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AULA 5 HIGIENE DO TRABALHO – RISCOS FÍSICOS Prof. Adalberto dos Santos 2 TEMA 1 – RADIAÇÕES NÃO IONIZANTES – CONCEITOS GERAIS De acordo com Okuno e Yoshimura (2010), radiação não ionizante é aquela que não possui energia suficiente para arrancar elétrons de átomos ou moléculas, Figura 1 – Espectro eletromagnético e faixas de frequências Crédito: Davi Souza. As fontes de emissão citadas na Figura 1 fornecem uma visão geral dos sistemas que emitem radiação, que, por sua vez, são fontes naturais e artificiais, ou seja, criadas pelo homem (Silva, 2014). É interessante notar que existem equipamentos e aparelhos que utilizamos no dia a dia, tanto profissional quanto pessoal, e cabe a nós saber fazer uso correto deles e, no escopo desta disciplina, entender seus meios de controle. TEMA 2 – TIPOS E FONTES DE RADIAÇÕES NÃO IONIZANTES As radiações não ionizantes são classificadas de acordo com seus parâmetros físicos de comprimento de onda e frequência, além do tipo de fonte e sua interação com matéria, de acordo com Silva e Silva (2020). O maior problema está relacionado à proximidade e à consequente exposição a campos eletromagnéticos (radiação não-ionizante), por períodos de longa duração. Como mencionado anteriormente, muitos estudos foram realizados no sentido de comprovar ou desmistificar tal influência. Contudo, mesmo existindo fortes indícios, a comunidade 3 científica ainda não está convencida e independentemente das comprovações, inúmeras diretrizes foram estabelecidas para limitar a exposição. Em resumo, se em diversos centros de pesquisa distribuídos pelo mundo, os estudos continuam e, cientistas especialistas reavaliam os limites de tolerância à exposição de radiações não-ionizantes frequentemente, pode-se concluir no mínimo que, o tema ainda é considerado polêmico O espectro eletromagnético emitido pela radiação solar é composto por ampla variedade de comprimentos de onda. Só algumas frações desses comprimentos, entretanto, são capazes de atingir a superfície da Terra, incluindo a radiação ultravioleta (UV 280- 400nm), luz visível (LV 400-760nm) e infravermelha (IV 760nm-1mm).1 Por muitos anos, o fotoenvelhecimento e o dano cutâneo foram atribuídos quase exclusivamente à radiação UV, que representa apenas 6,8% da radiação solar, em comparação com as radiações infravermelha e visível, que representam 54,3% e 38,9% da energia solar incidente, respectivamente.1 Hoje, porém, sabe-se que a radiação IV também induz alterações histológicas similares àquelas induzidas pela exposição crônica à UV.2 A radiação IV (RIV) é classificada em IV-A (760- 1400nm), IV-B (1400-3000nm) e IV-C (3000nm-1mm) de acordo com o comprimento de onda e sua penetração nas camadas da pele.1-3 A RIV pode causar dois tipos de efeitos: o térmico, que pode ser benéfico ou danoso dependendo da dose, e o dano oxidativo, que fica mais restrito à faixa próxima do IV-A (760 a 1.500nm). A IV-A atinge mais profundamente a pele, sendo que 35% da radiação se concentra na epiderme, 48% na derme e 17% no tecido subcutâneo.2, 4 Apesar de não estar totalmente esclarecido, o mecanismo pelo qual a radiação IV- A induz seus efeitos nocivos envolve distúrbios no transporte de elétrons mitocondriais, levando à diminuição na produção de energia e ao aumento na formação de espécies reativas de oxigênio.5-7 Com a perda da homeostasia mitocondrial, há estresse oxidativo e alteração na expressão gênica e no metabolismo dérmico traduzido pelo aumento da expressão de metaloproteinase 1 (MMP-1), diminuição da síntese de colágeno, desenvolvimento da elastose solar e hiperpigmentação cutânea. (Santos, 2019, p. 6) De acordo com esses parâmetros físicos, existem diferentes faixas do espectro eletromagnético apresentado na Figura 1 que emitem radiações não ionizantes. Suas subdivisões, conforme essa figura, serão explicadas no tema a seguir. 