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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
ESCOLA POLITÉCNICA DA USP
PECE – PROGRAMA DE EDUCAÇÃO CONTINUADA
EAD – ENSINO E APRENDIZADO À DISTÂNCIA
eST-202 / STR-202
HIGIENE DO TRABALHO – PARTE B
ALUNO
SÃO PAULO, 2014
EPUSP/PECE
DIRETOR DA EPUSP
JOSÉ ROBERTO CASTILHO PIQUEIRA
COORDENADOR GERAL DO PECE
LUCAS ANTÔNIO MOSCATO
CCD – COORDENADOR DO CURSO À DISTÂNCIA / LACASEMIN
SÉRGIO MÉDICI DE ESTON
VICE - COORDENADOR DO CURSO À DISTÂNCIA / LACASEMIN
WILSON SHIGUEMASA IRAMINA
PP – PROFESSORES PRESENCIAIS
IRLON ÂNGELO DA CUNHA
JOAQUIM G. PEREIRA
JOSÉ POSSEBON
MÁRIO LUIZ FANTAZZINI
SÉRGIO COLACIOPPO
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 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 / LACASEMIN
MARIA RENATA MACHADO STELLIN
GESTÃO ADMINISTRATIVA
NEUSA GRASSI DE FRANCESCO
VICENTE TUCCI FILHO
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SUMÁRIO
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eST– 202 - Higiene do Trabalho – Parte B / PECE, 2o ciclo de 2014.
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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 .............................................................................14
2.2.7. VALOR EFICAZ (RMS) ..................................................................................14
2.2.8. DETERMINAÇÃO DE NÍVEL DE RUÍDO DE FONTE EM PRESENÇA DE
RUÍDO DE FUNDO. .................................................................................................15
2.3. AVALIAÇÃO DA EXPOSIÇÃO OCUPACIONAL AO RUÍDO .................................16
2.3.1. ASPECTOS TÉCNICO-LEGAIS .....................................................................16
2.3.2. DOSE DE RUÍDO. ..........................................................................................17
2.3.3. NÍVEL MÉDIO (LAVG) ...................................................................................20
2.3.4. DOSIMETRIA DE RUÍDO ...............................................................................20
2.4. EXERCÍCIOS ........................................................................................................21
2.5. NORMA BRASILEIRA NBR 10151 – CONTEXTO E APLICAÇÃO .......................26
2.5.1. EFEITOS ........................................................................................................26
2.5.2. ASPECTOS LEGAIS ......................................................................................27
2.5.3. PRINCIPAIS ASPECTOS DA NBR 10151(3) ...................................................30
2.5.3.1. Procedimentos de medição ....................................................................30
2.5.3.2 Correções para ruídos com características especiais ..............................31
2.5.3.3. Avaliação do ruído ...................................................................................31
2.5.3.4. Determinação do nível de c’ritério de avaliação – NCA ...........................32
2.5.3.5. Conteúdo necessário para o relatório de ensaio ......................................32
2.6. ATENUAÇÃO DE PROTETORES AURICULARES ..............................................33
2.6.1. O MÉTODO DO RC/NRR ...............................................................................33
2.6.2. O MÉTODO DO RC/NRR - QUAL O DBC A USAR? .....................................34
2.6.3. CORREÇÕES PARA O USO REAL DOS PROTETORES .............................35
2.6.4. USO DO DBA AO INVÉS DO DBC ................................................................35
2.6.5. O NRRSF .......................................................................................................36
2.6.6. CÁLCULO DE ATENUAÇÃO AO RUÍDO .......................................................36
2.6.6.1. Cálculo do tempo real de uso do Protetor Auricular .................................36
2.7. ESCLARECIMENTOS E DÚVIDAS SOBRE O AGENTE RUÍDO ..........................41
2.7.1. PARA COMEÇO DE CONVERSA ..................................................................41
2.7.1.1. O que é som? ..........................................................................................41
2.7.1.2. O que é ruído? ........................................................................................41
2.7.1.3. Qual a origem do dB? ..............................................................................41
2.7.1.4. E o dBA? .................................................................................................42
2.7.1.5. Por que não posso somar níveis em dB? ................................................42
2.7.2. MEDINDO O NÍVEL DE PRESSÃO SONORA ...............................................42
2.7.2.1. Como é possível medir ultrassom? ..........................................................42
2.7.2.2. É válido realizar média aritmética de vários valores em dB? ...................43
2.7.2.3. Quais os cuidados ao medir níveis de ruído muito altos? ........................43
2.7.2.4. Como fazer medições com chuva? ..........................................................43
SUMÁRIO
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eST– 202 - Higiene do Trabalho – Parte B / PECE, 2o ciclo de 2014.
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2.7.3. CALIBRAÇÃO E AFERIÇÃO ..........................................................................43
2.7.3.1. Com que frequência devo calibrar meu medidor de ruído? ......................43
2.7.3.2. Como verificar se o calibrador está ok? ...................................................44
2.7.3.3. Posso intercambiar calibradores de ruído entre diferentes aparelhos? ....44
2.7.3.4. Por que os calibradores têm frequência de 1.000Hz? .............................44
2.7.3.5. Por que os calibradores têm diferentes níveis de calibração? .................44
2.7.4. FAZENDOA DOSIMETRIA ............................................................................45
2.7.4.1. Devo tirar o dosímetro do trabalhador na hora do almoço? .....................45
2.7.4.2. Como ajustar um dosímetro recém adquirido? ........................................45
2.7.5. ATENUAÇÃO DE PROTETORES ..................................................................45
2.7.5.1. Posso usar um microfone miniatura dentro do protetor auricular para
medir a atenuação real do ruído? .........................................................................45
2.7.5.2. Posso usar uma cabine audiométrica e calcular a atenuação de um
protetor de inserção, fazendo o teste com e sem o EPI? .....................................46
2.7.6. DÚVIDAS INICIAIS ........................................................................................46
2.7.6.1. Qual a diferença entre Lavg e Leq? .........................................................46
2.7.6.2. Posso usar sem medo o nível de ruído extrapolado para 8 horas fornecido
pelo dosímetro? ...................................................................................................46
