difíceis, porque é necessário efetuar estudos similares aos feitos para escolas, escritórios, estradas e indústrias. Todavia no ambiente mineiro existem muitos fatores inter-relacionados, como as condições geológicas, as espessuras das camadas e a emissão de gases, que variam continuamente e que são virtualmente impossíveis de isolar ou controlar. Fica assim muito difícil avaliar o efeito isolado de um único fator como o nível de iluminância, e quantificar os ganhos em termos de prevenção de acidentes ou fatalidades. Contudo as análises consistentemente indicam um aumento da segurança e ou da produtividade nas seções melhor iluminadas da mina. Estudo do "National Safety Council" dos Estados Unidos revelou que a iluminação insuficiente era a causa de 5% dos acidentes nas indústrias, e que em 20% dos casos a pouca iluminação e a fadiga visual eram componentes da situação de risco potencial. Em minas, onde se tem um dos mais perigosos ambientes de trabalho, é de se esperar que estas porcentagens sejam até maiores. Estudos conduzidos por Halmos em minas húngaras de linhito demonstraram uma diminuição de 60% dos acidentes para seções com iluminação de rede, enquanto que o aumento do nível de iluminância de 20 para 250 lux diminuíra o número de acidentes em 42%. Mishra e Dixit (1978) concluíram que 35% de todos os acidentes menores ocorridos em minas de carvão indianas podiam ser atribuídos a má iluminação. Estudos efetuados durante 2 anos numa mina de carvão de West Virginia indicaram não ter ocorrido nenhum acidente grave em uma seção iluminada, enquanto tinham ocorrido 10 acidentes em 5 seções sem iluminação geral. 4.2.4. ILUMINAÇÃO E SAÚDE OCUPACIONAL Estima-se que na virada do século a temida e incurável doença visual nistagmus atingia cerca de 70% dos carvoeiros da Europa e Reino Unido, mas ela desapareceu com a utilização sistemática das lâmpadas de capacete e de novos métodos de lavra. Atualmente as pesquisas se direcionam para a relação entre níveis de iluminação e a ausência (ou excesso) de alguma faixa espectral, como por exemplo, a radiação ultravioleta em lâmpadas fluorescentes, e também para as relações entre quantidade de luz e ritmos corporais. Análises têm sido feitas correlacionando ausência de luz, baixa moral e depressão psíquica ("mid-winter blues"), enfocando-se o papel da glândula pineal cujas secreções controlam os órgãos hormonais e a qual é afetada pela qualidade e quantidade de luz. A relação entre luminosidade e ritmos corporais está associada ao ritmo térmico do corpo, o qual se repete a cada 24 horas e tende a ter o pico de temperatura coincidente com os momentos de máxima luminosidade. Alterando-se o período de máxima luminosidade, o corpo gradualmente altera seu ritmo termal para que os picos de luz e de eHO – 002 Agentes Físicos I / 1o ciclo de 2014.


temperatura coincidam. Este aspecto é importante para o trabalho em minas porque o pico térmico ocorre para o momento de máxima ativação e desempenho do corpo, sendo prejudicial a alternância de turno diurno e noturno para as equipes de trabalho. É preferível que as equipes trabalhem continuamente num mesmo horário sem a alternância a cada semana, pois este é mais ou menos o período que o corpo leva para se adaptar a mudança de horário. As avaliações de iluminação têm por objetivo quantificar a iluminância nos postos de trabalho, visando sua posterior comparação com os valores mínimos estabelecidos pela legislação brasileira, bem como fornecer recomendações gerais, para se obter a adequação das condições de iluminação às atividades desenvolvidas nesses locais. Existem duas formas básicas de iluminação:  

Natural – quando existe o aproveitamento direto (incidência) ou indireto (reflexão / dispersão) da luz solar; Artificial – quando é utilizado um sistema (em geral elétrico) de iluminação, podendo ser de dois tipos:  Geral – para se obter o aclaramento de todo um recinto ou ambiente;  Suplementar ou Adicional – para se reforçar o aclaramento de determinada superfície ou tarefa.

4.2.4.1. Consequências de uma Iluminação Inadequada A iluminação não é, a exemplo de outros parâmetros levantados em higiene ocupacional, propriamente um “agente agressivo”, do ponto de vista de limites de tolerância e doenças ocupacionais. Assim mesmo, quando a mesma está inadequada, e, na maioria das vezes a inadequação se refere à deficiência da iluminação, podemos perceber algumas consequências, tais como:    

Maior fadiga visual e geral; Maior risco de acidentes; Menor produtividade / qualidade; Ambiente psicologicamente negativo.

4.2.4.2. Riscos Associados Além das consequências diretas mencionadas acima, podemos verificar alguns riscos associados aos aspectos de iluminação, como:  

Maior probabilidade de acidentes, quando ocorre uma variação brusca da iluminância; Efeito Estroboscópico, que é um fenômeno que pode resultar da combinação de:

máquinas com partes girantes ou com movimento alternado + fonte piscante (60 Hz) não percebida (ex. lâmpada fluorescente)



Isto pode resultar numa falsa impressão de que a máquina está parada, com pouco movimento, ou até com movimento contrário ao esperado, podendo causar acidentes.



4.3. EXEMPLOS OCUPACIONAIS Em 1992, acumularam-se reclamações de alunos e bibliotecárias de um Departamento da Escola Politécnica. As dificuldades se referiam a leitura e até mesmo identificação de nomes nas estantes e lombadas de livros. Medidas efetuadas indicaram níveis de iluminância (ou iluminamento) de 20 a 50 lux ! A solução aplicada envolveu dobrar o número de lâmpadas, usar fluorescentes e reduzir à metade a altura das lâmpadas, porque estavam muito altas. Os níveis de iluminância se elevaram para cerca de 450 lux. Na mineração subterrânea, uma iluminação apropriada também é essencial. As Figuras apresentadas a seguir mostram a falta de iluminação adequada na mina de manganês e ferro de Urucum (Mato Grosso).

Figura 4.13. Placas superiores ilegíveis Fonte: arquivo pessoal



Figura 4.14. Dificuldade de análise de qualidade da rocha no teto Fonte: arquivo pessoal

Figura 4.15. Dificuldade de analisar mineralizações



Fonte: arquivo pessoal

Figura 4.16. Dificuldade de leitura de placas Fonte: arquivo pessoal



4.4. NORMAS TÉCNICAS E LIMITES DE TOLERÂNCIA 4.4.1. TERMOS TÉCNICOS DE ILUMINAÇÃO Nas atividades de avaliação da iluminação, para evitar avaliações inexpressivas (tão poucos pontos que não se conclui o estudo) ou exageradas (muitos pontos sem importância), é importante ter-se em mente os conceitos de tarefa visual e campo de trabalho. Entende-se por campo de trabalho, toda a região do espaço onde, para qualquer superfície aí situada, exigem-se condições de iluminação apropriadas à tarefa visual a ser realizada. Sendo assim, os pontos que realmente interessam ser avaliados em um estudo de iluminação são aqueles onde são realizadas as tarefas visuais principais/ habituais. Há também outros termos importantes definidos e empregados na Norma ABNT NBR ISO/CIE 8995-1:2013 que são fundamentais para uma adequada avaliação de iluminação de locais de trabalho internos, como:  Área da tarefa: a área parcial em um local de trabalho no qual a tarefa visual está localizada e é realizada. Esta superfície de referência pode ser horizontal, vertical ou inclinada (Figura 4.17).  Entorno imediato: uma zona de no mínimo 0,5 m de largura ao redor da área da tarefa dentro do campo de visão.  Ângulo de corte: ângulo medido a partir do plano horizontal, abaixo do qual a(s) lâmpadas é (são) protegida(s) da visão direta do observador pela luminária (Figura 4.18).  Plano de trabalho: superfície de referência definida como o plano onde trabalho é habitualmente realizado.

Figura 4.17. Área da tarefa (amarelo) compreendendo a superfície de trabalho (tampo cinza) e o espaço do usuário (rosa) Fonte: ABNT, 2013



Figura 4.18. Ângulo de corte Fonte: ABNT, 2013

4.4.2. ILUMINAÇÃO DE AMBIENTES DE TRABALHO INTERNOS Em 21 de março de 2013 foi publicada a nova norma brasileira para elaboração de projetos luminotécnicos de locais de trabalho internos, a norma ABNT NBR ISO/CIE 89951:2013 Iluminação de ambientes de trabalho Parte 1:Interior, substituindo e cancelando a ABNT NBR 5413:1992 e a ABNT NBR 5382:1985. Segundo a nova norma uma boa iluminação requer igual atenção para a quantidade e qualidade da iluminação e enfatiza que embora seja necessária a provisão de uma iluminância suficiente em uma tarefa, a visibilidade em muitos exemplos depende da forma pela qual a luz é fornecida, das características da cor da fonte de luz e da superfície em conjunto com o nível de ofuscamento do sistema. Os principais parâmetros que contribuem para o ambiente luminoso são: a distribuição da luminância, a iluminância, o ofuscamento, a direcionalidade da luz, os aspectos da cor da luz e superfícies, a cintilação, a luz natural e a manutenção do sistema de iluminação. Diferente da norma NBR 5413, a NBR ISO 8995-1 leva em consideração não apenas a iluminância, mas também o limite referente ao desconforto por ofuscamento e o índice de reprodução de cor mínimo da fonte para garantir o desempenho de diferentes tarefas visuais de maneira eficiente, com conforto e segurança durante todo o período de trabalho em vários locais de trabalho. A norma apresenta para diferentes tipos de ambiente, tarefa ou atividade, tabelas com valores recomendados para os seguintes parâmetros quantificáveis de iluminância, desconforto referente ao ofuscamento e reprodução de cor (explicados detalhadamente nos próximos itens): iluminância mantida (Ēm) na área de tarefa e também no entorno imediato, índice limite de ofuscamento unificado (UGRL – limiting unified glare rating) e índice geral de reprodução de cor (Ra). Caso um ambiente em particular, tarefa ou atividade não conste da norma, recomenda-se que sejam adotados valores listados de uma situação similar. Abaixo são apresentadas como exemplo, algumas tabelas da norma NBR ISO 89951 com requisitos de iluminação recomendados para determinados ambientes e atividades:



Tabela 4.5. Especificação de iluminância, limitação de ofuscamento e qualidade da cor para áreas gerais de edificação, edificações na agricultura e padarias (págs. 12 e 13 da norma NBR ISO/CIE 8995-1:2013) Tipo de ambiente, tarefa ou atividade

Ēm lux

UGRL

Ra

100 200

22 22

60 80

Observações

1. Áreas gerais da edificação Saguão de entrada Sala de espera

Areas de circulação e corredores

100

28

40

150

25

40

150 200 100 300 200 500 500 200 500

25 22 22 22 25 19 16 25 19

40 80 80 80 80 80 90 60 80

Depósito, estoques, câmara fria

100

25

60

Expedição

300

25

60

Estação de controle

150

22

60

200

25

80

50

28

40

200

25

80

200

25

80

300 500

22 22

80 80

Escadas, escadas rolantes e esteiras rolantes Rampas de carregamento Refeitório / Cantinas Salas de descanso Salas para exercícios físicos Vestiários, banheiros, toaletes Enfermaria Salas para atendimento médico Estufas, sala dos disjuntores Correios, quadros de distribuição

2. Edificações na agricultura Carregamento e operação de mercadorias, equipamentos de manuseio e máquinas Estábulo Cercado para animais doentes, baias para parto de animais Preparação dos alimentos, leiteira, lavagem de utensílios 3. Padarias Preparação e fornada Acabamento, decoração


Nas entradas e saídas estabelecer uma zona de transição a fim de evitar mudanças bruscas

Tcp no mínimo 4 000 K

200 lux se forem continuamente ocupadas 200 lux se forem continuamente ocupadas


Tabela 4.6. Especificação de iluminância, limitação de ofuscamento e qualidade da cor para atividades relacionadas à indústria têxtil e à construção de veículos (pág. 18 da norma NBR ISO/CIE 8995-1:2013) Tipo de ambiente, tarefa ou atividade

Ēm lux

UGRL

Ra

200

25

60

300

22

80

500

22

80

750

22

90

750 500 100 500 1 000 1 000 1 500 500

22 22 28 25 19 16 19 22

90 80 60 80 80 90 90 80

500

22

80

750

22

80

1 000

16

90

1 000

19

80

1 000

19

80

Observações

19. Indústria têxtil Locais de trabalho e zonas de banhos, abertura de fardos Cardar, lavar, passar, extrair, pentear, dimensionar, cortar a carda, pré-fiação, juta, fiação de linho Fiação, encordoar, bobinar, enrolar, urdir, tecer, trançar, trabalhar em malha Costurar, trabalho fino em malha, prendendo os pontos Projeto manual, desenhos de padrões Acabamento, tingimento Sala de secagem Estampagem automática Extrair, selecionar, aparar Inspeção de cor, controle do tecido Reparo invisível Fabricação de chapéu

Prevenir contra os efeitos estroboscópicos.

Tcp no mínimo 4 000 K.

Tcp no mínimo 4 000 K. Tcp no mínimo 4 000 K.