2.1 Frequência extremamente baixa De acordo com a Organização Mundial da Saúde (WHO, S.d.), a frequência extremamente baixa se dá através de campos eletromagnéticos que possuem um comprimento de onda de 0 a 300 Hz. Silva e Silva (2020) citam que a exposição a esse tipo de campo é muito fortemente associada a geração e transmissão de energia elétrica. 4 Figura 2 – Torre de transmissão de energia elétrica Crédito: ABCDstock/Shutterstock. 2.2 Frequência muito baixa Cardenas (2012) explica que as ondas de muito baixa frequência, ou VLF (Very Low Frequency) compõem frequências entre 3 a 30 kHz, com comprimentos de onda que variam entre 10 a 100 quilômetros. Pelo seu longo alcance, Cardenas (2012) explica que sua propagação de sinal ocorre na região da Ionosfera da Terra. Figura 3 – Naval Communication VLF Station - Exmouth - Australia. Crédito: Adwo/Shutterstock. 5 2.3 Ondas de rádio O termo radiofrequência refere-se à faixa de 100 kHz 300 MHz (3 km a 1 m de comprimento de onda no ar Ondas de rádio ou radiofrequência caracterizam-se por ondas com comprimento grande e com frequências muito pequenas de até 107 Hz, acima da qual estão os raios infravermelhos. São fontes de radiofrequência os circuitos eletrônicos oscilantes e podem ser geradas pela passagem de corrente elétrica alternada por um condutor. Compreende as ondas de TV, as ondas curtas, as ondas longas e as próprias bandas de AM e FM. (Torres et al. 2013, p. 13) Figura 4 – Antena de rádio Crédito: Kphrom/Shutterstock. 2.4 Micro-ondas Micro-ondas pertencem a faixa de frequência de 300 MHz-300 GHz (1 m a 1 mm de comprimento de onda no ar). As condições de exposição na faixa de micro-ondas são geralmente descritas em termos de densidade de potência e são relatadas na maioria estudos em watts por metro quadrado, ou miliwatts ou microwatts por centímetro quadrado (W/m2, mW/cm2, 1tW/cm2) (ONU,1981) Entretanto, perto de fontes de micro-ondas e RF com comprimentos de onda mais longos, os valores de tanto a força do campo elétrico (Vim) quanto a 6 força do campo magnético proporcionam uma descrição mais apropriada da radiação. Condições de exposição podem ser alteradas consideravelmente pela presença de objetos, o grau de perturbação, dependendo de seu tamanho, forma, orientação no de campo, e propriedades elétricas (ONU, 1981). É delimitada no espectro eletromagnético pelas ondas infravermelhas e as de rádio. É encontrada em aplicações como fornos de micro-ondas, satélite de comunicação, televisão, radar (Torres et al. 2013). 2.5 Radiação infravermelha A radiação infravermelha, de acordo com Cho et al. (2009), possui um comprimento de onda com três regiões distintas, a saber: Tipo Comprimento de onda (nm) IR-A 760 – 1400 nm IR-B 1400 – 3000 nm IR-C 3000 nm – 1 mm Figura 5 – Exemplo de aplicação de radiação infravermelha (imagem térmica de um transformador elétrico) Crédito: Pixardi/Adobe Stock. 7 O espectro eletromagnético emitido pela radiação solar é composto por ampla variedade de comprimentos de onda. Só algumas frações desses comprimentos, entretanto, são capazes de atingir a superfície da Terra, incluindo a radiação ultravioleta (UV 280-400nm), luz visível (LV 400- 760nm) e infravermelha (IV 760nm-1mm). Por muitos anos, o fotoenvelhecimento e o dano cutâneo foram atribuídos quase exclusivamente à radiação UV, que representa apenas 6,8% da radiação solar, em comparação com as radiações infravermelha e visível, que representam 54,3% e 38,9% da energia solar incidente, respectivamente. Hoje, porém, sabe-se que a radiação IV também induz alterações histológicas similares àquelas induzidas pela exposição crônica à UV.2 A radiação IV (RIV) é classificada em IV-A (760- 1400nm), IV-B (1400-3000nm) e IV-C (3000nm-1mm) de acordo com o comprimento de onda e sua penetração nas camadas da pele. A RIV pode causar doistipos de efeitos: o térmico, que