2.7.6.3. Afinal, qual é melhor, q=3 ou q=5? ..........................................................47
2.7.6.4. Posso transformar uma leitura em dBC para dBA? .................................47
2.7.7. ALGUMAS CURIOSIDADES ..........................................................................47
2.7.7.1. Por que os sons e ruídos de baixa frequência se ouvem em toda a parte?
.............................................................................................................................47
2.7.7.2. Quanto eu ganho em redução do ruído me afastando da fonte? .............48
2.7.7.3. Como seria uma boa parede para isolar ruído? .......................................48
2.8. TESTES ................................................................................................................49
2.9. EXERCÍCIOS ........................................................................................................51
CAPÍTULO 3. EXPOSIÇÃO OCUPACIONAL ÀS VIBRAÇÕES MECÂNICAS ...............52
3.1. PRÉ-REQUISITOS ...............................................................................................53
3.2. EXPOSIÇÃO OCUPACIONAL ÀS VIBRAÇÕES – OCORRÊNCIAS .....................53
3.3. CLASSIFICAÇÃO DAS VIBRAÇÕES TRANSMITIDAS ........................................53
3.4. CRITÉRIO LEGAL ................................................................................................53
3.5. MODELO MECÂNICO SIMPLIFICADO DO CORPO HUMANO (RESSONÂNCIAS)
....................................................................................................................................54
3.6. SELEÇÃO DE PARÂMETROS .............................................................................55
3.7. VIBRAÇÕES LOCALIZADAS – EFEITOS DA EXPOSIÇÃO .................................56
3.8. AVALIAÇÃO DA EXPOSIÇÃO À VIBRAÇÃO TRANSMITIDA ÀS MÃOS .............56
3.9. ISO 5349: 1986 - PRINCIPAIS ASPECTOS ..........................................................57
3.9.1. MÉTODO DE MEDIÇÃO: ...............................................................................57
3.9.2. CARACTERIZAÇÃO DA EXPOSIÇÃO À VIBRAÇÃO: ...................................58
3.10. MONTAGEM DO SISTEMA DE MEDIÇÃO, TIPOS E CARACTERÍSTICAS DE
ACELERÔMETROS. ...................................................................................................67
3.11. UTILIZAÇÃO DE ADAPTADORES .....................................................................68
3.11.1. RESTRIÇÕES E CUIDADOS .......................................................................68
3.11.2. MEDIÇÃO TRIAXIAL (ISO 5349-2:2001).....................................................71
3.11.2.1. CASO 1 – Vibração nos eixos são semelhantes ....................................71
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 .....................................................................................................71
3.12. VIBRAÇÕES DE CORPO INTEIRO ....................................................................74
3.12.1. ISO 2631/1:1985 - ASPECTOS GERAIS .....................................................74
3.12.2. CONSIDERAÇÕES SOBRE OS LIMITES DA ACGIH ..................................80
3.12.3. EXEMPLOS, APLICAÇÃO DOS LIMITES, DISCUSSÃO .............................82
SUMÁRIO
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3.13. NORMA INTERNACIONAL ISO 2631-1: 1997 ...................................................83
3.13.1. MÉTODOS DE AVALIAÇÃO ISO 2631-1: 1997 ..........................................84
3.13.2. PONDERAÇÃO EM FREQUÊNCIA E AVALIAÇÃO DA VIBRAÇÃO
RELATIVOS À SAÚDE ............................................................................................86
3.13.3. ISO 2631-1:1997 - GUIA PARA OS EFEITOS DA VIBRAÇÃO À SAÚDE
(CARÁTER INFORMATIVO). ...................................................................................86
3.14. VIBRAÇÕES - PROGRAMA DE CONTROLE DE RISCOS (PCRV) ...................90
3.14.1. PCRV DENTRO DA ESTRUTURA DO PPRA ..............................................90
3.14.2. ANTECIPAÇÃO............................................................................................91
3.14.3. RECONHECIMENTO ...................................................................................91
3.15. TESTES ..............................................................................................................92
3.16. EXERCÍCIOS ......................................................................................................94
CAPÍTULO 4. ILUMINAÇÃO ......................................................................................... 105
4.1. A CIÊNCIA DA ILUMINAÇÃO ............................................................................. 106
4.1.1. A NATUREZA FÍSICA DA LUZ ..................................................................... 106
4.1.2. GERAÇÃO, PROPAGAÇÃO E PERCEPÇÃO DA LUZ ................................ 108
4.1.3. INCANDESCÊNCIA E LUMINESCÊNCIA .................................................... 108
4.1.4. REFLEXÃO, TRANSMISSÃO E ABSORÇÃO .............................................. 110
4.1.5. REFLEXÃO LUMINOSA ............................................................................... 110
4.1.6. TRANSMISSÃO LUMINOSA ........................................................................ 110
4.1.6.1. Transparência e Translucidez................................................................ 110
4.1.6.2. Difusão .................................................................................................. 111
4.1.6.3. Transmissão Seletiva ............................................................................ 113
4.1.6.4. Espalhamento Retroativo ...................................................................... 113
4.1.6.5. Transmitância e Transmissividade ........................................................ 113
4.1.7. REFRAÇÃO ................................................................................................. 114
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. GRANDEZASE UNIDADES FOTOMÉTRICAS ......................................... 122
4.1.11. FLUXO RADIANTE .................................................................................... 124
4.1.12. FLUXO LUMINOSO ................................................................................... 124
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
SUMÁRIO
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eST– 202 - Higiene do Trabalho – Parte B / PECE, 2o ciclo de 2014.
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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 ............................................................................ 142
4.4. NORMAS TÉCNICAS E LIMITES DE TOLERÂNCIA .......................................... 145
4.4.1. TERMOS TÉCNICOS DE ILUMINAÇÃO ...................................................... 145
4.4.2. ILUMINAÇÃO DE AMBIENTES DE TRABALHO INTERNOS ...................... 146
4.4.2.1. Iluminância na área de tarefa e no entorno imediato ............................. 148
4.4.2.2. Controle de ofuscamento ....................................................................... 150
4.4.2.3. Reprodução de cor mínima ................................................................... 152
4.4.2.4. Avaliação em Áreas Externas ................................................................ 153
4.4.2.5. Limites de tolerância .............................................................................. 153
4.6. AÇÕES CORRETIVAS ....................................................................................... 156
4.7. CASOS REAIS .................................................................................................... 157
4.8. TÓPICOS AVANÇADOS – PROJETO DE ILUMINAÇÃO EM SUBSOLO ........... 158
4.8.1. OBJETIVOS DE UM PROJETO MINEIRO DE ILUMINAÇÃO ...................... 158
4.8.1.1. Aumento da visibilidade dos riscos ........................................................ 159
4.8.1.2. Aumento da resposta visual ao campo periférico................................... 159
4.8.1.3. Mobilidade ............................................................................................. 160
4.8.1.4. Refletância e contraste .......................................................................... 160
4.8.1.5. Riscos elétricos ..................................................................................... 160
4.8.1.6. Ofuscamento ......................................................................................... 160
4.8.2. PROJETO PELO MÉTODO PONTO A PONTO ........................................... 161
4.9. TESTES .............................................................................................................. 163
CAPÍTULO 5. PRESSÕES ............................................................................................ 166
5.1. PRESSÕES ANORMAIS .................................................................................... 167
5.2. EFEITOS DA PRESSÃO ATMOSFÉRICA NO ORGANISMO ............................. 167
5.2.1. BAROTRAUMA ............................................................................................ 168
5.2.2. EMBOLIA TRAUMÁTICA PELO AR ............................................................. 168
5.2.3. EMBRIAGUÊS DAS PROFUNDIDADES ..................................................... 168
5.3. MEDIDAS DE CONTROLE ................................................................................. 169
5.3.1. COMPRESSÃO ........................................................................................... 169
5.3.2. DESCOMPRESSÃO .................................................................................... 171
5.3.3. CÂMARA DE COMPRESSÃO. ..................................................................... 171
5.4 RESUMO DAS MEDIDAS DE CONTROLE PARA TRABALHO SOB AR
COMPRIMIDO EM TUBULÕES PNEUMÁTICOS E TÚNEIS PRESSURIZADOS 176
5.4.1. RELATIVAS AO AMBIENTE ...................................................................... 176
5.4.2. RELATIVAS AO PESSOAL: ....................................................................... 176
5.5 CORRELAÇÃO ENTRE A ALTITUDE, A PRESSÃO ATMOSFÉRICA E A
PRESSÃO PARCIAL DO OXIGÊNIO ......................................................................... 176
5.6 EFEITOS DA ALTITUDE NO ORGANISMO: ....................................................... 177
5.6.1. A CURTO PRAZO: ....................................................................................... 177
5.6.2. A MÉDIO PRAZO ......................................................................................... 177
5.6.3. A LONGO PRAZO ........................................................................................ 177
5.8 MEDICINA HIPERBÁRICA E OXIGENIOTERAPIA HIPERBÁRICA (O2HB) ........ 179
5.9 TESTES ............................................................................................................... 182
CAPÍTULO 6. RADIAÇÕES IONIZANTES ....................................................................184
SUMÁRIO
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eST– 202 - Higiene do Trabalho – Parte B / PECE, 2o ciclo de 2014.