20. Construção de veículos Trabalhos no chassi e montagem Pintura, câmara de pulverização, câmara de polimento Pintura: retoque, inspeção Fabricação de estofamento (manuseamento) Inspeção final

Tcp no mínimo 4 000 K.

4.4.2.1. Iluminância na área de tarefa e no entorno imediato A iluminância mantida (Ēm) é definida pela NBR ISO 8995-1 como sendo o valor mínimo no qual a iluminância média da superfície especificada deverá ser mantida. A iluminância média determinada para cada tarefa não deve estar abaixo dos valores estabelecidos pela norma independentemente da idade e condições da instalação. No entanto, se na área da tarefa as condições visuais forem diferentes das assumidas como normais, os valores de iluminância mantida podem ser ajustados em pelo eHO – 002 Agentes Físicos I / 1o ciclo de 2014.


menos um nível na escala da iluminância. A norma recomenda a adoção da seguinte escala das iluminâncias: 20 - 30 - 50 - 75 - 100 - 150 - 200 - 300 - 500 - 750 - 1000 - 1500 - 2000 - 3000 - 5000 lux Observa-se que um fator de aproximadamente 1,5 representa a menor diferença significativa no efeito subjetivo da iluminância. Em condições normais de iluminação cerca de 20 lux de iluminância é exigida para diferenciar as características da face humana e é o menor valor considerado na escala das iluminâncias. A iluminância mantida necessária deve ser aumentada na área da tarefa quando: o Contrastes excepcionalmente baixos estão presentes na tarefa; o O trabalho visual é crítico; o A correção dos erros é onerosa; o É da maior importância a exatidão ou a alta produtividade; o A capacidade de visão dos trabalhadores está abaixo do normal. A iluminância mantida necessária poderá ser reduzida na área da tarefa quando: o Os detalhes são de um tamanho extraordinariamente grande ou de alto contraste; o A tarefa é realizada por um tempo excepcionalmente curto. Em áreas onde um trabalho contínuo é realizado, a iluminância mantida mínima deve ser de 200 lux. Segundo a norma a iluminância mantida no entorno imediato deve estar relacionada com a iluminância na área de tarefa, já que mudanças drásticas nas iluminâncias ao redor da área de tarefa podem levar a um esforço visual estressante e ao desconforto. Dependendo dos valores de iluminância mantida na área de tarefa os valores de iluminância mantida nas áreas do entorno imediato não deverão ser inferiores aos estabelecidos na tabela abaixo: Tabela 4.7. Valores recomendados de iluminância mantida nas áreas do entorno imediato Iluminância do entorno Iluminância da tarefa imediato (lux) (lux) ≥ 750

500

500

300

300

200

≤ 200

Mesma iluminância da área de tarefa



Tanto a área da tarefa quanto o entorno imediato devem ser iluminados o mais uniformemente possível. A norma NBR ISO 8995-1 recomenda que seja verificada a uniformidade da iluminância, ou seja, a razão entre o valor mínimo e o valor médio da iluminância. A uniformidade da iluminância na área da tarefa não deve ser inferior a 0,7 e no entorno imediato não deve ser menor que 0,5 (Figura 4.19).

Figura 4.19. Uniformidade da iluminância na área da tarefa e no entorno imediato ABNT, 2013

Fonte:

4.4.2.2. Controle de ofuscamento Um dos fatores mais significativos da NBR ISO 8995-1 é o controle do nível de desconforto por ofuscamento. O ofuscamento pode ser entendido como a sensação visual produzida por áreas brilhantes dentro do campo de visão. É causado por luminâncias excessivas ou contrastes no campo de visão, podendo prejudicar a visualização dos objetos, causar perda de concentração, erros mais frequentes, fadiga visual e até mesmo acidentes. O ofuscamento pode ser classificado como direto ou refletido. O ofuscamento direto, por sua vez, pode ser qualificado como desconfortável ou inabilitador. O ofuscamento desconfortável normalmente surge diretamente de luminárias brilhantes ou janelas no interior de locais de trabalho. Já o ofuscamento inabilitador é mais comum na iluminação externa, mas também pode decorrer de iluminação pontual ou fontes brilhantes intensas, como por exemplo uma janela em um espaço relativamente pouco iluminado. O ofuscamento refletido é aquele causado por reflexões em superfícies especulares, também sendo conhecido como reflexão veladora. O ofuscamento direto (desconfortável ou inabilitador) pode ser evitado, por exemplo, através da proteção contra visão direta das lâmpadas ou por um escurecimento nas janelas por anteparos, como brises e persianas. Dependendo da luminância da lâmpada empregada, a norma NBR ISO 8995-1 recomenda os seguintes ângulos de corte mínimo para proteção de sua visualização direta (Tabela 4.8.):



Tabela 4.8. Ângulos de corte mínimo Luminância da lâmpada kcd/m2

Ângulo de corte mínimo

1 a 20

10°

20 a 50 Por exemplo lampadas fluorescentes (alta potência) e lampadas fuorescentes compactas 50 a 500 Por exemplo lâmpadas de descarga de alta pressão e lampadas incadescentes com bulbo revestido por dentro ≥ 500 Por exemplo lâmpadas de descarga de alta pressão e lampadas incadescentes com bulbos transparentes

15°

20°

30°

Já o ofuscamento refletido pode ser evitado ou reduzido através das seguintes medidas:  Posicionar as luminárias adequadamente (evitando colocar luminárias na zona prejudicada);  Utilizar acabamento superficial com materiais pouco reflexivos;  Limitar a luminância das luminárias;  Ampliar a área luminosa da luminária;  Evitar pontos brilhantes no teto e nas superfícies da parede. Para controlar o ofuscamento desconfortável e inabilitador, a CIE (Comission Internacionalle de L´Eclairage ou International Electrotechnical Commission) definiu o índice de ofuscamento unificado (UGR, unified glare rating), como o nível de desconforto por ofuscamento e índice limite de ofuscamento unificado (UGRL, limiting unified glare rating) como valor máximo permitido do nível de ofuscamento unificado de projeto para uma determinada instalação de iluminação. Desta forma, a norma especifica diferentes índices limites de ofuscamento unificado (UGRL) dependendo do tipo de ambiente, tarefa ou atividade, como exemplificado nas Tabelas 4.5. e 4.6.. Observa-se também que os valores tabelados de UGRL são adotados na escala apresentada abaixo, na qual 13 representa o ofuscamento desconfortável menos perceptível e cada passo na escala representa uma mudança significativa no efeito do ofuscamento. 13 – 16 – 19 – 22 – 25 – 28 Além das características fotométricas das luminárias no ambiente instalado (como o fluxo luminoso), os valores de UGR do ambiente dependem também das características de refletâncias do ambiente (teto, parede e piso), da proporção das dimensões do ambiente e do espaçamento das luminárias.



Portanto para determinar o UGR de um determinado ambiente, deve-se consultar o fabricante das luminárias, que fornecerá tabelas que apresentam os valores calculados de índice de ofuscamento unificado referentes às luminárias selecionadas em salas com dimensões e acabamento de suas superfícies pré-definidos, ou seja, salas-padrão. O layout e o acabamento das superfícies da instalação em questão devem ser então comparados com os especificados nas tabelas para a correta leitura do UGR do ambiente. Este método é o “método tabular”. Outra opção é avaliar o UGR do ambiente com os dados fotométricos das luminárias e do ambiente, a partir de softwares de cálculo luminotécnico. Dessa forma, é possível verificar se o projeto atende às recomendações de limitação do ofuscamento da NBR ISO 8995-1. 4.4.2.3. Reprodução de cor mínima As qualidades da cor de uma lâmpada próxima à cor branca são caracterizadas por dois atributos que devem ser considerados separadamente:  A aparência de cor da própria lâmpada;  Sua capacidade de reprodução de cor, que afeta a aparência da cor de objetos e das pessoas iluminadas pela lâmpada. A “aparência da cor” de uma lâmpada refere-se à cor aparente (cromaticidade da lâmpada) da luz que ela emite e pode ser descrita pela sua temperatura de cor correlata (Tcp). Já a reprodução de cor é bastante importante para o desempenho visual e para a sensação de conforto e bem-estar, uma vez que afeta a aparência do ambiente, das pessoas e dos objetos. A cor da pele humana por exemplo, deve ser reproduzida de forma correta e natural, de modo que as pessoas tenham uma aparência atrativa e saudável. Para fornecer uma indicação objetiva das propriedades de reprodução de cor de uma fonte de luz foi introduzido índice geral de reprodução de cor (Ra), também conhecido como IRC no Brasil e CRI internacionalmente. O valor máximo de Ra é 100. Este valor diminui com a redução da qualidade de reprodução de cor. Não se recomenda a utilização de lâmpadas com Ra inferior a 80 em interiores onde pessoas trabalham ou permanecem por longos períodos. Pode haver exceções para a iluminação de montagem alta (como por exemplo galpões industriais) e para iluminação externa. A norma NBR ISO 8995-1 recomenda valores mínimos do índice geral de reprodução de cor para diferentes tipos de ambientes internos, tarefas ou atividades (Tabelas 4.5. e 4.6.). Os índices de reprodução de cor para as lâmpadas utilizadas num dado projeto são fornecidas pelos fabricantes de lâmpadas e não deverão ser inferiores aos valores Ra estabelecidos pela norma para a tarefa em questão.



4.4.2.4. Avaliação em Áreas Externas Para o caso das áreas externas, não coberto pela NBR ISO 8995-1, pode-se utilizar critérios nacionais específicos (p.ex., normas para pátios ferroviários) porém limitados à abrangência, ou critérios internacionais, como por exemplo a norma API - RP 540, do “American Petroleum Institute”. Veja alguns exemplos de valores a seguir: Tabela 4.9. API – RP 540 – Valores mínimos de iluminância para ambientes externos AMBIENTE LUX Corredores e escadas. 15 Equipamentos em área externa. 55 Bombas, válvulas, manifolds. 35 Trocadores de calor. 35 Plataformas de operação. 35 Plataformas simples. 25 Diais e painéis. 55 Obs.: valores arredondados a maior, para múltiplos de 5 4.4.2.5. Limites de tolerância A legislação brasileira (portaria 3214, NR 17) dispõe sobre condições ambientais de trabalho no item 17.5.3, do qual seguem trechos de importância quanto a aspectos de iluminação de locais de trabalho. 17.5.3 – Em todos os locais de trabalho deve haver iluminação adequada, natural ou artificial, geral ou suplementar, apropriada à natureza da atividade. 17.5.3.1 – A iluminação geral deve ser uniformemente distribuída e difusa. 17.5.3.2 – A iluminação geral ou suplementar deve ser projetada e instalada de forma a evitar ofuscamento, reflexos incômodos, sombras e contrastes excessivos. 17.5.3.3 – Os níveis mínimos de iluminamento a serem observados nos locais de trabalho são os valores de iluminância estabelecidos na NBR 5413, norma brasileira registrada no INMETRO. Observação: Apesar de não ter mudado o texto da NR 17, a ABNT em 2013 publicou a nova norma NBR ISO/CIE 8995-1:2013 (vide item .4.2. ILUMINAÇÃO DE AMBIENTES DE TRABALHO INTERNOS). 17.5.3.4 – A medição dos níveis de iluminamento previstos no subitem 17.5.3.3 deve ser feita no campo de trabalho onde se realiza a tarefa visual, utilizando-se de luxímetro com fotocélula corrigida para a sensibilidade do olho humano e em função do ângulo de incidência. 17.5.3.5 – Quando não puder ser definido o campo de trabalho previsto no subitem 17.5.3.4, este será um plano horizontal a 0,75 m do piso.



No artigo 2o, parágrafo único, da Portaria que alterou a NR 17 (Portaria 3435 de 19/06/90) foram revogados o subitem 15.1.2, o anexo no4 e o item 4 do Quadro de Graus de Insalubridade, todos da Norma Regulamentadora no 15.



4.5. MEDIÇÕES Para a determinação dos valores de iluminância, deve ser adotada a metodologia definida na NBR ISO 8995-1, segundo a qual a altura de referência para medição da iluminância deve ser de 0,75 m acima do piso e em pontos específicos em áreas pertinentes. Para medições repetidas devem ser utilizados os mesmos pontos. As medições devem ser feitas por amostragem, visando recolher dados de alguns pontos de tarefas visuais, para avaliar a eficiência e adequação do sistema de iluminação, não sendo necessário o levantamento de todos os pontos existentes. A norma recomenda, portanto, a adoção de malhas de medição, que dependem do tamanho e forma da superfície de referência (área da tarefa, local de trabalho ou arredores), da geometria do sistema de iluminação, da distribuição da intensidade luminosa das luminárias utilizadas, da precisão requerida e das quantidades fotométricas a serem avaliadas. Para salas e zonas de salas, nas quais a relação do comprimento pela largura é de 0,5 a 2, o tamanho de malha recomendado, por exemplo, é apresentado na Tabela 4.10. Tabela 4.10. Tamanhos de malha Ambiente

Maior dimensão da zona ou sala Tamanho da malha D P

Área da tarefa

Aproximadamente 1 m

0,2 m

Salas/zonas de salas pequenas

Aproximadamente 5 m

0,6 m

Salas médias

Aproximadamente 10 m

1m

Salas grandes

Aproximadamente 50 m

3m

NOTA Recomenda-se que o tamanho de grade não seja excedido. O tamanho da malha é dado pela equação a seguir: p = 0,2 x 5 log10 d

(4.27)

Onde: p = tamanho da malha expresso em metros (m); d = maior dimensão da superfície de referência, expressa em metros (m). O número de pontos de medição (n) é então estabelecido pelo número inteiro mais próximo da relação d para p.