pode ser benéfico ou danoso dependendo da dose, e o dano oxidativo, que fica mais restrito à faixa próxima do IV-A (760 a 1.500nm). A IV-A atinge mais profundamente a pele, sendo que 35% da radiação se concentra na epiderme, 48% na derme e 17% no tecido subcutâneo. Apesar de não estar totalmente esclarecido, o mecanismo pelo qual a radiação IV-A induz seus efeitos nocivos envolve distúrbios no transporte de elétrons mitocondriais, levando à diminuição na produção de energia e ao aumento na formação de espécies reativas de oxigênio. Com a perda da homeostasia mitocondrial, há estresse oxidativo e alteração na expressão gênica e no metabolismo dérmico traduzido pelo aumento da expressão de metaloproteinase 1 (MMP-1), diminuição da síntese de colágeno, desenvolvimento da elastose solar e hiperpigmentação cutânea. (Eberlin et al., 2016) TEMA 3 – EFEITOS DA RADIAÇÃO NÃO IONIZANTE NO HOMEM Como dito por Okuno e Yoshimura (2010), a radiação não ionizante é aquela que não possui energia suficiente para arrancar elétrons de átomos ou moléculas. Por outro lado, de acordo com Giancoli e Másculo (citados por Silva; Silva, 2020), essa radiação acaba por interatuar com diferentes meios principalmente sobre cargas elétricas, que, por conseguinte, geram campos elétricos e magnéticos oriundos dessa nova configuração de cargas elétricas. Os efeitos associados à radiação não ionizante no homem são resultantes de implicações em função de suas classificações (Silva; Silva, 2020), relacionadas à temperatura: efeitos não térmicos e térmicos; assim como a consequência: efeitos adversos e biológicos. Além disso, os possíveis danos à saúde que podem ser ocasionados serão listados e apresentados na sequência. 3.1 Efeitos relacionados à temperatura Os efeitos associados a temperatura são divididos em: 8 3.1.1 Efeitos térmicos Todos aqueles que são capazes de aumentar a temperatura no corpo humano devido o processo de absorção de energia (Elbern et al., 2016). A sudorese e queimaduras de pele são os primeiros efeitos visíveis: Figura 6 – Sudorese Crédito: Inxti/Shutterstock. 3.1.2 Efeitos não térmicos De acordo com Elbern et al. (2016), são efeitos bioquímicos ou eletro físicos. Variações eletromagnéticas, por exemplo. 3.2 Efeitos relacionados à consequência Os efeitos associados consequência são os seguintes: 3.2.1 Efeitos adversos São relacionados à saúde, devido à exposição a campos eletromagnéticos (Silva; Silva, 2020). 9 Ainda existe uma quarta classificação, que pode ser agregada aos dois tópicos do texto anterior, que são os efeitos biológicos. Possíveis efeitos sobre a saúde do homem: No Brasil, a Lei 11.934 de 5 de maio de 2009 regulamenta sobre os limites de exposição do público a campos eletromagnéticos na faixa de frequência de até 300 GHz, gerados por estações transmissoras de radiocomunicação, de terminais de usuário e de sistemas de energia elétrica, visando garantir a proteção da saúde e do meio ambiente. Para isso, adota os limites da OMS como recomendações, e do ICNIRP enquanto não houverem parâmetros da OMS, sabendo-se que as próprias recomendações da OMS são baseadas na ICNIRP. Ainda, define que os órgãos reguladores dos setores elétricos e de telecomunicações são responsáveis pela fiscalização desses parâmetros, devendo: [...] implementar, manter, operar e tornar público sistema de monitoramento de campos elétricos, magnéticos e eletromagnéticos de radiofrequências para acompanhamento, em tempo real, dos níveis de exposição no território nacional. [...] realizar medições prévias dos campos elétricos, magnéticos e eletromagnéticos no entorno de locais multiusuários devidamente identificados e definidos em todo o território nacional [...] realizar medições de conformidade, atendendo a solicitações 33 Fundamentação Teórica encaminhadas por autoridades do poder público de qualquer de suas esferas. O disposto nos