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6.1. INTRODUÇÃO .................................................................................................... 185
6.1.1. O ÁTOMO .................................................................................................... 185
6.1.2. IONIZAÇÃO E EXCITAÇÃO ......................................................................... 186
6.1.3. RADIAÇÃO IONIZANTE ............................................................................... 186
6.1.4. A RADIOATIVIDADE .................................................................................... 187
6.1.5. FONTES DE RADIAÇÃO IONIZANTE ......................................................... 188
6.2. CLASSIFICAÇÃO DAS RADIAÇÕES IONIZANTES ........................................... 189
6.2.1. RADIAÇÕES DIRETAMENTE IONIZANTES ................................................ 189
6.2.1.1. Partículas Alfa ....................................................................................... 189
6.2.1.2. Partículas Beta ...................................................................................... 191
6.2.2. RADIAÇÕES INDIRETAMENTE IONIZANTES ............................................ 192
6.2.2.1. Raios Gama .......................................................................................... 192
6.2.2.2. Raios X .................................................................................................. 196
6.3. GRANDEZAS E UNIDADES ............................................................................... 197
6.3.1. ATIVIDADE .................................................................................................. 197
6.3.2. MEIA-VIDA FÍSICA ...................................................................................... 198
6.3.3. DOSE DE EXPOSIÇÃO ............................................................................... 199
6.3.4. DOSE ABSORVIDA ..................................................................................... 199
6.3.5. DOSE EQUIVALENTE OU DOSE DE EFEITO ............................................ 200
6.4. DETECTORES DE RADIAÇÃO IONIZANTE ...................................................... 201
6.4.1. CÂMARA DE IONIZAÇÃO ........................................................................... 201
6.4.2. DETECTOR GEIGER MÜLLER ................................................................... 201
6.4.3. DETECTOR DE CINTILAÇÃO ..................................................................... 201
6.4.4. CANETA DOSIMÉTRICA ............................................................................. 202
6.4.5. FILME DOSIMÉTRICO................................................................................. 202
6.4.6. DOSÍMETRO TERMOLUMINESCENTE ...................................................... 202
6.5. EFEITOS BIOLÓGICOS DA RADIAÇÃO IONIZANTE ........................................ 203
6.5.1. AÇÃO DIRETA E INDIRETA DA RADIAÇÃO ............................................... 204
6.5.2. RADIOSSENSIBILIDADE ............................................................................. 204
6.5.3. SÍNDROME AGUDA DAS RADIAÇÕES ...................................................... 205
6.5.4. OUTROS EFEITOS AGUDOS ..................................................................... 206
6.5.5. EFEITOS TARDIOS ..................................................................................... 206
6.5.6. ACIDENTES COM FONTES RADIOATIVAS ............................................... 207
6.6. LIMITES PARA EXPOSIÇÃO À RADIAÇÃO IONIZANTE ................................... 209
6.6.1. DIRETRIZES BÁSICAS DE RADIOPROTEÇÃO – CNEN NE 3.01 .............. 209
6.7. CONTROLE DA EXPOSIÇÃO À RADIAÇÃO IONIZANTE .................................. 211
6.7.1. RADIAÇÃO EXTERNA ................................................................................. 211
6.7.1.1. Tempo: .................................................................................................. 211
6.7.1.2. Distância: .............................................................................................. 211
6.7.1.3. Blindagem: ............................................................................................ 217
6.7.2. RADIAÇÃO INTERNA .................................................................................. 220
6.8. CONTAMINAÇÃO RADIOATIVA ........................................................................ 221
6.9. DESCONTAMINAÇÃO........................................................................................ 223
6.10. TESTES ............................................................................................................ 225
6.11. EXERCÍCIOS .................................................................................................... 227
CAPÍTULO 7. RADIAÇÕES NÃO IONIZANTES ........................................................... 229
7.1. A CIÊNCIA DA RADIAÇÃO NÃO IONIZANTE .................................................... 230
7.1.1. RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA ....................................................................... 230
7.1.2. RADIAÇÃO VISÍVEL .................................................................................... 231
7.1.3. LASER ......................................................................................................... 231
7.1.4. RADIAÇÃO INFRAVERMELHA ................................................................... 231
7.1.5. MICROONDAS ............................................................................................ 232
7.1.6. ONDAS DE RÁDIO ...................................................................................... 232
SUMÁRIO
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7.1.7. ONDAS DE FREQUÊNCIA EXTRA BAIXA (ELF) ........................................ 232
7.1.8 RADIAÇÃO SOLAR ...................................................................................... 233
7.2. A NATUREZA DO PROBLEMA .......................................................................... 235
7.2.1. RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA ....................................................................... 235
7.2.2. RADIAÇÃO VISÍVEL .................................................................................... 235
7.2.3. LASER ......................................................................................................... 236
7.2.4. TERMINAIS DE VÍDEO ................................................................................ 237
7.2.5. RADIAÇÃO INFRAVERMELHA ................................................................... 237
7.2.6. MICROONDAS ............................................................................................ 237
7.2.7. ONDAS DE RADIO ...................................................................................... 238
7.2.8. RADIAÇÃO DE FREQUÊNCIA EXTRA BAIXA (ELF) .................................. 238
7.3. EXEMPLOS REAIS ............................................................................................. 239
7.3.1. O PROBLEMA DOS CAMPOS MAGNÉTICOS ............................................ 239
7.3.2. CAMPOS MAGNÉTICOS E LEUCEMIA ...................................................... 239
7.4. LIMITES ADMISSÍVEIS ...................................................................................... 241
7.4.1. RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA ....................................................................... 241
7.4.2. RADIAÇÃO VISÍVEL .................................................................................... 241
7.4.3. RADIAÇÃO INFRAVERMELHA................................................................... 241
7.4.4. MICROONDAS E ONDAS DE RÁDIO .......................................................... 241
7.4.5. RADIAÇÃO DE FREQUÊNCIA MUITO BAIXA (ELF) ................................... 242
7.5. METODOLOGIA DE MEDIÇÃO .......................................................................... 242
7.5.1. RADIÔMETROS........................................................................................... 242
7.5.2. FOTÔMETROS ............................................................................................ 242
7.5.3. MÉTODOS MISTOS .................................................................................... 243
7.6. AÇÕES CORRETIVAS ....................................................................................... 243
7.6.1. RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA ....................................................................... 243
7.6.2. RADIAÇÃO VISÍVEL .................................................................................... 244
7.6.2.1. Terminais de Vídeo ............................................................................... 244
7.6.2.2. Lasers ................................................................................................... 244
7.6.3. RADIAÇÃO INFRAVERMELHA ................................................................... 245
7.6.4. MICROONDAS ............................................................................................ 245
7.6.5. RADIOFREQUÊNCIAS ................................................................................ 245
7.6.6. FREQUÊNCIAS EXTREMAMENTE BAIXAS ............................................... 245
7.7. CASOS REAIS .................................................................................................... 245
7.7.1. LÂMPADAS DE VAPOR DANIFICADAS ...................................................... 245
7.8. TESTES .............................................................................................................. 247
CAPÌTULO 8. AVALIAÇÃO E CONTROLE DA EXPOSIÇÃO AO CALOR................... 249
8.1. INTRODUÇÃO .................................................................................................... 250
8.2. MECANISMOS DE TROCAS TÉRMICAS ........................................................... 250
8.3. REAÇÕES DO ORGANISMO AO CALOR .......................................................... 251
8.4. CLASSIFICAÇÃO INTERNACIONAL DE ENFERMIDADES - OMS/75 ............... 253
8.4.1. GOLPE DE CALOR (HIPERTERMIA OU CHOQUE TÉRMICO) .................. 253
8.4.2. SÍNCOPE PELO CALOR (EXAUSTÃO PELO CALOR) ............................... 254
8.4.3. PROSTRAÇÃO TÉRMICA POR DESIDRATAÇÃO ...................................... 254
8.4.4. PROSTRAÇÃO TÉRMICA PELO DECRÉSCIMO DO TEOR SALINO ......... 255
8.4.5. CÃIBRAS DE CALOR .................................................................................. 255
8.4.6. ENFERMIDADES DAS GLÂNDULAS SUDORÍPARAS................................ 255
8.4.7. EDEMA PELO CALOR ................................................................................. 255
8.4.8. OUTROS EFEITOS À SAÚDE ..................................................................... 255
8.5. ACLIMATIZAÇÃO ............................................................................................... 256
8.6. CONFORTO TÉRMICO ...................................................................................... 257
8.6.1 VELOCIDADE DO AR ................................................................................... 257
8.6.2. UMIDADE RELATIVA DO AR ...................................................................... 258
SUMÁRIO
___________________________________________________________________________________
eST– 202 - Higiene do Trabalho – Parte B / PECE, 2o ciclo de 2014.