A Figura 4.20. a seguir também apresenta uma forma de se determinar facilmente o tamanho da malha e o número dos pontos adequado.

Figura 4.20. Tamanho da malha em função das dimensões do plano de referência Fonte: ABNT, 2013 Basicamente o método se baseia na subdivisão das superfícies de referência em pequenos quadrados (malha) com os pontos de medição de iluminância (ou seu cálculo, no caso de elaboração de projeto) em seu centro. A média aritmética de todos os pontos medidas determinará a iluminância média.



INSTRUMENTAL NECESSÁRIO O equipamento utilizado para as avaliações de iluminância deve ser um luxímetro. Como existe no mercado uma grande diversidade de marcas e modelos de luxímetros, é previsível que a qualidade e a adequabilidade também variem. A seguir, são relacionados os recursos / características mínimos que um luxímetro deve possuir para permitir uma medição adequada e representativa.

Figura 4.21. Exemplos de luxímetros com fotocélula independente – A fotocélula deve ser independente do corpo do luxímetro, com cabo de extensão de, no mínimo, um metro, visando minimizar a interferência (sombras e reflexos) do usuário no campo visual a ser medido. 4.6. AÇÕES CORRETIVAS Para se buscar uma iluminação adequada e eficaz, não devemos estar somente fixados no aspecto de maior número de lâmpadas ou maior potência. A adequação irá resultar da combinação dos seguintes fatores: Tipo de Lâmpada:  Reprodução de cores;  Aplicações especiais;  Carga térmica;  Eficiência luminosa. Tipo de luminária:  Difusão;  Diretividade;  Ofuscamento/reflexos.



Quantidade de luminárias:  Valor adequado de iluminância. Distribuição:  Homogeneidade;  Contrastes;  Sombras. Manutenção:  Reposição;  Limpeza. Cores:  Refletância;  Ambiente. 4.7. CASOS REAIS Abaixo podemos ver a iluminação de algumas minas subterrâneas na África do Sul e na Suíça.

Figura 4.22. Vias subterrâneas de mina de ouro na RSA (Republic of South Africa) com paredes caiadas para aumento da luminância eHO – 002 Agentes Físicos I / 1o ciclo de 2014.


Fonte: arquivo pessoal

Figura 4.23. Mina subterrânea de sal na Suiça, com paredes caiadas Fonte: arquivo pessoal

4.8. TÓPICOS AVANÇADOS – PROJETO DE ILUMINAÇÃO EM SUBSOLO Um projeto de iluminação de mina deve se preocupar com os aspectos de segurança, produtividade e saúde ocupacional. Deve ser orientado ao ambiente mineiro e suas características peculiares, procurando tirar partido das suas características. Dentre as muitas características de minas subterrâneas, as mais influentes num projeto de iluminação e que devem ser consideradas são:  Mobilidade - as frentes de lavra se deslocam continuamente e, portanto também os sistemas de iluminação devem ser móveis;  Refletância e contraste - as paredes normalmente são más refletoras e o nível de contraste é baixo, dificultando a visão de riscos;  Natureza do ambiente - o ambiente é muito agressivo, com gases, poeiras, umidade, choques mecânicos, além de ser confinado no sentido de espaços reduzidos;  Riscos elétricos - algumas minas apresentam gases explosivos;  Ofuscamento - as lâmpadas são colocadas próximas ao campo de visão, porque o espaço é reduzido, podendo causar problemas de ofuscamento. 4.8.1. OBJETIVOS DE UM PROJETO MINEIRO DE ILUMINAÇÃO Os principais objetivos da iluminação industrial são o aumento da produtividade e da segurança. Além disso, uma boa iluminação também deve oferecer outras vantagens, tais como:  Fisiológicas: facilitar a visão, poupar a vista, suavizar o trabalho, diminuir a fadiga;  Psicológicas: favorece o bem estar, inspirar trabalho ordeiro e confiança, elevar o moral; eHO – 002 Agentes Físicos I / 1o ciclo de 2014.




Técnicas: possibilitar tarefas de precisão, melhorar a qualidade e a quantidade da produção, diminuir riscos e acidentes. Mas o que é uma boa iluminação? Uma boa iluminação deve apresentar: a) Uma iluminância uniforme, de modo que a distribuição de luz proporcione a aparência correta dos objetos e permita sua identificação sem falseamento de formas e cores. b) Ausência de ofuscamento e sombras duras; o ofuscamento causado por fluxo excessivo nos olhos é um dos mais graves defeitos de iluminação. Numa mina é em geral causado por lâmpadas descobertas na altura dos olhos. Complicadores de um projeto de iluminação em mina subterrânea incluem as rudes condições ambientais encontradas tais como:  Existência de poeira, que diminui a transmissão atmosférica e suja as luminárias;  Atuação da umidade e das altas temperaturas favorecendo a corrosão;  Ocorrência de choques mecânicos devido a mobilidade dos equipamentos, máquinas e pessoal;  Existência de gases e poeiras explosivas;  Geometria e dimensões das aberturas que favorecem situações de ofuscamento;  Baixas refletâncias das superfícies das paredes, pisos e tetos. Em subsolo alguns parâmetros podem ser alterados enquanto outros não, e é difícil a comparação entre os valores de projeto e os reais porque simplesmente não existem medidas fotométricas precisas numa mina. Cálculos muito precisos não tem, portanto sentido e é comum que para se enquadrar um ambiente em alguma norma se utilize adotar uma margem de segurança de 100% em vez dos valores comuns de 10 a 20%. Por causa disso um bom projeto de iluminação de mina pode ser feito com uma calculadora não sendo necessário nem justificável recorrer-se aos sofisticados programas existentes no mercado. O ambiente de trabalho subterrâneo é de alto risco e a iluminação mineira deve ter alguns objetivos inerentes a sua própria natureza, tais como. 4.8.1.1. Aumento da visibilidade dos riscos Nas minas subterrâneas e em especial nas de carvão, os baixos contrastes e baixos níveis de iluminância tornam difícil a identificação visual de riscos. Um dos objetivos da iluminação em subsolo é, portanto aumentar a visibilidade de objetos de risco como cabos, ferramentas mal localizadas, madeiramento, blocos de rocha descalçados, bocas de chutes ou chaminés no piso, etc. 4.8.1.2. Aumento da resposta visual ao campo periférico Tendo-se apenas lâmpadas individuais de capacete, é difícil se observar movimentos de pessoas, equipamentos e blocos de rocha ocorrentes no campo visual periférico (locado fora do facho principal da lâmpada de capacete). A boa iluminação permite que se perceba



sutis movimentos em qualquer ponto do campo visual normal. Isto leva a se detectar os riscos mais cedo, tendo-se um tempo maior de reação. 4.8.1.3. Mobilidade Um projeto comum de iluminação é orientado para uma área específica onde equipamentos de iluminação podem ser instalados permanentemente. Numa mina a face avança continuamente, e várias faces podem estar sendo lavradas ao mesmo tempo por um mesmo equipamento. Existem, portanto duas opções de projeto: colocação de fontes de luz nos equipamentos ou instalação de sistemas semipermanentes em cada face ativa. 4.8.1.4. Refletância e contraste Sob igual iluminância o "brilho" de uma superfície depende de sua refletância, e na maioria das aplicações tem-se superfícies que refletem uma alta porcentagem da luz incidente. Numa mina de carvão quase todas as superfícies têm baixíssima refletividade, da ordem de 4%, e para se ter um dado nível de brilho superficial as fontes subterrâneas de luz deveriam gerar de 10 a 20 vezes mais energia luminosa. Ressaltemos que uma baixa refletividade favorece a eliminação de reflexos secundários e sob este aspecto, tem um lado positivo. Minas metálicas de sulfetos também tem refletâncias muito baixas, e qualquer mina subterrânea tem refletância das paredes muito menor do que aquelas normais de paredes claras de escritórios. Outro parâmetro importante a ser considerado é o contraste entre os níveis de iluminância do objeto e do ambiente de fundo contra o qual se observam os detalhes. Refletividade e contraste requerem fontes de luz de alta energia luminosa e isto pode causar problemas de ofuscamento, de modo que cada projeto deverá procurar o seu ponto de equilíbrio. 4.8.1.5. Riscos elétricos Toda vez que se instala mais equipamento elétrico numa máquina ou numa abertura subterrânea, aumenta-se a possibilidade de ocorrer uma falha elétrica, um choque ou uma explosão (se a atmosfera contiver por exemplo metano). 4.8.1.6. Ofuscamento Sistemas de iluminação em subsolo tem muitas vezes sua eficiência ameaçada por problemas de ofuscamento, originário em fatores como: necessidade de sistemas de alta potência luminosa (face às baixas refletividades); alto contraste entre a fonte de luz e o fundo de baixa refletividade; colocação de lâmpadas na linha de visão dos trabalhadores. Este último fator pode ser causado por restrições geométricas (forma e tamanho das galerias, localização dos suportes), ou por necessidades de iluminância mínima para certas tarefas. As maiores dificuldades na execução de um projeto mineiro de iluminação estão associadas à:  Dificuldades de instalação (tetos podem conter blocos soltos); eHO – 002 Agentes Físicos I / 1o ciclo de 2014.


     

Variações de voltagem (comuns em minas face aos grandes equipamentos); Padronização imperfeita das lâmpadas; Alteração da inclinação e orientação das luminárias (devido a choques com máquinas e ferramentas); Alteração dos fatores de manutenção (devido ao estado de conservação); Absorção atmosférica (devido ao pó em suspensão); Variações da produção luminosa com o tempo.

Um fator importante nos projetos mineiros é o empoeiramento das luminárias com o decorrer do tempo e que pode reduzir em mais de 50% o fluxo útil emitido. A influência da poeira é introduzida no projeto por meio de um fator de manutenção (FM), um número empírico variável de mina para mina e mesmo dentro de uma mesma mina. Minas de carvão são muito empoeiradas e a presença de água transforma o pó em lama. A velocidade do fluxo de ar é importante porque pode impedir que a poeira se deposite em camadas. O fator de manutenção varia também em função da frequência de limpeza das luminárias, que pode variar desde mensal até apenas quando o bulbo queima. Os fatores de manutenção variam desde 0,9 a 0,3 (para os casos mais desfavoráveis). Numa mina com atmosfera limpa, a absorção varia entre 2 a 5% mas em algumas situações críticas ela pode ser bem maior. Bons sistemas de ventilação mantêm a atmosfera razoavelmente limpa, mas após detonações ou no encontro de correntes de ar quente úmido com ar frio pode-se ter altos níveis de fumaça ou neblina. Nestas situações, pode-se assumir um fator absorção (FA) que pode atingir valores de dezenas de porcento e baixar o fator de manutenção para valores de 0,5. 4.8.2. PROJETO PELO MÉTODO PONTO A PONTO Um projeto de iluminação em subsolo pode ser executado pelo método ponto a ponto ou pelo método dos lúmens, que são simples e práticos. Outros métodos mais sofisticados não se justificam na lavra em subsolo. No método ponto a ponto são estimadas a iluminância e a luminância no plano de trabalho, a partir das distribuições de fluxo de fontes variadas e leis que relacionam sua propagação e reflexão. Conforme visto no item 4.1.19., o método é baseado na lei do cosseno ao cubo. As expressões analíticas mais usadas para pisos de galerias horizontais são: E(P, ) = FM x FA x {I() cos3 () } / h2 L(P) = FM x ( FA /  ) x {I() cos3 () } / h2

(4.28) (4.29)

onde: E(P, ) = iluminância no ponto P do piso da galeria, com ângulo  com relação à lâmpada do teto, dada em lux;  fica definido pelas retas vertical pela lâmpada e a que une a lâmpada ao ponto P do piso. FM = fator de manutenção, a ser estimado para cada mina e região desta, adimensional. eHO – 002 Agentes Físicos I / 1o ciclo de 2014.


FA = fator de absorção atmosférica devido a partículas no ar da mina, entre 0,9 e 1. I() = intensidade luminosa da lâmpada na direção dada pelo ângulo , expressa em candelas. Consta dos dados da lâmpada fornecidos pelo fabricante. h = altura média da galeria.  = constante de valor 3,14. A Figura 4.24 ilustra a utilização das fórmulas básicas do método ponto a ponto para um projeto de iluminação em subsolo.