incisos II e IV do art. 12 da Lei n. 11.934/2009. Além disso, a lei 11.934/2009 determina o Fundo Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (FNDCT) e o Fundo para Desenvolvimento Tecnológico das Telecomunicações (FUNTTEL) como encarregados pelo desenvolvimento de pesquisas sobre exposição humana a campos elétricos, magnético e eletromagnéticos. Outrossim, atribui a fiscalização do atendimento aos limites estabelecidos por esta Lei aos órgãos federais reguladores dos setores elétricos e de telecomunicações. (Silva; Silva, 2020, p. 33) Diante da citação exposta acima, entendemos que existem legis que tratam do assunto. Abaixo vamos apresentar os possíveis danos à saúde associados a exposição inadvertida a radiação não ionizante. 3.2.2 Câncer De acordo com o INCA (citado por Silva; Silva, 2020), o câncer é o nome geral a doenças que são resultantes de um crescimento desordenado de células. Essas células invadem tecidos e órgãos. Autores citados por Silva e Silva (2020), como Calvente (2010), fizeram uma revisão bibliográfica de uma série de estudos que apontam o desenvolvimento do câncer em crianças (leucemia) devido à exposição a um campo eletromagnético do tipo baixa frequência, extrema baixa 10 frequência e radiofrequência (ondas que se caracterizam dentro do espectro eletromagnético da radiação não ionizante). Figura 7 – Ilustração de célula de câncer Crédito: CI Photos/Shutterstock. 3.2.3 Alterações hormonais Em 1999 Burch realizou um estudo com o objetivo de investigar a correlção entre a exposição ocupacional a campos magnéticos de 60Hz com a diminuição da excreção da melatonina em trabalhadores de serviços elétricos. Sabe-se que a melatonina é um hormônio produzido pela glândula pineal e que sua concentração é responsável por alguns mecanismos regulatórios no corpo humano, sendo um deles o ciclo circadiano. A secreção desse hormônio apresenta sensibilidade a luminosidade e é elevado no início da noite, com redução no final. Quando submetido a situações naturais para um ciclo claro-escuro, há uma produção e secreção regular da melatonina. Tem-se que a luminosidade pode interferir na síntese de melatonina através da comunicação eixo óptico glândula pineal (Escobar-Cordoba, Chica- Urzola, Cuevas-Cendales,2008; Neto; Castro, 2008). Então, Burch (1999) realizou seu estudo analisando a excreção de melatonina através do exame urinário dos trabalhadores. Além disso, controlou as variáveis de exposição a luminosidade, exposição a campos eletromagnéticos durante o trabalho e após o trabalho, hábitos sociais, hábitos de vida entre outros fatores que pudessem interferir na exposição a campos eletromagnéticos, a luz e a produção de melatonina. Foram realizadas coletas de urina imediatamente após o turno de trabalho e em cada um dos três dias de trabalho (geralmente segunda, terça e quarta-feira). Ainda foram coletados quatro amostras consecutivas de urina durante a noite, e a segunda amostra matutina foi utilizada para avaliar os valores basais de melatonina antes de retomar o trabalho (Burch,1999). Por fim, obteve-se que concentrações mais baixas de melatonina estavam associadas a exposição de campo magnético de 60Hz e ambientes pouco luminosos. (Silva; Silva, 2020, p. 25) 11 Figura 8 – Ilustração conceitual vetorial plana isométrica 3D do ciclo circadiano (tradução do idioma inglês, em termo livre circadian cycle), relógio interno do corpo humano Crédito: TarikVision/Shutterstock. 3.2.4 Alterações oculares Polk e Postow citado por Silva (2014), citam estudos que analisaram uma correlação entre exposição de campos de magnéticos gerados por ação de micro- ondas que vieram a causar catarata em coelhos. Cientificamente falando, usando animais para estudos, os efeitos podem ser refletidos também no ser humano. 12 Figura 8 – Apresentação do conceito de catarata Crédito: Africa Studio/Shutterstock. 