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8.7. ÍNDICES DE AVALIAÇÃO TÉRMICA .................................................................. 259
8.7.1. TEMPERATURA EFETIVA (TE) ................................................................... 260
8.7.2 ÍNDICE DE SOBRECARGA TÉRMICA (IST) DE BELDING E HATCH .......... 262
8.7.3. ÍNDICE DE BULBO ÚMIDO - TERMÔMETRO DE GLOBO (IBUTG) ........... 265
8.8. NORMA REGULAMENTADORA Nº.15 - ANEXO Nº. 3 ...................................... 266
8.9. REGIME DE TRABALHO INTERMITENTE COM DESCANSO EM OUTRO
LOCAL. ...................................................................................................................... 266
8.10. TEMPERATURA DE GLOBO ÚMIDO (TGU) .................................................... 269
8.11. LIMITES DE TOLERÂNCIA PARA O TRABALHO EM AMBIENTES QUENTES
.................................................................................................................................. 270
8.12. A EXPOSIÇÃO AOS AMBIENTES FRIOS ........................................................ 270
8.13. MEDIDAS DE CONTROLE (SOBRECARGA TÉRMICA) .................................. 275
8.13.1. MEDIDAS RELATIVAS AO AMBIENTE ..................................................... 275
8.13.2. MEDIDAS RELATIVAS AO TRABALHADOR ............................................. 275
8.14. TESTES ............................................................................................................ 280
8.15. EXERCÍCIOS .................................................................................................... 283
CAPÍTULO 9. FRIO ....................................................................................................... 292
9.1. INTRODUÇÃO .................................................................................................... 293
9.1.1. TEMPERATURA DO NÚCLEO DO CORPO ................................................ 293
9.1.2. TAXA DE RESFRIAMENTO PELO VENTO ................................................. 293
9.2. FISIOPATOLOGIA DO FRIO .............................................................................. 294
9.3. EFEITOS BIOLÓGICOS DA EXPOSIÇÃO AO FRIO .......................................... 296
9.3.1. LESÕES NÃO-CONGELANTES .................................................................. 296
9.3.1.1. Hipotermia ............................................................................................. 296
9.3.1.2. Geladura ou Queimadura do Frio .......................................................... 297
9.3.1.3. Síndrome de Imersão (“Pés de Imersão” ou “Pés de Trincheira”) .......... 297
9.3.2. LESÕES CONGELANTES ........................................................................... 298
9.3.2.1. Congelamento (“Frostbite”) .................................................................... 298
9.4. AVALIAÇÃO E CONTROLE DA EXPOSIÇÃO AO FRIO..................................... 298
9.5. TESTES .............................................................................................................. 302
9.6. EXERCÍCIOS ...................................................................................................... 304
CAPÍTULO 10. INTRODUÇÃO À HIGIENE E TOXICOLOGIA OCUPACIONAL .......... 306
10.1. PRINCÍPIOS GERAIS ....................................................................................... 307
10.2. O RELACIONAMENTO HIGIENE - TOXICOLOGIA - MEDICINA ..................... 309
10.3. O HIGIENISTA OCUPACIONAL ....................................................................... 310
10.4. A HIGIENE E TOXICOLOGIA OCUPACIONAL E A SAÚDE PÚBLICA ............. 312
10.5. A ATUAÇÃO DO HIGIENISTA OCUPACIONAL ............................................... 313
10.5.1. ANTECIPAÇÃO OU PREVISÃO DE RISCOS ............................................ 313
10.5.2. RECONHECIMENTO DE RISCOS ............................................................. 313
10.5.3. AVALIAÇÃO DE RISCOS ..........................................................................314
10.5.4. CONTROLE DE RISCOS ........................................................................... 314
10.6. TESTES ............................................................................................................ 316
CAPÍTULO 11. LIMITES DE EXPOSIÇÃO OCUPACIONAL A AGENTES QUÍMICOS 318
11.1. INTRODUÇÃO .................................................................................................. 319
11.2. AS DENOMINAÇÕES ....................................................................................... 320
11.2.1. LIMITES DE TOLERÂNCIA ........................................................................ 320
11.2.2. NÍVEIS ACEITÁVEIS DE EXPOSIÇÃO ...................................................... 321
11.2.3. LIMITES DE EXPOSIÇÃO OCUPACIONAL ............................................... 321
11.2.4. NÍVEIS DE EXPOSIÇÃO PERMITIDOS ..................................................... 321
11.2.5. CONCENTRAÇÕES MÁXIMAS ACEITÁVEIS ........................................... 321
11.2.6. NÍVEIS DE EXPOSIÇÃO RECOMENDADOS ............................................ 321
SUMÁRIO
___________________________________________________________________________________
eST– 202 - Higiene do Trabalho – Parte B / PECE, 2o ciclo de 2014.
viii
11.2.7. GUIA DE NÍVEIS DE EXPOSIÇÃO AMBIENTAL EM LOCAIS DE
TRABALHO ............................................................................................................ 321
11.2.8. VALORES LIMITES LIMIARES .................................................................. 321
11.2.9. VALOR DE REFERÊNCIA TECNOLÓGICO .............................................. 322
11.3. CRITÉRIOS PARA ESTABELECER PADRÕES ............................................... 324
11.3.1. PROIBITIVO ............................................................................................... 324
11.3.2. PERMISSOR .............................................................................................. 324
11.3.3. RESTRITIVO .............................................................................................. 324
11.3.4. ESPECULATIVO ........................................................................................ 324
11.3.5. PROGNOSTICADOR ................................................................................. 325
11.4. INTERAÇÕES ENTRE SUBSTÂNCIAS. ........................................................... 325
11.4.1. INTERAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA, ADITIVA E AMBIENTAL ......................... 326
11.4.2. INTERAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA, SINERGÉTICA E AMBIENTAL ............... 326
11.4.3. INTERAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA, ANTAGÔNICA E AMBIENTAL ................ 327
11.4.4. INTERAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA, ADITIVA NO ORGANISMO .................... 327
11.4.5. INTERAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA, SINERGÉTICA NO ORGANISMO .......... 327
11.4.6. INTERAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA, ANTAGÔNICA NO ORGANISMO ........... 327
11.4.7. INTERAÇÃO BIOLÓGICA E ADITIVA ........................................................ 327
11.4.8. INTERAÇÃO BIOLÓGICA, SINERGÉTICA OU ANTAGÔNICA ................. 328
11.5. RELAÇÕES DOSE-EFEITO E DOSE-RESPOSTA ........................................... 328
11.5.1. DIMENSÕES DA DOSE ............................................................................. 328
11.5.2. DIMENSÕES DO EFEITO .......................................................................... 329
11.5.3. RELAÇÃO DOSE-EFEITO ......................................................................... 330
11.5.4. RELAÇÃO DOSE-RESPOSTA ................................................................... 331
11.6. CONCENTRAÇÃO MÉDIA E CONCENTRAÇÃO MÁXIMA (TETO).................. 333
11.7. LIMITES DE EXPOSIÇÃO SEGUNDO A ACGIH .............................................. 335
11.7.1. LIMITE DE EXPOSIÇÃO DE CURTO PERÍODO ....................................... 337
11.8. OUTROS ÍNDICES ........................................................................................... 339
11.8.1. LIMIAR OLFATIVO ..................................................................................... 339
11.8.2. IDLH ........................................................................................................... 340
11.8.3. NÍVEL DE AÇÃO ........................................................................................ 341
11.8.4. RISCO RELATIVO ..................................................................................... 342
11.8.5. LIMITES PARA EXPOSIÇÃO SIMULTÂNEA A SUBSTÂNCIAS COM
MESMO EFEITO. ................................................................................................... 343
11.9. LIMITES SEGUNDO A LEGISLAÇÃO BRASILEIRA ......................................... 344
11.9.1. O ANEXO 11 DA NR-15 ............................................................................. 345
11.9.2. O ANEXO 12 DA NR-15 ............................................................................. 348
11.9.3. O ANEXO 13 DA NR-15 ............................................................................. 348
11.10. LIMITES DE EXPOSIÇÃO OCUPACIONAL PARA MULHERES .................... 349
11.11. LIMITES DE EXPOSIÇÃO OCUPACIONAL E HÁBITO DE FUMAR ............... 351
11.12. A DETERMINAÇÃO DE UM LIMITE E ADAPTAÇÃO PARA SITUAÇÕES NÃO
USUAIS. .................................................................................................................... 352
11.13. A EXTRAPOLAÇÃO DE VALORES PARA A POPULAÇÃO BRASILEIRA ..... 353
11.14. TESTES .......................................................................................................... 355
CAPÍTULO 12. RECONHECIMENTO DOS FATORES INTERVENIENTES NA
EXPOSIÇÃO OCUPACIONAL ...................................................................................... 358
12.1. INTRODUÇÃO .................................................................................................. 359
12.2. OBJETIVOS DE UMA AVALIAÇÃO. ................................................................. 360
12.3. ALGUNS CONCEITOS ..................................................................................... 361
12.3.1. AMOSTRAGEM ......................................................................................... 361
12.3.2. COLETA DE AMOSTRAS .......................................................................... 361
12.3.3. AVALIAÇÃO DA EXPOSIÇÃO OCUPACIONAL......................................... 361
12.3.4. MONITORIZAÇÃO AMBIENTAL ................................................................ 362
SUMÁRIO
___________________________________________________________________________________
eST– 202 - Higiene do Trabalho – Parte B / PECE, 2o ciclo de 2014.