Figura 4.24. Método ponto a ponto aplicado à galeria de mina



4.9. TESTES 1. Considere as informações abaixo sobre a luz: I – Os parâmetros mais importantes para se caracterizar a luz são seu comprimento de onda e sua frequência; II – A luz é uma forma de energia eletromagnética pontual; III – Atualmente utilizamos apenas a teoria ondulatória para analisar a luz; IV – Quanto maior a frequência, os aspectos corpusculares são mais notáveis. Qual a alternativa correta? a) Apenas II é falsa b) Apenas I é verdadeira c) Apenas I e IV são verdadeiras d) I, II e III são verdadeiras e) Apenas I e III são falsas 2. Qual informação é incorreta sobre o comportamento da luz? a) A soma da refletância, absorbância e transmitância sempre deve ser igual a “1” b) Todo corpo acima de zero Kelvin emite radiações c) A velocidade de propagação da luz no vácuo é independente do comprimento de onda d) Não existem objetos que possuam algum dos quocientes (r,t,a) com valor nulo e) Um material transparente sempre transmite a luz sem espalhamento 3. Qual a cor em que o olho é mais sensível, ou seja, apresenta maior eficiência? a) Vermelho b) Amarelo c) Azul d) Preto e) Verde 4. A faixa de comprimento de onda que sensibiliza o olho humano é estimada em: a) 160 a 590 nm b) 380 a 780 nm c) 580 a 1200 nm d) 1080 a 2380 nm e) 1500 a 3000 nm 5. A definição de refletância é: a) Uma medida da eficiência de uma superfície em devolver a luz refletida b) Uma medida do quanto a luz vai ser desviada após sua reflexão c) O maior valor que a superfície pode refratar d) Uma medida da eficiência de uma superfície em devolver a luz incidente e) n.d.a.



6. Analise as informações abaixo sobre a importância da iluminação: I – Uma maior iluminação pode aumentar a produtividade, disponibilidade e desempenho dos equipamentos; II – Na mineração as evidências de diminuição de acidentes são menos diretas e precisas porque a iluminação é apenas um dos fatores que contribui para a situação de risco; III - É preferível que as equipes trabalhem continuamente num mesmo horário sem a alternância a cada semana, pois este é mais ou menos o período que o corpo leva para se adaptar a mudança de horário. Qual a alternativa correta? a) Apenas III é incorreta b) Apenas II é verdadeira c) Apenas I e III são verdadeiras d) Apenas II e III são verdadeiras e) Todas as afirmações são verdadeiras 7. No vácuo a velocidade de propagação da onda é aproximadamente: a) 300 000 km/s b) 250 000, km/s c) 350 000 km/s d) 400 000 km/s e) n.d.a. 8. Podemos denominar comprimento de onda como: a) Número de ciclos na unidade de tempo, normalmente num segundo b) A distância percorrida espacialmente enquanto um ciclo se repete c) A velocidade de propagação da onda em um dado momento do ciclo d) A distância percorrida espacialmente enquanto dois ciclos se repetem e) n.d.a. 9. Assinale a alternativa incorreta Existem várias formas de luminescência tais como: a) Fotoluminescência: excitação devida a raios X ou gama. b) Bioluminescência: excitação associada com a oxidação da luciferina na presença da enzima luciferase. c) Triboluminescência: a excitação está associada por choque de partículas, como na formação de clarões ao se partir um cristal de açúcar ou na clivagem de certas micas. d) Quimioluminescência: causada por reação química como a oxidação do fósforo ao ar livre. e) Cátodo-luminescência: causada por choque de partículas alfa ou elétrons, como nos oscilógrafos ou tubos de televisão.



10. Assinale a alternativa incorreta A partir dos parâmetros geométricos associados à definição de luminância podemos concluir que: a) a luminância é uma grandeza direcional; variando-se o ponto de observação a luminância varia tanto em função do ângulo  como também porque a superfície pode emitir diferentes quantidades de luz para distintas direções; b) a luminância independe do motivo pelo qual a luz sai da superfície; podendo-se ter uma área emitente como a superfície de uma lâmpada, uma área refletora como um talude ou mesmo áreas transmissoras como as superfícies de lentes e luminárias; c) quanto maior a área mais se aplica o conceito de luminância média; quanto menor a área mais se tende para o valor da luminância pontual; d) no sistema internacional de unidades a luminância é expressa em candelas por metro (cd/m) ou nit (nt). e) n.d.a. 11. A iluminação não é, a exemplo de outros parâmetros levantados em higiene ocupacional, propriamente um “agente agressivo”, do ponto de vista de limites de tolerância e doenças ocupacionais. Assim mesmo, quando a mesma está inadequada, e, na maioria das vezes a inadequação se refere à deficiência da iluminação, podemos perceber algumas consequências, tais como: I - Maior fadiga visual e geral; II - Maior risco de acidentes; III - Maior produtividade / qualidade; IV - Ambiente psicologicamente negativo. a) Apenas a II é verdadeira. b) Apenas a III é falso. c) Apenas a II e IV são verdadeiras. d) Apenas a I e II são falsas. e) Todas são verdadeiras.


Capítulo 5. Pressões

168

CAPÍTULO 5. PRESSÕES

OBJETIVOS DO ESTUDO Neste capítulo serão abordados os principais conceitos referentes às pressões anormais e seus efeitos no organismo humano. Ao terminar este capítulo você deverá estar apto a:    

Listar as três principais leis dos gases relacionadas às pressões; Conhecer as principais patologias associadas; Entender os mecanismos de compressão e descompressão; e Enumerar as medidas de controle relativas ao ambiente e ao pessoal.



169

5.1. PRESSÕES ANORMAIS No desenvolvimento de suas atividades, os trabalhadores são influenciados pela pressão atmosférica em seu ambiente de trabalho. Em grande parte das atividades a pressão de trabalho é a atmosférica ou próxima dela, pois no Brasil não temos muitos locais de altitudes elevadas, no entanto algumas atividades expõem os trabalhadores a pressões acima da normal em trabalhos de mergulho e em tubulões pressurizados.

5.2. EFEITOS DA PRESSÃO ATMOSFÉRICA NO ORGANISMO Como o corpo é constituído de muitas cavidades pneumáticas e o sangue é uma solução que se presta para o transporte de gases, sofre muito com as variações de pressão, que alteram o volume dos gases, bem como a solubilidade dos gases no sangue. Essas alterações são regidas pelas leis dos gases. Tabela 5.1. Leis dos gases. Lei de Boyle

Lei de Dalton

Lei de Henry

A uma temperatura constante, o volume de um gás é inversamente proporcional à sua pressão. A pressão total de uma mistura gasosa é igual à soma das pressões parciais dos componentes. A quantidade de um gás que se dissolve em um líquido, a uma determinada temperatura, é proporcional à pressão parcial do gás.

Com o aumento da pressão do ar, aumenta também a solubilidade dos gases no sangue, fazendo com que mais nitrogênio e oxigênio se dissolvam no sangue, alterando o equilíbrio dessa solução. Com a diminuição da pressão diminui também a solubilidade dos gases no sangue. No caso dessas variações, o sangue atinge o seu equilíbrio em poucos minutos, no entanto o tecido adiposo pode levar horas para liberar o nitrogênio dissolvido. Daí a necessidade de se aumentar ou diminuir a pressão vagarosamente e em estágios que são função da pressão e do período que o trabalhador ficou nessa pressão. Essas variações de pressão resultam em alguns tipos de doenças. 5.2.1. BAROTRAUMA É um acidente que decorre da incapacidade de se equilibrar a pressão no interior das cavidades pneumáticas do organismo com a pressão ambiente em variação.



170

Tabela 5.2. Relação profundidade e volume pulmonar. Profundidade (metros)

Volume pulmonar (litros)

0 10 30 >30

6 3 1,5 Barotrauma Pulmonar

5.2.2. EMBOLIA TRAUMÁTICA PELO AR No caso de um mergulhador ter que subir rapidamente em uma situação de emergência, tendo respirado ar comprimido no fundo, o ar retido nos pulmões aumenta de volume, podendo romper os alvéolos, provocando a penetração do ar na corrente sanguínea. Esse acidente não ocorre no mergulho livre.

5.2.3. EMBRIAGUÊS DAS PROFUNDIDADES A embriaguês das profundidades é provocada pela impregnação difusa do sistema nervoso central por elementos de uma mistura gasosa respirada além de uma certa profundidade, com manifestação psíquicas, sensitivas e motoras. A 30 metros de profundidade começam a aparecer os sinais de embriaguês, a 60 metros, com ar comprimido, as tarefas são prejudicadas por esse problema. A 90 metros, poucas pessoas conseguem executar as tarefas programadas. Existe uma proporcionalidade entre a profundidade e a intensidade dos sintomas, justificando a chamada “Lei Martini” a cada 100 pés de profundidade, correspondem aos efeitos de uma dose de Martini. No caso da Compressão, diversos riscos atingem os trabalhadores como: irritação dos pulmões quando a pressão atinge o nível de 5 atmosferas; narcose pelo nitrogênio com início em 4 atmosferas e até produzir perda da consciência a 10 atmosferas. Na descompressão diversos problemas podem ocorrer como:  

  

Ruptura dos alvéolos pela expansão brusca do ar nos pulmões; Com a descompressão muito rápida, a quantidade de nitrogênio liberada do sangue pode-se dar numa velocidade maior que a capacidade do sangue de transportá-la para os pulmões, podendo ocorrer fortes dores em várias partes do corpo; Dores abdominais ocorrem pela expansão dos gases nos intestinos; Dor de dente provocada pela expansão dos gases presos entre o dente e uma obturação; Inconsciência, tonturas e paralisia no caso de atingir o sistema nervoso central.



171

5.3. MEDIDAS DE CONTROLE O anexo 6 da NR-15 da portaria 3214 do Ministério do Trabalho estabelece critérios para o planejamento das compressões e descompressões, o limite superior de pressão que é de 3,4 kg/cm2 e o período máximo de trabalho para cada faixa de pressão conforme a tabela: Tabela 5.3. Relação da pressão e o período máximo de trabalho Pressão de trabalho (kg/cm2) 0 a 1,0 1,1 a 2,5 2,6 a 3,4

Período máximo (horas) 8 6 4

O anexo D (anexo 6 da Portaria n°. 5 de 09/02/1983) também fornece as tabelas de descompressão para os mais variados período de trabalho em função da pressão.

5.3.1. COMPRESSÃO No caso da compressão deve-se elevar a pressão de 0,3 kgf/cm2 no primeiro minuto, fazendo-se a seguir a observação dos sintomas e efeitos nos trabalhadores. A partir daí, com uma taxa de no máximo 0,7 kgf/cm2 por minuto aumenta-se a pressão até o valor de trabalho. No caso de algum problema em qualquer etapa da compressão, ela deve imediatamente interrompida. 5.3.2. DESCOMPRESSÃO No caso da descompressão, além da pressão de trabalho é necessário também o tempo de permanência nessa pressão. Na descompressão a pressão será reduzida a uma taxa não superior a 0,4 kgf/cm2 por minuto até o primeiro estágio, definido na tabela a ser utilizada. A seguir se mantém a pressão por um tempo de parada indicado na tabela 5.4.



172

Tabela 5.4. Estágios de Descompressão. Pressão de Trabalho *** (kgf/ cm 2)

Tempo de descompressão (min) **

ESTÁGIO DE DESCOMPRESSÃO (kgf/ cm 2) * 1,6

1,4

2,0 a 2,2 2,2 a 2,4 2,4 a 2,6 2,6 a 2,8 2,8 a 3,0 3,0 a 3,2 3,2 a 3,4

1,2

5 5

* NOTAS A descompressão deverá ser feita à velocidade não superior a 0,4 kgf/cm 2

1,0

5 5 10 15

0,8 5 5 10 15 20 25

0,6 5 10 20 25 30 30 30

** Não está incluído o tempo entre estágios

0,4 25 30 35 35 35 35 35

0,2 40 40 40 40 45 45 45

70 85 100 115 130 145 155

*** Para os valores limites de descompressão use o maior valor

Quadro 5.1. Um trabalhador vai realizar um trabalho em um tubulão a uma pressão de 2,0 kg/cm2 durante duas horas. Determinar os procedimentos para a etapa de compressão e de descompressão. Resolução: 1) ETAPA DE COMPRESSÃO Iniciamos a compressão do tubulão de forma que em um minuto tenhamos 0,3 kgf/cm2. Após atingir esse valor, mantemos a pressão por um certo tempo para

fazer uma avaliação das condições do trabalhador. Se ele não apresentar nenhum

sintoma nem queixa, continuamos a compressão a uma velocidade não superior a 0,7 kgf/cm2 por minuto, até atingirmos a pressão de trabalho (2,0 kgf/cm2).

Após duas horas de trabalho, iniciaremos os procedimentos para a etapa da

descompressão.



173

2) ETAPA DE DESCOMPRESSÃO

Selecionamos a tabela de descompressão para o período de 1:30 e 2,0 horas e para a pressão de trabalho de 2,0 kg/cm2.