3.2.5Alterações de sono Em 2011, Labbafinejad et al. investigaram a associação entre o tempo de uso do computador e alterações do sono, como dificuldade para dormir, dificuldade para levantar, duração total do sono. Para tal utilizou uma escala a “Athens Insomnia Scale (AIS)” e foram entrevistados 362 funcionários, exceto os que já apresentavam diagnóstico de distúrbio do sono ou que faziam uso de medicações e produtos que alterem o mesmo. Por fim, concluiram que o tempo de exposição ao uso de computadores está associado a maiores relatos de dificuldade de dormir. (Silva; Silva, 2020) Silva e Silva (2020) citam que ainda existem alterações espermáticas, no SNC – sistema nervoso central, nos mecanismos celulares e alterações comportamentais. TEMA 4 – DETECTORES DE RADIAÇÃO NÃO IONIZANTE Os medidores de espectro que atuam as faixas do campo eletromagnético que compreende essa radiação são aparelhos usualmente utilizados para detecção de radiação não ionizante. 13 Figura 9 – Analisador de Espectro Spectran NF-5030® Crédito: Postmodern Studio/Adobe Stock. TEMA 5 – MEDIDAS DE CONTROLE SOBRE OS EFEITOS DA RADIAÇÃO NÃO IONIZANTE O princípio básico da proteção radiológica ocupacional estabelece que todas as exposições devem ser mantidas tão baixas quanto razoavelmente exequíveis (ALARA: As Low As Reasonably Achievable). Estudos epidemiológicos e radiobiológicos em baixas doses mostraram que não existe um limiar real de dose para os efeitos estocásticos. Assim, qualquer exposição de um tecido envolve um risco carcinogênico, dependendo da radiossensibilidade desse tecido por unidade de dose equivalente (coeficiente de risco somático). Além disso, qualquer exposição das gônadas pode levar a um detrimento genético nos descendentes do indivíduo exposto. O princípio ALARA estabelece, portanto, a necessidade do aumento do nível de proteção a um ponto tal que aperfeiçoamentos posteriores produziriam reduções menos significantes do que os esforços necessários. A aplicação desse princípio requer a otimização da proteção radiológica em todas as situações onde possam ser controlados por medidas de proteção, particularmente na seleção, planejamento de equipamentos, operações e sistemas de proteção. Os esforços envolvidos na proteção e o detrimento da radiação podem ser considerados em termos de custos; desta forma uma otimização em termos quantitativos pode ser realizada com base numa análise custo-benefício. (Ferreira, 2018) Na Figura 10 faz-se uma representação esquemática desta análise, utilizando como parâmetro a dose coletiva. 14 Figura 10 – Descrição esquemática do método análise custo benefício para otimização da proteção radiológica Fonte: Arte/UT. 15 REFERÊNCIAS BARBOSA, R. P.; BARSANO, P. R. Higiene e segurança do trabalho. 2. ed. São Paulo: Érica, 2018. CARDENAS, J. E. S. Propagação guiada de ondas de VLF: aplicação ao estudo de fenômenos atmosféricos e naturais. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Universidade Presbiteriana Mackenzie, São Paulo, 2012. EBERLIN, S. et al. Metodologia alternativa para o estudo dos efeitos da radiação infravermelha-A sobre a pele humana. Surgical & Cosmetic Dermatology, v. 8, n. 2, p. 115-120, 2016. FERREIRA, R. IOE – o que é? Radioproteção na Prática, 2018. Disponível em: . Acesso em: 25 maio 2023. OKUNO, E.; YOSHIMURA, E. M. Física das radiações. São Paulo: Oficina de Textos, 2010. SANTOS, A. O. Exposição a campos eletromagnéticos e a saúde dos trabalhadores. Rede – Revista Expressão da Estácio, v. 1, p. 78-84, 2019. SILVA, S. L; SILVA, L. B. Radiação não ionizante e os ambientes de trabalho. - João Pessoa: Ed. da UFPB, 2020. TAUHATA, L. et al. Radioproteção e dosimetria: fundamentos. 10 rev. Rio de Janeiro: IRD/CNEN, 2014. TORRES, C. M. et al. Física, ciência e tecnologia. 3. ed. São Paulo: Moderna, 2013. v. 3. WHO – World Health Organisation. Disponível em: . Acesso em: 25 maio 2023.