ix
12.3.5. MONITORIZAÇÃO BIOLÓGICA ................................................................. 362
12.4. IDENTIFICAÇÃO DO AGENTE E RECONHECIMENTO DO RISCO. ............... 362
12.5. CONHECIMENTO DOS LOCAIS DE TRABALHO E ATIVIDADES A SEREM
AVALIADAS. .............................................................................................................. 363
12.5.1. ÁREA ......................................................................................................... 363
12.5.2. NÚMERO DE EXPOSTOS ......................................................................... 363
12.5.2.1. Funções, tarefas ou atividades ............................................................ 363
12.5.2.2. Turnos, turmas e horários de trabalho ................................................. 363
12.5.2.3. Movimentação de materiais e de pessoal ............................................ 364
12.5.3. FREQUÊNCIA E DURAÇÃO DA EXPOSIÇÃO .......................................... 364
12.5.4. RITMO DE TRABALHO E PRODUÇÃO ..................................................... 364
12.5.5. VENTILAÇÃO E CONDIÇÕES CLIMÁTICAS .............................................364
12.5.6. FATORES INTERVENIENTES NA COLETA DE AMOSTRAS ................... 365
12.6. TESTES ............................................................................................................ 366
CAPÍTULO 13. AVALIAÇÃO DA EXPOSIÇÃO OCUPACIONAL ................................. 368
13.1. DEFINIÇÃO DE ESTRATÉGIAS DE AMOSTRAGEM....................................... 369
13.1.1. MÉTODO EMPREGADO. .......................................................................... 369
13.1.2. EQUIPAMENTOS PARA COLETA. ............................................................ 369
13.1.3. PESSOAL NECESSÁRIO PARA REALIZAR E ACOMPANHAR AS
COLETAS DE AMOSTRAS ................................................................................... 370
13.1.4. AMOSTRAS PESSOAIS E EM PONTOS FIXOS. ...................................... 370
13.1.5. AVALIAÇÕES DE FUNCIONÁRIOS E DE FUNÇÕES ............................... 371
13.1.6. GRUPOS HOMOGÊNEOS DE RISCO (GHR) ........................................... 371
13.1.7. NÚMERO DE FUNCIONÁRIOS A SEREM AMOSTRADOS EM CADA GHR
............................................................................................................................... 371
13.1.8. NÚMERO DE AMOSTRAS A SEREM COLETADAS EM CADA
FUNCIONÁRIO E TEMPO DE COLETA DE CADA AMOSTRA ............................. 372
13.1.9. DIAS E HORÁRIOS DAS COLETAS DE AMOSTRAS ............................... 375
13.1.10. CONSERVAÇÃO E TRANSPORTE DE AMOSTRAS .............................. 375
13.2. COLETA DE AMOSTRAS ................................................................................. 375
13.2.1. COLETA DE UM VOLUME DA ATMOSFERA ............................................ 376
13.2.2. COLETA COM ANÁLISE INSTANTÂNEA .................................................. 377
13.2.2.1. Papéis reativos .................................................................................... 377
13.2.2.2. Tubos indicadores ............................................................................... 377
13.2.2.3. Instrumentos de leitura direta .............................................................. 377
13.2.3. COLETA DO CONTAMINANTE ................................................................. 377
13.3. ANÁLISE DO MATERIAL COLETADO ............................................................. 378
13.4. CÁLCULOS E INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS DA ESTIMATIVA DA
EXPOSIÇÃO OCUPACIONAL ................................................................................... 378
13.4.1. MÉDIA PONDERADA PELO TEMPO (MPT) .............................................. 379
CONCENTRAÇÃO .................................................................................................... 380
13.4.2. ESTIMATIVA DE MÉDIAS PARA UM GHR ................................................ 380
13.4.3. COMPARAÇÃO COM OS LIMITES DE EXPOSIÇÃO OCUPACIONAL ..... 382
13.4.3.1. Cálculo dos Índices de Exposição ....................................................... 382
13.4.3.2. Comparação dos valores e médias obtidas em uma avaliação ............ 383
13.4.4. ESTIMATIVA DA PROBABILIDADE DE ULTRAPASSAR O LIMITE DE
EXPOSIÇÃO OCUPACIONAL ............................................................................... 383
13.4.4.1. Estimativa segundo o NIOSH .............................................................. 384
METAL ....................................................................................................................... 385
13.4.4.2. Estimativa segundo o INRS. ................................................................ 386
13.5. CONSIDERAÇÕES FINAIS .............................................................................. 388
13.6. TESTES ............................................................................................................ 389
ANEXO A ...................................................................................................................... 392
SUMÁRIO
___________________________________________________________________________________
eST– 202 - Higiene do Trabalho – Parte B / PECE, 2o ciclo de 2014.
x
PRINCIPAIS ASPECTOS DA NBR 10152:1987 – NÍVEIS DE RUÍDO PARA
CONFORTO ACÚSTICO ........................................................................................... 392
ANEXO B ...................................................................................................................... 396
NORMA I.S.O 5349 (1986) ...................................................................................... 396
ANEXO C ...................................................................................................................... 400
PRESSÕES ANORMAIS - PORTARIA Nº 5 DE 09-02-83 ........................................ 400
BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................. 401
Capítulo 1. Introdução aos Agentes Físicos
___________________________________________________________________________________
eST– 202 - Higiene do Trabalho – Parte B / PECE, 2o ciclo de 2014.
1
CAPÍTULO 1. INTRODUÇÃO AOS AGENTES FÍSICOS
Prof. MÁRIO LUIZ FANTAZZINI
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.