A tabela 5.4 indica um procedimento de descompressão em três estágios: No primeiro estágio a pressão deve baixar de 2,0kg/cm2 até 0,6 kgf/cm2 a uma velocidade de 0,4 kgf/cm2, em um tempo de 3 minutos e 30 segundos. A seguir mantemos essa pressão (0,6kgf/cm2) por cinco minutos. Após esse tempo de parada, reduzimos a pressão de 0,6 para 0,4kgf/cm2, portanto num tempo de 30

segundos e nesse segundo estágio, mantemos a pressão por 25 minutos. Para se atingir o terceiro estágio, baixamos a pressão até 0,2 kgf/cm2 em um tempo de 30

segundos e mantemos a pressão por 40 minutos. Cumprido o último estágio serão

necessários mais 30 segundos para se atingir a pressão atmosférica normal.

O tempo total de descompressão foi de 75 minutos.

Esse trabalhador deverá ficar na empresa pelo menos por mais duas horas após o

término da tarefa, para observações e acompanhamento de seu estado físico.

5.3.3. CÂMARA DE COMPRESSÃO Deve-se controlar a temperatura e o nível dos contaminantes, que sob pressões maiores são mais facilmente absorvidos pelo organismo. O anexo 6 estabelece alguns limites de concentração conforme a tabela 5.5:



174

Tabela 5.5. Contaminante e seu Limite de Tolerância Contaminante Monóxido de Carbono Dióxido de Carbono Óleo/Material Particulado Metano Oxigênio Onde:

Limite de Tolerância 20 ppm/v 2.500 ppm/v 5 mg/m3 (PT<2 kgf/cm2) 3 mg/m3 (PT>2 kgf/cm2) 10% do LIE mais de 20%

ppm/v (partes por milhão em volume) PT = Pressão de Trabalho LIE = Limite Inferior de Explosividade

O controle da temperatura deve ser feito através de um sistema de refrigeração do ar e durante a permanência dos trabalhadores no interior do tubulão, e o limite de tolerância é dado pelo TGU (Temperatura de Globo Úmido) de 27 graus centígrados, medidos através do termômetro de Globo Úmido (Botsball). A taxa de ventilação deve ser de pelo menos de 30 pés cúbicos/minuto/homem. No caso de pressões elevadas recomenda-se substituir a mistura Oxigênio/Nitrogênio por mistura Oxigênio/Hélio, pois o Hélio não apresenta os inconvenientes dos efeitos anestésicos do Nitrogênio. O anexo 6 da Portaria n°. 5 de 09/02/1983 (anexo D) exige a sinalização dos locais de trabalho sob pressão, através de uma placa de identificação, com 4 cm de altura e 6 cm de largura, em alumínio de 2 mm, com os dizeres conforme a figura 5.1.:

(frente)

(verso)

EM CASO DE INCONSCIÊNCIA OU MAL DE CAUSA INDETERMINADA TELEFONAR IMEDIATAMENTE PARA O N_________ E ENCAMINHAR O PORTADOR DESTE PARA ____________.

_______________________________ NOME DA COMPANHIA _______________________________ LOCAL E ANO ________________________________ NOME DO TRABALHADOR ATENÇÃO: TRABALHO EM AR COMPRIMIDO

Figura 5.1. Modelo de placa de identificação para trabalho em ambiente sob ar comprimido.



175

Quadro 5.2. Em um trabalho em tubulão pressurizado, em uma pressão de 1,8 kg/cm2 durante 3 horas, o início da compressão se deu por volta das 13 horas, sendo o período de trabalho das 8 às 17 horas. Programar as etapas de compressão, trabalho e descompressão.

Resposta: O primeiro trabalho será selecionarmos a tabela adequada: Pegaremos a tabela para período de trabalho de 3 a 4 horas, que é mais conservativa do que a tabela de 2:30 a 3 horas. COMPRESSÃO 

0,7 kg/cm2/minuto de 1,8 a 0 (2,5 mais 1 minuto para verificação das

condições a 0,3kg/cm2) Tempo total de compressão: 3,5 minutos DESCOMPRESSÃO Para a pressão de 1,8 kg/cm2, teremos quatro estágios de descompressão: 

1,0 kg/cm2 durante 5 minutos










Portanto na descompressão teríamos 95 minutos mais o período entre estágios(1,8kg/cm2 dividido por 0,4kg/cm2/minuto que é de 4,5 minutos)



176

Tempo total de descompressão igual a 99 minutos e meio, aproximadamente 100 minutos Tempo total de trabalho: 403,5 minutos sendo: 

Compressão: 3,5 minutos



Trabalho:



Descompressão: 100 minutos



Descanso após compressão: 120 minutos(para verificação do

180 minutos

estado de saúde) RESPOSTA: Se a compressão começou às 13hs, com 6horas e 43,5 minutos, o trabalhador sairá do canteiro de obras às 19:44 hs, e receberá 2:44 minutos de hora extra.



177

Quadro 5.3 Em um trabalho em tubulão pressurizado programado para duas horas, após uma hora, a temperatura de globo úmido resultou em 28°C. Que providências você tomaria?

Resposta: Como a TGU (Temperatura de Globo Úmido) máxima é de 27oC, a primeira

providência é parar as atividades para diminuir o Metabolismo de trabalho.

A seguir verificar o sistema de troca de ar se está adequado e se estiver, e não

for possível modificar as condições ambientais, iniciar o estágio de

descompressão parando todas as atividades no tubulão, pois os trabalhadores

provavelmente estiveram sujeitos à sobrecarga térmica Na programação de

novas compressões, fazer uma inspeção geral em todo o sistema para evitar

problemas com sobrecargas térmicas.



178

Nota 5.1. Programe as etapas de compressão, trabalho e descompressão em tubulão pressurizado, por 1:30 hs, a uma pressão de 1,6 kg/m2. Resposta: A primeira tarefa é selecionar a tabela de descompressão adequada. Tabela para 1:30 a 2horas, pressões de 1 a 2,0 kg/cm2 A 1,60 kg/cm teremos dois estágios de compressão e as atividades seriam desenvolvidas da seguinte forma: 

Estágio de compressão até 0,3 kg/cm2 com parada p/verificação.



Estágio de compressão com 0,7kg/cm2 /min até 1,6 kg/cm2



Etapa de trabalho de 1:30hs



Etapa de descompressão (0,4kg/cm2/min.) até 0,4kg/cm2



Parada de 10 minutos (1o estágio)



Descompressão até 0,2 kg/cm2



Parada de 30 minutos (2o estágio)



Descompressão até 0 kg/cm2



Etapa de observação e acompanhamento médico: 120 minutos.



Tempo total: 257 minutos (4:17hs):



Estágio de compressão (0,7kg/cm2/min de 0 a 1,6kg/cm2) = 3 minutos



Etapa de trabalho: 90 minutos



Etapa de descompressão (0,4kg/cm2/min) = 4 minutos



Estágios de descompressão = 40 minutos

Etapa de observação médica = 120 minutos



179

5.4 RESUMO DAS MEDIDAS DE CONTROLE PARA TRABALHO SOB AR COMPRIMIDO EM TUBULÕES PNEUMÁTICOS E TÚNEIS PRESSURIZADOS 5.4.1. RELATIVAS AO AMBIENTE 1) Ventilação contínua de, no mínimo, 30 pés3/min/homem. 2) TGU  27ºC. 3) Sistema de telefonia ou similar para comunicação com o exterior. 4) A qualidade do ar deverá ser mantida dentro dos padrões de pureza. 5) Pressão máxima = 3,4 kgf/cm2 (exceto emergência e tratamento médico). 5.4.2. RELATIVAS AO PESSOAL 1) Uma compressão a cada 24 horas. 2) 18 anos  idade  45 anos. 3) Exame médico obrigatório, pré-admissional e periódico. 4) Uso obrigatório de plaqueta de identificação. 5) Inspeção médica antes da jornada de trabalho. 6) Proibido o trabalho para alcoolizados, ingestão de bebidas alcoólicas e fumo nos ambientes de trabalho. 7) Deve haver instalações para assistência médica, recuperação, alimentação e higiene. 8) Cada trabalhador deve possuir atestado de aptidão ao trabalho, válido por 6 meses. 9) Após descompressão o trabalhador deve permanecer, no mínimo, 2 horas no canteiro de obras sob observação médica. 10) Folha de registro de compressão e descompressão. 5.5. CORRELAÇÃO ENTRE A ALTITUDE, A PRESSÃO ATMOSFÉRICA E A PRESSÃO PARCIAL DO OXIGÊNIO Tabela 5.6. Correlação entre a altitude, a pressão atmosférica e a pressão parcial do oxigênio Altitude (m) 0(nível do mar) 1.000 2.000 3.000 4.000 9.000

Pressão Atmosférica P02 (mmHg) (mmHg) 760 159,2 674 141,2 596 124,9 526 96,9 462 96,9 231 48,4

5.6. EFEITOS DA ALTITUDE NO ORGANISMO 5.6.1. A CURTO PRAZO a) Hiperventilação (taquipnéia) estimulada pela baixa PO2 que diminui a porcentagem de saturação da hemoglobina; eHO – 002 Agentes Físicos I / 1o ciclo de 2014.


180

b) Maior eliminação de CO2 que baixa a PCO2 e aumenta o pH provocando a alcalose respiratória; c) Tonturas, vertigens e enjôo. 5.6.2. A MÉDIO PRAZO a) Excreção de HCO3- pela urina para baixar o pH até o normal; b) Perda de H2O que provoca desidratação e diminui o volume plasmático; c) Hemoconcentração - aproximação das hemácias para facilitar o transporte de O2 por um processo difusional. 5.6.3. A LONGO PRAZO a) Secreção de eritropoietina pelo rim estimulando a medula óssea a fazer eritropoiese (reposição dos eritrócitos); b) Aumento de volume sanguíneo - recuperação da capacidade de transporte de O2 com o sangue com mais hemácias que o normal à nível do mar. A aclimatização se dá em duas semanas para uma altitude de até 2.100 metros e a cada 600 metros a mais, aumenta mais uma semana. Após a aclimatização há um aumento do volume sanguíneo e do número de hemácias aumentando a capacidade de transporte de O2. Entretanto, a massa muscular e o peso corporal diminuem devido à desidratação e supressão do apetite que provocam o catabolismo protéico. Pela menor oferta de oxigênio, diminui também a capacidade oxidativa.



181

5.7. MEDICINA HIPERBÁRICA E OXIGENIOTERAPIA HIPERBÁRICA (O2HB) A Medicina Hiperbárica é uma especialidade médica que se dedica ao estudo, à prevenção e ao tratamento das doenças e lesões decorrentes do mergulho e do trabalho em ambientes pressurizados (como na construção de túneis e pontes em áreas alagadas). Sua origem remonta à 1841 na França, quando Triger, um engenheiro de mineração francês fez a primeira descrição dos sintomas de doença descompressiva em operários de uma mina de carvão. Em 1854, os médicos franceses Pol e Watelle observaram que a recompressão aliviava os sintomas da doença descompressiva. A Oxigenioterapia Hiperbárica (O2HB) é uma modalidade de tratamento médico, do âmbito da Medicina Hiperbárica, na qual o paciente ventila ("respira") oxigênio puro (à 100%) à uma pressão ambiente maior que a pressão atmosférica normal, para a supressão ou controle de condições patológicas específicas. Este procedimento é realizado em um equipamento especial chamado câmara hiperbárica. O uso terapêutico do oxigênio hiperbárico teve início em 1937 quando Behnke e Shaw o utilizaram para tratamento de doenças descompressivas. Em 1955 surgiram dois trabalhos pioneiros que tornaram-se referências clássicas da oxigenioterapia hiperbárica: High-Pressure Oxygen and Radiotherapy, publicado no The Lancet por I.ChurchillDavidson e; Life without Blood, publicado no J.Cardiovasc.Surg. pelo cirurgião cardiovascular holandês Ite Boerema, considerado o "pai" da Medicina Hiperbárica moderna. Desde então, a O2HB vem sendo utilizada, seja como tratamento principal, seja como terapêutica coadjuvante, em várias patologias refratárias às abordagens convencionais. 169H

Figura 5.2. Câmara hiperbárica



182

5.8. TESTES 1. Qual a afirmação incorreta com relação às pressões? a) A pressão total de uma mistura gasosa é igual à soma das pressões parciais dos componentes. b) A uma temperatura constante, o volume de um gás é inversamente proporcional à sua pressão. c) Quando há variação de pressão, o tecido adiposo atinge o seu equilíbrio em poucos minutos, no entanto o sangue pode levar horas para liberar o nitrogênio dissolvido. d) Na maior parte das atividades a pressão de trabalho é próxima à atmosférica e) Com o aumento da pressão do ar, aumenta também a solubilidade dos gases no sangue. 2. Qual das doenças abaixo não é causada por variação de pressão? a) Embolia traumática pelo ar. b) Embriaguez das profundidades. c) Pneumonia. d) Barotrauma. e) Duas alternativas estão corretas. 3. Qual a lei que a uma temperatura constante, o volume de um gás é inversamente proporcional à sua pressão. a) Lei de Dalton. b) Lei de Henry. c) Lei de Boyle. d) Lei de Nilton. e) n.d.a. 4. Assinale a alternativa incorreta. Na descompressão diversos problemas podem ocorrer como: a) Ruptura dos alvéolos pela expansão brusca do ar nos pulmões; b) Com a descompressão muito rápida, a quantidade de oxigênio liberada do sangue pode se dar numa velocidade maior que a capacidade do sangue de transportá-la para os pulmões, podendo ocorrer fortes dores em várias partes do corpo. c) Dores abdominais ocorrem pela expansão dos gases nos intestinos; d) Dor de dente provocada pela expansão dos gases presos entre o dente e uma obturação; Inconsciência, tonturas e paralisia no caso de atingir o sistema nervoso central e) n.d.a



183

5. Para pressões elevadas recomenda-se substituir a mistura Oxigênio/Nitrogênio por: a) Oxigênio/Hidrogênio. b) Oxigênio/Hélio. c) Oxigênio. d) Nitrogênio. d) n.d.a.