Capítulo 1. Introdução aos Agentes Físicos
___________________________________________________________________________________
eST– 202 - Higiene do Trabalho – Parte B / PECE, 2o ciclo de 2014.
2
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 Microondas;
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 limitesde 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
Capítulo 1. Introdução aos Agentes Físicos
___________________________________________________________________________________
eST– 202 - Higiene do Trabalho – Parte B / PECE, 2o ciclo de 2014.
3
aqueles representados por trabalhos em tubulões ou caixões pneumáticos, ou ainda no
mergulho 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.
Também há zonas de penumbra nos casos das reais potencialidades carcinogênicas
dessas radiações não ionizantes.
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.
Capítulo 1. Introdução aos Agentes Físicos
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eST– 202 - Higiene do Trabalho – Parte B / PECE, 2o ciclo de 2014.
4
Figura 1.1. O Espectro Eletromagnético e os TLVs relacionados
Capítulo 1. Introdução aos Agentes Físicos
___________________________________________________________________________________
eST– 202 - Higiene do Trabalho – Parte B / PECE, 2o ciclo de 2014.
5
1.3. TESTES
1. Qual dessas é uma Radiação Eletromagnética Ionizante?
a) Radiação Infravermelha.
b) Radiação Ultravioleta.
c) Radiação gama.
d) Laser.
e) Microondas.
2. Qual a afirmação incorreta com relação às pressões anormais?
a) não fazem parte do ofício da higiene ocupacional.
b) a chave do controle são os tempos e o gradiente de pressão.
c) as variações de pressão são impostas pelo processo.
d) um exemplo de ambiente hiperbárico é o mergulho aquático.
e) são mais graves em ambientes hipobáricos.
Capítulo 2. Avaliação e Controle da Exposição Ocupacional ao Ruído
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eST– 202 - Higiene do Trabalho – Parte B / PECE, 2o ciclo de 2014.
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CAPÍTULO 2. AVALIAÇÃO E CONTROLE DA EXPOSIÇÃO OCUPACIONAL AO
RUÍDO
Prof. MÁRIO LUIZ FANTAZZINI
OBJETIVOS DO ESTUDO
Proporcionar um conhecimento teórico sobre a avaliação e controle da exposição
ocupacional ao ruído, além de apresentar os aspectos legais da poluição sonora gerada
pelo homem no ambiente.
Ao final deste módulo, o aluno deverá estar apto a identificar:
Os aspectos gerais relacionados à exposição ao ruído, seus efeitos e inserção no
contexto atual;
Os principais dispositivos legais onde a norma NBR 10151:2000 está inserida, sua
abrangência, conteúdo básico e parâmetros utilizados;
Os requisitos básicos sobre instrumental utilizado na medição do ruído, visando o
conforto acústico;
O conteúdo básico e aplicação da NBR 10152;
A caracterização das exposições ocupacionais e seu relacionamento técnico –
legal.
Capítulo 2. Avaliação e Controle da Exposição Ocupacional ao Ruído
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eST– 202 - Higiene do Trabalho – Parte B / PECE, 2o ciclo de 2014.
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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:
Capítulo 2. Avaliação e Controle da Exposição Ocupacional ao Ruído
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eST– 202 - Higiene do Trabalho – Parte B / PECE, 2o ciclo de 2014.
8
P
A
d
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.log
oP
P
Sendo:
L = nível de pressão sonora (dB)
Po = pressão sonora de referência, por convenção, 20 Pa
P= Pressão sonora encontrada no ambiente (Pa)
d = distância
A= amplitude da onda
comprimento da onda
Período =Tempo de um ciclo
Capítulo 2. Avaliação e Controle da Exposição Ocupacional ao Ruído
___________________________________________________________________________________
eST– 202 - Higiene do Trabalho – Parte B / PECE, 2o ciclo de 2014.
9
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).
Notar: 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
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.
A seguir é apresentada uma ilustração comparativa entre situações práticas de
ruído e os níveis em dB.
Capítulo 2. Avaliação e Controle da ExposiçãoOcupacional ao Ruído
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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= 10 log (
n
1i
10
Li
10
)
Para uma maior agilidade na combinação de níveis em dB, utiliza-se a tabela 2.1.
Capítulo 2. Avaliação e Controle da Exposição Ocupacional ao Ruído
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Tabela 2.1. Diferença entre níveis e a quantidade a ser adicionada ao maior nível.
Diferença entre níveis (dB) Quantidade a ser adicionada
ao maior nível (dB)
0,0 3,0
0,2 2,9
0,4 2,8
0,6 2,7
0,8 2,6
1,0 2,5
1,5 2,3
2,0 2,1
2,5 2,0
3,0 1,8
3,5 1,6
4,0 1,5
4,5 1,3
5,0 1,2
5,5 1,1
6,0 1,0
6,5 0,9
7,0 0,8
7,5 0,7
8,0 0,6
9,0 0,5
10,0 0,4
11,0 0,3
13,0 0,2
15,0 0,1
Nota: para diferenças superiores a 15, considerar um acréscimo igual a zero, ou seja,
prevalece apenas o maior nível.
Quadro 2.1.
Combinação de níveis em dB
Combine:
95 & 95= 98 dB
95 & 90= 96,2 dB
95 & 85= 95,4 dB
95 & 75= 95 dB
Aspectos Práticos:
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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.
Frequência do som (Hz)
Figura 2.4. Curvas de Ponderação ou de Compensação
V
a
lo
r
a
s
e
r
c
o
m
p
e
n
s
a
d
o
(d
B
)
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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.
Observar: 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.
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;
“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.
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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. Esse máximos não devem ser
chamados de "picos", pois ovalor de pico é uma designação específica, o maior valor da
pressão sonora ocorrido no intervalo de medição (há medidores especiais para isso).
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) Exemplo: Ls+n=60 dB e Ln=53 dB
Ln= ruído de fundo Ls+n-Ln=7 dB - L=1 dB
Ls= ruído da fonte Ls=Ls+n-L = 60-1 = 59dB
Ls = Ls+n - L
Figura 2.6. Decréscimo global advindo da desativação da fonte de interesse.
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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 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) Máxima Exposição Diária Permissível
85 8 horas
86 7 horas
87 6 horas
88 5 horas
89 4 horas e 30 minutos
90 4 horas
91 3 horas e 30 minutos
92 3 horas
93 2 horas e 40 minutos
94 2 horas e 15 minutos
95 2 horas
96 1 hora e 45 minutos
98 1 hora e 15 minutos
100 1 hora
102 45 minutos
104 35 minutos
105 30 minutos
106 25 minutos
108 20 minutos
110 15 minutos
112 10 minutos
114 08 minutos
115 * 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.
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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 / Tp1 + Te2/Tp2 + ..... Tei / Tpi + ...... + Ten /Tpn
Onde:
D= dose de ruído
Tei= tempo de exposição a um determinado nível (i)
Tpi= 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 =
6,5
87x8
= 107%
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Todavia, essa extrapolação pressupõe que a amostra feita foi representativa.
Quadro 2.2.
Numa determinada indústria, a exposição o operador de campo A é a seguinte:
Nível de ruído junto à zona auditiva tempo de exposição diária
85 dB(A) 6 horas
90 dB(A) 2 horas
A exposição ultrapassa o limite de tolerância? Demonstre
Resposta:
D = 6/8 + 2/4 = 1,25
1,25 > 1 LIMITE EXCEDIDO
Nota 2.1.
Na mesma empresa, o operador B possui o seguinte perfil de exposição:
Nível de ruído junto à zona auditiva tempo de exposição diária
85 dB(A) 4 horas
95 dB(A) 1 hora
68 dB(A) 1 hora
90 dB(A) 2 horas
A exposição ultrapassa o limite de tolerância?
Resposta:
D= 4/8 + ½ + 2/4 = 1,5 OU 150%
EXCEDE
NOTA: SÓ ENTRAM NA DOSE VALORES IGUAIS OU SUPERIORES A 80 dBa.
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Nota 2.2.
a) O mecânico de manutenção possui o seguinte perfil de exposição:
Nível de ruído junto à zona auditiva Tempo de exposição diária
100 dB(A) 1 hora
95 dB(A) 0,5 horas
85 dB(A) 6 horas
75 dB(A) 0,5 horas
Qual sua dose de ruído ?
Resposta:
D=1/1 + 0,5/2 + 6/8 = 2 ou 200%
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:
D = 8/4 = 2 OU 200%
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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 dos
limites de tolerância NR-15, a fórmula simplificada de cálculo é:
Lavg = 80+16,61 log (0,16 CD/TM)
Sendo:
TM= (tempo de amostragem (horas decimais))
CD= contagem da dose (porcentagem)
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.
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2.4. EXERCÍCIOS
1) A fórmula do tempo permitido a um certo nível de ruído (Anexo 1 da NR 15) é
dada por:
Tempo permitido = 16 / 2(L-80)/5
Calcule os tempos permitidos para os níveis de 80 e 84dBA, não presentes na
tabela.
Resposta:
Para um nivel de 80 dB(A), temos que:
tempo permitido = 16 / {2 elevado a [(80-80)/5]} = 16 horas
Para um nivel de 84 dB(A), temos que:
tempo permitido = 16 / {2 elevado a [(84-80)/5]} = 9,1896 horas
9,1896 horas = 9 horas e 0,1896*60 = 11 minutos.
Ou seja 9 horas e 11 minutos.
2) 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:
D = 5/7 + x/1,25 = 1 >>>> x=0,36 h ou 21 min
*Obs: deve ser aproximado para 98 dBA para ter maior segurança.
COMO A DOSE FOI ATINGIDA (1) ÀS 5H 21MIN DE JORNADA, SE A
JORNADA TOTAL É DE 8 HORAS A DOSE SERÁ ULTRAPASSADA.
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3) 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:
Lavg = 80 + 16,61 Log (0,16 . CD/TM)
Lavg = 80 + 16,61 Log (0,16 . 344 / 6) = ~ 96 .dBA
4) 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:
6h - 87 dBA
7h - 86 dBA
4h - 90 dBA
EM TODOS OS CASOS A DOSE MÁXIMA PERMISSÍVEL É DE 100 %
PARA QUE O NÍVEL MÉDIO SEJA REPRESENTATIVO DA EXPOSIÇÃO, É
NECESSÁRIO CONHECER A DURAÇÃO DA JORNADA.
NO CASO DA DOSE, NÃO É NECESSÁRIO, POIS A DOSE É UM INDICADOR
ABSOLUTO.
5) 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?
Resposta:
8 HORAS DIÁRIAS = 85 .dBA >>>>> QUE SERÁ A COMBINAÇÃO DE UM
NÍVEL DE 82 COM OUTRO DE ? 82! 82 “+” 82” = 85.
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6) 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
VEJA AS CURVAS DE COMPENSAÇÃO.
7) O mesmo vai ser feito para um tom puro de 1000 Hz. Que valores serão lidos?
Resposta:
TODOS OS VALORES SERÃO IGUAIS
8) Se você fabricasse um calibrador de ruído de tom puro, que frequência
selecionaria ?
Resposta:
1000 Hz PARA PODER CALIBRAR EM TODAS AS ESCALAS.
9) A fórmula da intensidade sonora em um dado ponto, para uma fonte pontual em
espaço aberto, é I = W/4r2 , onde W é a potência sonora da fonte e r a distância da
fonte ao ponto em que se deseja a intensidade. Se a distância à fonte é dobrada, qual a
nova intensidade? Se dB=10 log I/Io, em quantos dB se reduziu a intensidade? Se a
relação entre a pressão sonora e a intensidade é I = k p2, onde k é constante, qual a
variação no nível de pressão sonora, em dB? Se a potência sonora dobrar, como fica o
novo nível de pressão sonora?
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24
Resposta:
d2 = 2d1
W: única fonte de potência sonora
24 d
W
I
,
2
1
1
4 d
W
I
,
2
2
2
4 d
W
I
Logo:
2
1
22
1
2
1
2
4
4
44)2(4 d
W
I
d
W
d
W
I
, ou seja:
4
1
2
I
I
A nova intensidade será um quarto da intensidade inicial.
Sendo :
0
1
1 log10
I
I
dB
,
4
1
2
I
I
Então:
62log202log10
4
log10log102 11
2
1
0
1
0
2 dBdBdB
I
I
I
I
dB
O que indica queda de 6dB(A) a cada dobro de distância da fonte.
Sendo:
2kpI
,
2
11 kpI
,
2
22 kpI
,
4
1
2
I
I
Então:
244
1
2
2
112
2
p
p
k
kp
k
I
k
I
p
A pressão sonora será a metade da pressão inicial.
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25
Sendo:
0
1
1 log10
I
I
dB
,
2
11 kpI
,
2
22 kpI
Então:
0
1
1
2
0
1
12
0
2
1
1 log20log10log10
p
p
dB
p
p
dB
kp
kp
dB
0
1
2
2
0
1
22
0
2
2
2
2
log20
2
log10log10p
p
dB
p
p
dB
kp
kp
dB
62log20 112 dBdBdB
Ainda que a potência sonora dobre, triplique ou quadruplique, o resultado é o
mesmo (a cada dobro de distância, o nível de pressão sonora cai 6dB), pois o
que interfere na atenuação desse ruído é a distância da fonte emissora ao
ponto em estudo.
Para este exercício, foram usadas as seguintes propriedades dos
logarítimos:
1)
)*log(loglog BABA
2)
)/log(loglog BABA
3)
AA loglog 1
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2.5. NORMA BRASILEIRA NBR 10151 – CONTEXTO E APLICAÇÃO
2.5.1. EFEITOS
Poluição sonora é um dos maiores causadores de estresse na vida moderna e um
dos problemas urbanos contemporâneos mais graves. É a terceira maior poluição
ambiental segundo a OMS.
O início do estresse auditivo é observado para exposições a níveis de pressão
sonora a partir de 55 dB(10).
Em condições de silêncio, o sono apresenta uma qualidade maior. Na medida em
que o ruído aumenta, o organismo, mesmo dormindo, começa a manifestar gradualmente
seu alerta. A partir do valor médio de 35 dB(A) verificam-se mudanças nas reações
vegetativas, no eletroencefalograma e na estrutura do sono, ficando o mesmo mais
superficial. Quando o ruído de fundo atinge 65 dB(A), os reflexos protetores do ouvido
médio parecem entrar em ação, anulando em parte a audição e propiciando insegurança
pela perda da vigília. Este aspecto é evidenciado por uma reação de maior latência para
dormir. Devido a isto, provavelmente a 75 dB(A) de ruído de fundo a qualidade do sono
se recupera parcialmente, porém é inferior àquela observada a níveis mais silenciosos. A
poluição sonora reduz significantemente a qualidade absoluta do sono, implicando na
diminuição do desempenho físico, mental, psicológico e perda provável da alerta
auditivo(9).
No estado de vigília, um ruído com nível equivalente de até 50 dB(A) pode
perturbar, mas é adaptável. A partir de 55 dB(A) pode provocar estresse leve, gerar
dependência e desconforto. O estresse degradativo do organismo começa por volta de
65 dB(A) com desequilíbrio bioquímico, aumentando certos riscos (infarte, derrame
cerebral, infecções, etc.)(9)
Exposições ao ruído podem aumentar a pressão sanguínea, o ritmo cardíaco e as
contrações musculares. São capazes de interromper a digestão, as contrações do
estômago, o fluxo da saliva e dos sucos gástricos. Induzem uma maior produção de
adrenalina e outros hormônios, aumentando, no sangue, o fluxo de ácidos graxos e
glicose. Exposições prolongadas e habituais ao ruído intenso podem produzir mudanças
fisiológicas mais duradouras e até mesmo permanentes, incluindo desordens
cardiovasculares, de ouvido-nariz-garganta e em menor grau, alterações sensíveis na
secreção de hormônios, nas funções gástricas, físicas e cerebrais(5).