Anexo A

184

ANEXO A – ESCLARECIMENTOS BÁSICOS E DÚVIDAS MAIS FREQUENTES SOBRE O AGENTE RUÍDO O higienista e consultor de empresas, Mário Fantazzini escreveu este artigo com a finalidade de auxiliar os profissionais que atuam junto ao agente ruído procurando esclarecer suas dúvidas mais frequentes. Com base nos questionamentos que tem recebido durante sua atividade como professor na Escola Politécnica da Universidade de São Paulo fez esta compilação. Sem a pretensão de esgotar o tema, o autor apresenta uma seleção dos principais itens dividindo-os em blocos diferenciados. Esperamos que lhe seja útil!  PRA COMEÇO DE CONVERSA 

O que é som?

O som, como entendido subjetivamente pelas pessoas, é algo que promove a sensação de escutar. Entretanto, fisicamente falando, são as alterações de pressão no ambiente (as quais são detectadas pelo sistema auditivo) que produzem o estímulo para a audição. São ondas mecânicas (para diferenciarmos das ondas eletromagnéticas), que se deslocam “à velocidade do som”, e são capazes de ser refletidas, absorvidas, transmitidas em outros meios que não o ar. Som é uma categoria genérica, mas podemos distinguir vários tipos de “sons”. O som mais simples, uma onda que se constitui em uma única frequência, é chamado de “tom puro”. Este som é raro no dia-a-dia das pessoas, que está povoado de sons complexos (compostos de várias frequências). O som complexo mais estruturado é o som musical que é composto de várias frequências, entendidas como uma frequência fundamental (a “nota” musical emitida), acompanhada de várias outras, múltiplas de números inteiros da mesma, cada qual com sua intensidade e que, no seu conjunto, fornece a sensação de “timbre” daquele som (por isso sabemos que alguém está tocando um piano e não um trombone, apesar de ser a mesma nota musical). É importante observar que para a pessoa, a sensação é de que existe um só “som”, pois o ouvido não consegue analisar e discriminar cada frequência, dando ao ouvinte a consciência de cada uma. É uma sensação global que associa à “nota” musical recebida um timbre muito característico. Apesar de não conseguirmos identificar as frequências formadoras de um som complexo, possuímos uma excelente memória de timbres. Sabemos, por exemplo, identificar quem fala ao telefone, mesmo em ligações ruins; sabemos quando alguém está mexendo na nossa gaveta da cômoda, ou quando fecharam a porta do banheiro ou da área de serviço, pois temos esses timbres na memória.


Anexo A



185

O que é ruído?

O ruído é também um conjunto de frequências emitidas simultaneamente, porém, neste caso, não existe qualquer relação específica entre elas. Em um dado ruído, podem estar presentes (e frequentemente estão) todas as frequências audíveis. Assim, um ruído é um “pacote” de frequências, sem relação direta entre as mesmas, que pode cobrir toda a gama audível, cada um com uma amplitude (pressão sonora) individualizada. Por isso, não faz sentido falar-se em “frequência” como um ruído, pois não é uma só, mas um “espectro” de um ruído. Como a energia se distribui pelas frequências, o somatório nos dá a sensação global de intensidade subjetiva do mesmo. Apesar disso, podemos falar em ruídos onde predominam altas ou baixas frequências, e podemos intuir isso, pois as altas frequências dão uma sensação maior de “estridência” e intolerabilidade do que em baixas. 

Qual a origem do dB?

O dB, ou decibel, é o décimo do bel (B), uma unidade adimensional que exprime uma relação. Essa relação é feita contra um valor de referência arbitrário. Pode-se usar o decibel para qualquer grandeza que varie muito, como é o caso da pressão sonora. A pressão sonora causada pela decolagem de um jato é aproximadamente 10 milhões de vezes maior do que a menor pressão audível. Para não lidarmos com números enormes, adota-se a escala em decibéis. Quem dá um valor em decibéis deve dizer qual a grandeza (nível de pressão sonora) e qual o valor de referência (caso da pressão sonora, 20 P), o que é frequentemente omitido, pois é universalmente definido. 

E o dBA?

O dBA é uma sigla que indica que foi feita uma determinação da pressão sonora em decibéis, e que o aparelho aplicou uma correção de medição segundo um padrão, chamado curva A de compressão (isto também é universalmente padronizado). Ou seja, o aparelho processou sua medição compensando-a segundo a curva A e, portanto, o valor passa a ser um dB diferente, o dBA. Quando não há “sobrenome” no dB, infere-se que não houve compensação nenhuma, e a leitura é dita “linear”. A curva A é uma curva padronizada que busca compensar a leitura originalmente “imparcial” ou linear do aparelho por uma que tenha relação com a audição humana. São feitas correções nas frequências, de forma a simular a resposta do ouvido humano. Apesar de inicialmente aplicar-se a sons de baixa intensidade, hoje ela é universalmente aceita para essa compensação, independentemente da intensidade do ruído. A medição em dBA é mundialmente considerada na avaliação de ruído contínuo e intermitente. 

Por que não posso somar níveis em dB?

Porque o dB vem de uma operação logarítmica que é feita com a pressão sonora e, portanto, somar dB não é somar a pressão sonora. O que tem de ser somado é a pressão sonora, e por isso há relações específicas ou tabeladas para se fazer isso. Também não faz sentido somar ruídos medidos em pontos diferentes. Somente podemos somar essas “ondas”, se elas forem referidas a um mesmo ponto de medição. Lembrar-se de que o ruído é um fenômeno ondulatório sempre vai ajudá-lo na compreensão de todos os fenômenos envolvidos.


Anexo A

186

 MEDINDO O NÍVEL DE PRESSÃO SONORA 

Como é possível medir ultra-som?

O ultra-som é a porção do espectro de ondas de pressão que fica acima da faixa audível ao ser humano, ou seja, além dos 20.000 Hz. A demanda por uma avaliação de ultra-som se explica, pois admite-se que pode causar perda auditiva, mesmo que não escutemos, e existem equipamentos industriais que emitem ultra-som. Para avaliar adequadamente o ultra-som, é necessário que o seu microfone “responda” até a faixa desejada (aproximadamente 100KHz), assim como o seu aparelho que vai fazer a leitura. Equipamentos comuns de avaliação de ruído não são capazes disso, pois por motivos econômicos a resposta de frequência está limitada à faixa audível. Alguns equipamentos dos tipos I e 0, entretanto, tem resposta até a faixa ultrassônica, bastando que se acople um microfone capaz. Verifique, portanto, o seu equipamento . Há critérios para exposição ao ultra-som na ACGIH, cujos TLVs são traduzidos no Brasil pela ABHO (Associação Brasileira de Higienistas Ocupacionais). 

É válido realizar média aritmética de vários valores em dB?

Aqui a questão tem vários ângulos. Se eu tenho vários valores de uma situação, num mesmo ponto de medição, que servem como diferentes “amostras” de uma realidade, posso desejar fazer uma média dos mesmos. Não se discute aqui a questão temporal dos valores, se são igualmente espaçados, aleatório, instantâneos ou valores integrados no tempo. Admitamos que são todas amostras válidas da situação. A média então faz sentido, mas, como o dB é obtido a partir de uma operação logarítmica, eu não posso fazer uma média aritmética simples, e a média correta seria, também logarítmica (em termos numéricos, porém, a média aritmética é uma razoável aproximação da média logarítmica se os valores não variarem muito, ou seja, menos de 6 dB de diferença entre o maior e o menor). Uma outra questão é você ter várias leituras, de diferentes pontos de uma área. Neste caso, não faz muito sentido tirar uma média, de qualquer natureza, pois os valores se referem a pontos de medição diferentes no espaço. Eu não recomendaria essa prática. 

Quais os cuidados ao medir níveis de ruído muito altos?

Neste caso também convém verificar antecipadamente se o microfone e o medidor podem manipular vários níveis de pressão sonora muito elevados (acima de 130 dB). Numa avaliação em aeroportos, ou no jateamento de água a extra-alta pressão e alguns outros equipamentos, pode-se ultrapassar esses valores. Isto está definido no manual dos equipamentos, e os limites não devem ser ultrapassados. No caso do equipamento, haverá distorção e leituras erradas; no caso do microfone pode haver deslocamento de sensibilidade, ou dano físico com perda total. Não esqueça de se proteger muito bem ao fazer as avaliações (dupla proteção, além de limitação no tempo de exposição). 

Como fazer medições com chuva?

O trabalho sob chuva pode danificar o aparelho (embora seja fácil protegê-lo), mas quem estará sob maior risco será o microfone. Se a chuva for leve, o protetor de espuma


Anexo A

187

ortofônica que acompanha o aparelho pode ser uma proteção temporária. Não se admite outro tipo de proteção sobre o microfone, sem conhecer seu efeito, pois pode alterar (atenuar) as frequências mais altas do espectro do ruído medido. Os microfones tipo eletreto pré-polarizado podem se perder, pois, havendo condensação ou gotículas entre o diafragma e a base, ele se descarregará irremediavelmente. Para instalações de ruído ambiental “ao tempo”, há microfones especiais. Para muita chuva com equipamentos comuns, o melhor é não medir.  CALIBRAÇÃO E AFERIÇÃO 

Com que frequência devo calibrar meu medidor de ruído?

Em avaliações de ruído, os instrumentos devem ser calibrados necessariamente antes e depois do conjunto de medições. O normal é que isto ocorra ao início e ao final da jornada de avaliações. Entretanto, se durante o trabalho ocorrerem fatos que justifiquem uma recalibração, como choques mecânicos, campos eletromagnéticos muito intensos, extremo calor ou frio, a calibração deve ser refeita. Conheça também os limites de trabalho de seu medidor, que se encontram no manual de instruções. A calibração deve ser acústica, e não apenas a calibração eletrônica interna que alguns equipamentos possuem. 

Como verificar se o calibrador está ok?

Os calibradores devem ser aferidos (verificados), em termos gerais, numa base anual. Outras periodicidades podem ser aceitas, em casos específicos e para fins internos (critério da empresa). Há também exigências normativas (NBR 10151), no caso de avaliação de ruído para comunidades, por exemplo, que deverão ser seguidas. O seu calibrador de equipamentos é um padrão secundário (local), e deve ser verificado comparando-o a um padrão primário (em laboratórios adequados). Se houve variação, o novo valor de referência será indicado para uso daí em diante. É também importante lembrar que isso pode ocorrer a qualquer tempo, se houver desconfiança (choques mecânicos, campos eletromagnéticos muito intensos e extremos de frio e calor). 

Posso intercambiar calibradores de ruído entre diferentes aparelhos?

Não, pois o calibrador acústico possui um volume (internamente) entre a face do microfone e o atuador acústico que faz parte da calibração. Este volume pode variar entre diferentes marcas de produtos, o que pode dar calibrações erradas entre equipamentos de marcas diferentes. Dentro de uma mesma marca, não deve haver problemas entre os diferentes modelos, mas ainda assim é bom consultar o manual para verificar se o modelo de calibrador é o recomendado. O uso de uma triangulação (medidor, calibrador certo e calibrador “alienígena” para se verificar o valor corrigido no uso espúrio) é tolerável em emergências, mas não é um procedimento técnico normalizado e, portanto, inaceitável em trabalhos de responsabilidade técnica.  Por que os calibradores têm frequência de 1.000Hz? A frequência de 1.000 Hz para calibração de medidores ocupacionais é preferida, pois para ela todas as respostas padrão das curvas de compensação coincidem (correção de 0 dB). Ou seja, a leitura nas escalas A, B ou C serão a mesma, assim como a leitura


Anexo A

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linear (sem correção). Se o calibrador não tivesse 1.000 Hz, deveria ser declarado um fator de correção para o calibrador, de acordo com a curva que estivesse sendo usada na calibração, o que, convenhamos, seria meio desajeitado e sujeito a erros. 

Por que os calibradores têm diferentes níveis de calibração?

Há calibradores que apresentam níveis adicionais aos típicos 94 dB, como 114 dB e 124 dB. Não há razão especial para que existam obrigatoriamente vários níveis de calibração num calibrador, mas se existirem, há uma implicação prática. Ao calibrarmos o medidor em ambientes muito ruidosos (acima de 100 dBA), o ruído ambiente pode “vazar” para dentro da câmara de calibração , introduzindo erros. Nesse caso, calibradores com nível de calibração típico de 94 dB não podem ser utilizados nesses ambientes (o avaliador deveria buscar uma sala tranquila na planta). Se possuirmos níveis de calibração mais elevados, esse efeito será atenuado ou eliminado, evitando essa preocupação.  FAZENDO A DOSIMETRIA 

Devo tirar o dosímetro do trabalhador na hora do almoço?

Eis aí uma questão que não tem uma resposta definitiva. Se o almoço ocorre em refeitório, e o trabalhador tem sua jornada de 8h na área produtiva, efetivamente o almoço não faz parte da jornada, sendo o caso de retirar o dosímetro ou colocá-lo em “pausa”. Há pessoas que argumentam que o trabalhador está na empresa, e sua exposição é global, devendo-se deixar o dosímetro. É importante observar que essa postura em favor da segurança é enganosa, pois em um refeitório, “silencioso”, isto é, abaixo do limiar de integração do aparelho, em nada ocasionará à dose diária, com o inconveniente sério de reduzir o nível médio que, então, ficará diluído em 9h e não em 8h. Se o nível médio (Lavg) for o parâmetro de avaliação, estaremos agindo contra o trabalhador. Todavia, se o almoço faz parte da jornada, por acordos coletivos, por exemplo, e ainda mais se a refeição é feita na área industrial (“quentinha”), com certeza o dosímetro deve ficar instalado e operante. 

Como ajustar um dosímetro recém adquirido?

Um dosímetro recém adquirido deve ser ajustado para que opere de acordo com a legislação e critérios técnicos do país. O fabricante fará seu aparelho para se adaptar à maior quantidade possível de ambientes legais, pois ele quer vender. Mas, nem sempre o aparelho é fornecido levando-se em conta o ajuste adequado do país (não espere necessariamente que o seu fornecedor tenha feito isso de forma adequada). Portanto, o que temos de ajustar será: fator de duplicação (fator q), que deverá ser 5 (isto é a base da tabela da NR-15 – a cada 5 dBA, dobra-se ou divide-se por 2 o tempo permitido de exposição); o nível de critério (valor que fornecerá 100% de dose em jornadas de 8 horas), que deverá ser de 85 dBA; e por fim, o nível de limiar de integração, que é a linha de corte entre os níveis que serão ou não considerados na dose diária, que deverá ser de 80 dBA. Neste último caso, isto não está previsto na NR-15, mas é um critério técnico consolidado e suportado por várias entidades internacionalmente consagradas, como a ACGIH, a


Anexo A

189

OSHA e o NIOSH. A Fundacentro também ressalta essa provisão em suas normas sobre ruído, desde 1985.  ATENUAÇÃO DE PROTETORES  Posso usar um microfone miniatura dentro do protetor auricular para medir a atenuação real do ruído? Não se pode considerar este procedimento um processo válido para fins técnicos. Ele pode dar uma idéia, apenas, da diferença entre o ruído externo e o interno, naquele momento e naquelas circunstâncias. Como o procedimento não existe na forma normalizada, trata-se apenas de uma amostra, não comparável com outras avaliações padronizadas. O grande risco é querer tirar conclusões com esse número obtido. Os dados de atenuação de protetores devem ser obtidos em laboratório, com metodologias normalizadas, e o seu uso é igualmente disciplinado por métodos conhecidos.  Posso usar uma cabine audiométrica e calcular a atenuação de um protetor de inserção, fazendo o teste com e sem o EPI? Este caso é similar ao anterior. Não há validade técnica, pois este não é um procedimento normalizado. Existe ainda o risco do fone audiométrico tocar o protetor de inserção, dando um “curto-circuito” acústico e falseando ainda mais o experimento. Não se recomenda esse procedimento; mais especificamente, não se recomenda usar a atenuação obtida desta forma improvisada para nenhum fim técnico legal. O dado fornece apenas uma ideia grosseira da atenuação que deve ser verificada adequadamente com metodologia normalizada e em laboratórios específicos para tal.  DÚVIDAS INICIAIS 

Qual a diferença entre Lavg e Leq?

O Leq é um nível obtido ao longo de um período, que é um equivalente energético médio da história do nível real ocorrido. Por isso ele é “equivalente”. A exposição ao nível real, variável, no período, é energeticamente igual à exposição ao Leq, no mesmo período. O Leq é obtido de medidores integradores, ou de dosímetros que estejam operando com q=3 (lembramos aqui que a provisão de q=3 representa o princípio de igual energia, pois a cada 3 dB, dobra-se ou divide-se por 2 a potência sonora). Já o Lavg é um nível médio (avg é abreviação de average, média em inglês) que é obtido a partir da dose de ruído (para qualquer fator q diferente de 3 de um dosímetro). O Lavg é o nível constante que produziria a mesma dose no mesmo período em que o nível real variou. Ele é obtido a partir da dose de ruído medida e do tempo de operação. No nosso caso (ver a questão de ajuste de um dosímetro), como trabalhamos com q=5, todo nível obtido será um nível médio (Lavg), mas nunca equivalente, no sentido energético. Os dois valores serão como regra diferentes. Observe também que textos antigos, assim como manuais de equipamentos, podem não fazer essa distinção adequadamente.


Anexo A

190

 Posso usar sem medo o nível de ruído extrapolado para 8 horas fornecido pelo dosímetro? Quando a dosimetria não pode abraçar toda a jornada, então o que temos é uma amostra. Se a amostra for representativa (e aqui contam o conhecimento da tarefa e a experiência do higienista), então, os dados da amostra podem ser extrapolados para toda a jornada em um procedimento tecnicamente válido. Todavia, os aparelhos fazem isso, automaticamente, desde os primeiros minutos de operação do dosímetro. Esse número não está validado por nenhuma observação profissional, e é apenas um parâmetro calculado pelas rotinas internas do aparelho. Em outras palavras, o dosímetro não substitui o higienista, e a dose extrapolada da jornada, a partir da amostra, pode não fazer sentido, se não for validada pela observação e conhecimento do que ocorreu em campo. 

Afinal, qual é melhor, q=3 ou q=5?

Não se trata de ser melhor, mas de respeitar um princípio básico ocupacional: se a energia dobrar, o tempo de exposição deve ser a metade, ou seja, o princípio de igual energia. Isso significa que, seja qual for o nível de exposição, o trabalhador receberia a mesma energia limite, pois é a energia que causa dano. O fator que respeita o princípio de igual energia é o de q=3. Isto significa dar proteção adequada, dentro das premissas de igual energia e dos valores-limite de exposição que forem definidos. Já o valor de q=5 é uma consideração que vem dos anos 60, foi baseada em algumas evidências que mais tarde não se mostraram as mais adequadas, mas foi usado mundialmente por longo tempo. Já foi abandonado na Europa há muitos anos, e as entidades técnicas da área, notadamente a ACGIH (e no Brasil a Fundacentro) já recomendam que se passe para q=3. 

Posso transformar uma leitura em dBC para dBA?

É comum que se imagine que haveria uma forma de “transformar” leituras obtidas por um tipo de compensação para outro, mas isso é impossível sem que se conheça detalhadamente o espectro do ruído. Conhecendo-se o espectro, podem ser feitos cálculos para obter qualquer tipo de leitura compensada, pois essas compensações são padronizadas. Você pode pensar que elas são padronizadas, deve haver um jeito de fazer o processo inverso, obter a leitura não compensada (linear) e depois compensar para a outra curva desejada... Por que não é assim? Porque, depois de compensado, não há como “restaurar” o espectro original. Uma leitura em dBA já inclui o somatório da contribuição de todas as frequências audíveis, devidamente ponderadas no ato de medir, para aproximar a audição humana. O aparelho não explicita o espectro do ruído, apenas o mede obedecendo a curva de compensação e integra a energia total, que é expressa em dBA. Para se conhecer o espectro, é necessária uma avaliação por faixas de frequência, com filtros especiais, explicitando o “conteúdo” do ruído.  ALGUMAS CURIOSIDADES 

Por que os sons e ruídos de baixa frequência se ouvem em toda a parte?

Primeiro, é preciso lembrar que além da frequência, uma onda sonora tem uma dimensão física, o seu comprimento de onda. É difícil visualizar isso, mas fazendo um paralelo com as ondas mecânicas na água, vejam que o surfista prefere a onda “grande” ,


Anexo A

191

mas que demora para passar. Ela tem uma frequência baixa, mas ocupa uma dimensão grande que o interessa. Não é apenas “maior”, mas mais longa. As baixas frequências possuem grandes comprimentos de onda (estamos falando de sons mais “graves” do espectro – um tom puro de 20 Hz tem um comprimento de onda de 17 metros). As ondas de baixa frequência não conhecem obstáculos, pois para ser um obstáculo respeitável, ele deve ser da ordem de grandeza do comprimento de onda. Por isso, os ruídos de baixa frequência se propagam a longas distâncias, pois não se encontram realmente obstáculos, e são esses que se escutam em toda a planta e mesmo nos vizinhos, na comunidade, gerando queixas. Além disso, o ar absorverá menos os sons de baixa frequência, pois há menos movimentação das moléculas do ar, onde ocorre a dissipação da energia da onda. 

Quanto eu ganho em redução do ruído me afastando da fonte?

Em um ambiente aberto, cada vez que dobramos nossa distância inicial à fonte sonora, o nível cairá 6 dB. Daí se percebe que é bom negócio afastar-se das fontes, além de envolver geralmente um baixo custo, ou até gratuitamente (medidas administrativas para afastar “expostos” de fontes intensas).


Anexo A



192

Como seria uma boa parede para isolar ruído?

No sentido estrito de isolamento, ou seja, uma partição entre dois ambientes, a redução será tanto maior quanto mais “massuda” for a parede (quantos quilos ela pesa por metro quadrado). O isolamento também será melhor para espectros de alta frequência do que para as baixas frequências (é sempre mais difícil lidar com baixas frequências, como já vimos). Por isso, concreto é melhor que alvenaria, alvenaria é melhor que blocos, blocos são melhores que gesso, gesso é melhor que divisória simples, divisória é melhor que uma cortina de pano.


Anexo B

193

ANEXO B - PRINCIPAIS ASPECTOS DA NBR 10152:1987 – NÍVEIS DE RUÍDO PARA CONFORTO ACÚSTICO 1. OBJETIVO Esta Norma fixa os níveis de ruído compatíveis com o conforto acústico em ambientes diversos. Notas: a) As questões relativas a riscos de dano à saúde em decorrência do ruído serão estudadas em normas específicas. b) A aplicação desta Norma não exclui as recomendações básicas referentes às demais condições de conforto. 2. NORMAS COMPLEMENTARES Na aplicação desta Norma é necessário consultar:   

NBR 10151 – Avaliação de ruído em áreas habitadas, visando o conforto da comunidade – Procedimento IEC 225 – Octave, half-octave and third-octave band filters intended for analysis of sound and vibrations IEC 651 – Sound level meters

3. DEFINIÇÕES Para os efeitos desta Norma são adotadas as definições de 3.1 a 3.4: 3.1. Pressão sonora ponderada A em Pascal (Pa) Valor eficaz (rms) da pressão sonora determinada pelo uso do circuito ponderado A, conforme a IEC 651. 3.2. Nível pressão sonora em decibeis (LP) O nível da pressão sonora é dado pela expressão:

P Lp = 10 log10*    P0 

2

(dB)

Onde: P = valor eficaz da pressão, em Pa P0 = pressão sonora de referência (20 Pa)


Anexo B

194

3.3. Nível de pressão sonora ponderando LPA em decibels (A) O nível de pressão sonora ponderado LPA é dado pela expressão:

P  LpA = 10 log10*  A   P0 

2

(dBA)

3.4. Curva de avaliação de ruído (NC) Método de avaliação de um ruído num ambiente determinado. 4. CONDIÇÕES GERAIS 4.1. Medição do ruído São seguidas as disposições da NBR 10151 e as normas brasileiras correspondentes. 4.2. Valores dB(A) e NC Estes valores são dados na Tabela 1.


Anexo B

195

Tabela B1. Valores dB(A) e NC Locais Hospitais Apartamentos, Enfermarias, Berçários, Centros cirúrgicos Laboratórios, Áreas para uso público Serviços Escolas Bibliotecas, Salas de música, Salas de desenho Salas de aula, Laboratórios Circulação Hotéis Apartamentos Restaurantes, Salas de estar Portaria, Recepção, Circulação Residências Dormitórios Salas de estar Auditórios Salas de concertos, Teatros Salas de conferência, Cinemas, Salas de uso múltiplo Restaurantes Escritórios Salas de reunião Salas de gerências, Salas de projetores e de administração Salas de computadores Salas de mecanografia Igrejas e Templos (Cultos meditativos) Locais para esporte Pavilhões fechados para espetáculos e atividades esportivas Notas:

dB(A)

NC

35 – 45 40 – 50 45 – 55

30 – 40 35 – 45 40 – 50

35 – 45 40 – 50 45 – 55

30 – 40 35 – 45 40 – 50

35 – 45 40 – 50 45 – 55

30 – 40 35 – 45 40 – 50

35 – 45 40 – 50

30 – 40 35 – 45

30 – 40 35 – 45 40 – 50

25 – 30 30 – 35 35 – 45

30 – 40 35 – 45 45 – 65 50 – 60 40 – 50

25 – 35 30 – 40 40 – 60 45 – 55 35 – 45

45 – 60

40 – 55

a) O valor inferior da faixa representa o nível sonoro para conforto, enquanto que o valor superior significa o nível sonoro aceitável para a finalidade. b) Níveis superiores aos estabelecidos nesta Tabela são considerados de desconforto, sem necessariamente implicar em risco de dano à saúde.

5. ANÁLISE DE FREQÜÊNCIAS O método de avaliação recomendado, baseado nas medições do nível sonoro dB (A) é dado no corpo desta Norma. Todavia, a análise de frequências de um ruído sempre será importante para objetivos de avaliação e adoção de medidas de correção ou redução do nível sonoro. Assim sendo inclui-se na Figura várias curvas de avaliação de ruído (NC), através das quais um espectro sonoro pode ser comparado, permitindo uma identificação das bandas de frequência mais significativas e que necessitam correção. As curvas NC são dadas na Figura que segue e os níveis de pressão sonora correspondentes estão na Tabela B2.


Anexo B

196

A análise das bandas de oitava do ruído na gama de 63 a 8.000Hz deve ser determinado com filtros que obedeçam à IEC 225. Na utilização das curvas NC, admite-se uma tolerância de  1 dB, com relação aos valores (ver Figura e Tabela B2). Tabela B2. Níveis de pressão sonora correspondentes às curvas de avaliação (NC) Curva 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

63 HZ dB 47 50 54 57 60 64 67 71 74 77 80 83

125 HZ dB 36 41 44 48 52 57 60 64 67 71 75 79

250 HZ dB 29 33 37 41 45 50 54 58 62 67 71 75

500 HZ dB 22 26 31 36 40 45 49 54 58 63 68 72

1 KHZ dB 17 22 27 31 36 41 46 51 56 61 66 71


2 KHZ dB 14 19 24 29 34 39 44 49 54 59 64 70

4 KHZ dB 12 17 22 28 33 38 43 48 53 58 63 69

8 KHZ dB 11 16 21 27 32 37 42 47 52 57 62 68

Anexo B

197

Figura B1. Curvas de avaliação de ruído (NC)


Anexo C

198

ANEXO C - NORMA ISO 5349 (1986) Este anexo descreve as medidas preventivas a serem adotadas pelos responsáveis pela higiene industrial. C.1 Medidas médicas preventivas associadas à exposição regular das mãos e braços à vibração. Qualquer trabalhador que possa ter suas mãos expostas a ferramentas manuais vibratórias deve, antes de iniciar suas atividades, ser examinado fisicamente, bem como: a) Deve ser registrada a história anterior de exposição; b) Todos os indivíduos que usam equipamentos vibratórios devem ser avisados sobre o risco da exposição à vibração localizada; c) Pessoas com as seguintes condições médicas devem ser cuidadosamente avaliadas antes de usarem equipamentos vibratórios:  Doença primária de Raynaud;  Doença que cause prejuízo à circulação sanguínea nas mãos;  Doenças anteriores na mão que causem defeitos circulatórios ou deformidades dos ossos e juntas;  Outras causas do fenômeno secundário de Raynaud;  Desordem dos sistema nervoso periférico. C.2 Medidas técnicas preventivas visando a redução da intensidade de vibração dirigida às mãos As seguintes etapas devem ser seguidas: a) Ferramentas com níveis mais baixos de vibração devem ser usadas quando existir opção face aos diferentes processos; b) Os equipamentos devem ser cuidadosamente mantidos de acordo com as instruções do fabricante. C.3 Medidas administrativas preventivas visando a redução da vibração dirigida às mãos As seguintes etapas devem ser seguidas: c) Deve haver treinamento adequado para instruir o trabalhador sobre o uso adequado do equipamento; d) É sabido que os distúrbios devidos à vibração são reduzidos quando são evitadas exposições contínuas por períodos longos; portanto, as escalas de trabalho devem ser feitas incluindo períodos livres de vibração (pausas).


Anexo C

199

C.4 Conselhos para pessoas que usam ferramentas vibratórias manuais. a) Usar roupas adequadas para se manter seco e a temperatura do corpo num nível aceitável e, quando possível, usar luvas adequadas ao lidar com equipamentos vibratórios; b) O trabalhador deve deixar a ferramenta “fazer” o trabalho e deve segurá-la tão levemente quanto possível, desde que isto seja consistente com a prática segura de trabalho e controle da operação. A ferramenta deve permanecer junto ao suporte de apoio tanto quanto possível; c) Evitar ou diminuir o fumo enquanto estiver usando equipamentos vibratórios, pois a nicotina reduz o fornecimento de sangue às mãos e dedos; d) Se ocorrer ataques branqueamento ou escurecimento (azulado) dos dedos ou longos períodos de formigamento e /ou adormecimento, procurar ajuda médica; e) Informar ao supervisor do trabalho se ocorrer vibração anormal; f) As ferramentas não devem liberar gases frios ou fluidos sobre as mãos do operador. VALORES RECOMENDADOS PELA ACGIH Tabela C.1. Limites(a) de exposição das mãos em quaisquer direções Xh, Yh, Zh

Duração total da exposição diária (B)

Valores da componente de aceleração dominante(c), ponderada em frequência, r.m.s, os quais não devem ser excedidos - a(eq) (m/s2)

4 hs  t

 8hs

4

2 hs  t

 4hs

6

 2hs

8

Menos de 1 hora

12

1h  t

Fonte: Modificado de ACGIH, 1999.

a) Visam limitar a progressão da doença além do estágio 1 da classificação de Estocolmo (tabela B.2) b) Corresponde ao tempo total de contato da vibração com as mãos, por dia, seja continuadamente ou intermitentemente. c) Geralmente a vibração em um dos eixos é dominante em relação aos demais; se os valores de aceleração em um ou mais eixos ultrapassarem os valores da exposição diária total, o limite estará excedido.


Anexo C

200

Tabela C.2. Sistema de classificação da síndrome da vibração em mãos e braços (HAVS) do Workshop de Estocolmo para sintomas vasculares periféricos e neurosensoriais induzidos pelo frio. Avaliação vascular Estágio

Grau

Descrição

0

-------

Sem ataques

1

Suave

Ataques ocasionais afetando somente a ponta de um ou mais dedos

2

Moderado

Ataques ocasionais afetando as falanges distal e média (raramente também a proximal) de um ou mais dedos

3

Severo

Ataques frequentes afetando todas as falanges da maioria dos dedos

4

Muito severo

Idem estágio 3, com mudanças tróficas da pele nas pontas dos dedos

Nota: A graduação é feita de forma distinta para cada mão, por exemplo: 2L(2)/1R(1) = estágio 2 na mão esquerda em dois dedos e estágio 1 na mão direita em 1 dedo. Avaliação neurosensorial Estágio

Sintomas

0SN

Exposto à vibração, sem sintomas

1SN

Dormência intermitente, com ou sem formigamento

2SN

Dormência intermitente ou persistente, redução da percepção sensorial

3SN

Dormência intermitente ou persistente, redução da discriminação tátil e/ou destreza manual

Nota: graduação distinta para cada mão. Fonte: ACGIH, 1999.

As medições devem ser realizadas de acordo com os procedimentos e instrumentos especificados pela ISO 5349 e ANSI S3.34-1986.


Anexo C

201

Tabela C.3. Vibração em ferramentas – alguns exemplos EIXOS FERRAMENTA

X

Y

Sum

Z

(x,y,z)

(m.s2) 1 Martelete de percussão

1,8

4,5

8,4

9,7

2 Esmerilhadeira orbital elétrica

2,2

3,6

3,2

5,3

3 Esmerilhadeira orbital pneumática

1,2

0,8

0,6

1,6

4 Esmeril de pedestal

2,4

4,8

4,5

7,0

5 Motosserra

3,8

3,9

3,3

6,4

6 Furadeira pneumática

4,8

2,3

2,1

5,7

7 Motosserra 254XP emp. frontal (Traçamento/Corte "Pinus Taeda")

2,0

2,1

2,2

3,6

8 Motosserra 254XP emp. Traseira (Traçamento/Corte "Pinus Taeda")

4,3

2,6

4,3

6,6

9 Motosserra 254XP emp. Frontal (Traçamento/Vazio "Pinus Taeda")

4,5

2,8

3,0

6,1

10 Motosserra 254XP emp. Traseira (Traçamento/Vazio "Pinus Taeda")

4,5

5,0

7,0

9,7

11 Motosserra 254XP emp. Frontal (Traçamento/Acel. "Pinus Taeda")

1,0

1,8

1,4

2,5

12 Motosserra 254XP emp. Traseira (Traçamento/Acel. "Pinus Taeda")

3,0

3,0

3,0

5,2

14 Motosserra 254XP emp. Frontal (Abate/Corte "Pinus Taeda")

2,0

2,1

2,6

3,9

15 Motosserra 254XP emp. Traseira (Abate/Corte "Pinus Taeda")

4,2

3,7

4,6

7,2


Anexo D

202

ANEXO D - PRESSÕES ANORMAIS – ANEXO 6 PORTARIA Nº. 5 DE 09-02-83 TRABALHO SOB AR COMPRIMIDO EM TUBULÕES PNEUMÁTICOS E TÚNEIS PRESSURIZADOS Medidas de controle RELATIVAS AO AMBIENTE 3

1) Ventilação contínua de, no mínimo, 30 pés /min/homem. 2) TGU  27ºC. 3) Sistema de telefonia ou similar para comunicação com o exterior. 4) A qualidade do ar deverá ser mantida dentro dos padrões de pureza. 2

5) Pressão máxima = 3,4 kgf/cm (Exceto emergência e tratamento médico). Medidas de controle RELATIVAS AO PESSOAL 1) Uma compressão a cada 24 horas. 2) 18 anos  idade  45 anos. 3) Exame médico obrigatório, pré-admissional e periódico. 4) Uso obrigatório de plaqueta de identificação. 5) Inspeção médica antes da jornada de trabalho. 6) Proibido o trabalho para alcoolizados, ingestão de bebidas alcoólicas e fumo nos ambientes de trabalho. 7) Deve haver instalações para assistência médica, recuperação, alimentação e higiene. 8) Cada trabalhador deve possuir atestado de aptidão ao trabalho, válido por 6 meses. 9) Após descompressão, o trabalhador deve permanecer, no mínimo, 2 horas no canteiro de obras sob observação médica. 10) Folha de registro de compressão e descompressão.


Bibliografia

203

BIBLIOGRAFIA 1. AMERICAN CONFERENCE OF GOVERNMENTAL INDUSTRIAL HYGIENISTS – Threshold limit values for chemical substances and physical agents. Biological exposure indices, Cincinnati, 1999, 175p. 2. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Norma Brasileira 10151 – Avaliação de Ruído em Áreas Habitadas. Rio de Janeiro: ABNT, 1987, 11p. 3. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Norma Brasileira 10151 – Avaliação de Ruído em Áreas Habitadas. Rio de Janeiro: ABNT, 2001, 4p. 4. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Norma Brasileira 10152 Níveis de Ruído para Conforto Acústico . Rio de Janeiro: ABNT; 1987, 7p. 5. BRAMMER, A. J.; TAYLOR, W. Vibration effects on the hand and arm in industry. New York: John Wiley & Sons, 1982, 376p., p. 169-172. 6. BRASIL – Ministério do Trabalho. Norma Regulamentadora NR - 12 – Anexo N.º 1, redação dada pela Portaria N.º 13 de 24/10/1994. In: ED. ATLAS. Manual de Legislação Atlas de Segurança e Medicina do Trabalho, 33. Ed., São Paulo: Ed. Atlas S.A., 1996, 523p. 7. BRASIL – Ministério do Trabalho. Norma Regulamentadora NR - 15 – Anexo N.º 8, redação dada pela Portaria N.º 12 de 1983. In: ED. ATLAS. Manual de Legislação Atlas de Segurança e Medicina do Trabalho, 33. Ed., São Paulo: Ed. Atlas S.A., 1996, 523p. 8. BRASIL – Ministério do Trabalho. Norma Regulamentadora NR - 9, redação dada pela Portaria Nº 25 de 29/12/1994. In: ED. ATLAS. Manual de Legislação Atlas de Segurança e Medicina do Trabalho, 33. Ed., São Paulo: Ed. Atlas S.A., 1996, 523p. 9. BRÜEL & KJAER. Human Vibration – Booklet, April, 1988, 32p. 10. BRÜEL & KJAER. Master Catalogue, Eletronic Instruments – Human vibration measuring equipment - Hand-arm transducer set and triaxial seat accelerometer types 4392 and 4322, 1989, 904p., p. 777-778. 11. BRÜEL & KJAER. Medição da vibração- livreto. Edição FUNDACENTRO, 1982, 40p. 12. BRÜEL & KJAER. Piezoeletric Accelerometers and Vibration Preamplifiers – Theory and Application Handbook, 1978, 98p. 13. CHEGA DE [02/11/2002]

BARULHO.COM

–

site

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Bibliografia

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Apostila eHO-002 Aluno - 2014.pdf

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