Em trabalhadores com casos de estresse crônico (permanente), tem sido
constatado efeitos psicológicos, distúrbios neurovegetativos, náuseas, cefaléias,
irritabilidade, instabilidade emocional, redução da libido, nervosismo, ansiedade,
hipertensão, perda de apetite, sonolência, insônia, aumento de prevalência de úlceras,
consumo de tranquilizantes, perturbações labirínticas, fadiga, aumento do número de
acidentes, de consultas médicas e do absenteísmo(5).
Em certos tipos de atividades de longa duração que requerem muita atenção e se
desenvolvem de forma contínua, um nível acima de 90 dB afeta desfavoravelmente a
produtividade e a qualidade do produto. Estima-se que um indivíduo normal precisa
gastar aproximadamente 20% de energia extra para realizar uma tarefa sob efeito de um
ruído intenso considerado perturbador.
Capítulo 2. Avaliação e Controle da Exposição Ocupacional ao Ruído
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eST– 202 - Higiene do Trabalho – Parte B / PECE, 2o ciclo de 2014.
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A surdez ocupacional induzida pelo ruído depende de características ligadas ao
homem (susceptibilidade individual), ao meio, ao agente (tipo de ruído, frequências,
duração, pausas, etc.) e ao tempo de exposição. A ocorrência da surdez profissional está
relacionada à exposição ao ruído intenso e durante um longo período, estando os dois
fatores interligados. As perdas auditivas causadas pelo ruído excessivo podem ser
divididas em três tipos:
a) Trauma Acústico - perda auditiva de ocorrência repentina, causada pela
perfuração do tímpano acompanhada ou não da desarticulação dos ossículos
do ouvido médio, ocorrida geralmente após a exposição a ruído de impacto de
grande intensidade (tiro, explosão, etc.) com grandes deslocamentos de ar.
b) Surdez temporária - também denominada de mudança temporária do limiar
auditivo, ocorre após uma exposição a um ruído intenso, por um curto período
de tempo.
c) Surdez permanente - A exposição repetida dia após dia, a um ruído excessivo,
podendo levar o indivíduo a uma surdez permanente.
2.5.2. ASPECTOS LEGAIS
A Poluição Sonora é ocasionada pelo excesso de ruído gerado pela circulação de
veículos, comércio, industrias, aeroportos, e sua má localização. 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:
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;
Capítulo 2. Avaliação e Controle da Exposição Ocupacional ao Ruído
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Resolução CONAMA nº 1/93 – Estabelece para os veículos automotores
nacionais e importados, exceto motocicletas, motonetas ciclomotores, bicicletas
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 veículoem 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 forem constatadas 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
Capítulo 2. Avaliação e Controle da Exposição Ocupacional ao Ruído
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excessivos, de maneira constante e permanente. Desse modo, pode-se receber
denúncias de estabelecimentos como: templos religiosos, salas de reuniões, oficinas,
bares, padarias, 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 –
Acústica - 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 sub item 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.
Capítulo 2. Avaliação e Controle da Exposição Ocupacional ao Ruído
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Para os trabalhadores expostos ao ruído, ultrapassadas as condições de conforto
acústico, a exposição ocupacional ao ruído pode ser considerada como atividade
insalubre podendo ocasionar perda auditiva.
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).
2.5.3. PRINCIPAIS ASPECTOS DA NBR 10151(3)
Obs: esta foi substituida pela ABNT NBR 10151:2000 Versão Corrigida: 2003.
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 a resposta em frequência do ouvido
humano.
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).
2.5.3.1. Procedimentos de medição
Medição no exterior das edificações que contêm a fonte:
Deve-se tomar as precauçõestécnicas 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.;
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.
Para medições no interior de edificações:
As medições devem ser efetuadas a uma distância de no mínimo 1m 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).
Capítulo 2. Avaliação e Controle da Exposição Ocupacional ao Ruído
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Caso o reclamante indique algum ponto de medição que não atenda às
condições anteriores, o valor medido neste ponto também deve constar no
relatório.
2.5.3.2 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). Caso o equipamento não
execute medição automática do LAeq (ex.: medidor de leitura instantânea), o mesmo deve
ser determinado considerando o seguinte cálculo:
Onde:
Li = NPS dB(A), lido em “fast” a cada 5 s
n é nº total de leituras
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.
2.5.3.3. 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 DIURNO NOTURNO
Áreas de sítios e fazendas; 40 35
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).
n
i
L
eqA
i
n
L
1
1010
1
log10
Capítulo 2. Avaliação e Controle da Exposição Ocupacional ao Ruído
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2.5.3.4. Determinação do nível de c’ritério 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]Se o nível de ruído ambiente Lra
for superior ao valor da tabela 1 para a área e horário em questão, o NCA assume o valor
do Lra.
2.5.3.5. 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.
Exemplo
Motivada pela reclamação de um morador, uma empresa vizinha avaliou os níveis
de ruído segundo os procedimentos da NBR 10151:2000 - Versão Corrigida 2003 - no
interior da habitação nos pontos indicados pelo reclamante. Os níveis medidos e demais
informações estão apresentados na tabela 2.4. Comparar os resultados com os critérios
técnico-legais vigentes, relacionados com o conforto da comunidade.
Tabela 2.4. Dados Obtidos
Situação(1) Descrição(2)
Hora Leq(3)
dB(A)
1
Sala de estar do reclamante (janela
aberta).
14:10 43,8
2
Sala de estar do reclamante (janela
fechada).
22:20 37,5
3 Quarto (janela aberta). 15:00 41,3
4 Quarto (janela fechada). 22:30 35,6
(1) - Situação considerada. A classificação do zoneamento do local onde se encontra a habitação é área
mista, com vocação comercial e administrativa.
(2) - Descrição do local de medição.
(3) - Nível equivalente, em dB(A), para o respectivo ponto de medição, tanto no período diurno
como noturno. O ruído apresenta características tonais.
Capítulo 2. Avaliação e Controle da Exposição Ocupacional ao Ruído
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Considerando-se as informações obtidas, a análise foi resumida na tabela 2.5.
O critério técnico-legal vigente é da NBR 10151:2000 - Versão Corrigida 2003. 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.
Tabela 2.5. Comparação com o Critério
Situação
Descrição
Hora /
Período
Leq
dB(A)
Lc
dB(A)
NCA
INTERNO
dB(A)
1
Sala de estar do
reclamante (janela
aberta)
14:10/
diurno
43,8 48,5 50
2
Sala de estar do
reclamante (janela
fechada)
22:20/
noturno
37,5 42,5 40
3 Quarto (janela aberta)
15:00/
diurno
41,3 46,3 50
4 Quarto (janela fechada)
22:30/
noturno
35,6 40,6 40
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.
2.6. ATENUAÇÃO DE PROTETORES AURICULARES
2.6.1. O MÉTODO DO RC/NRR
Este é o método base, que serve para entender as variações que atualmente
existem. É um método de número único, desenvolvido para ser de uso prático (o tempo
não atestou isso, como vamos ver). 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, 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, 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
Capítulo 2. Avaliação e Controle da Exposição Ocupacional ao Ruído
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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 - 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 será esse nível?
2.6.2. O MÉTODO DO RC/NRR - QUAL O DBC 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 - 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 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)?
Capítulo 2. Avaliação e Controle da Exposição Ocupacional ao Ruído
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2.6.3. CORREÇÕES PARA O USO REAL DOS PROTETORES
Nas partes anteriores definimos que vamos nos limitar aos métodos de número
único, e vimos o método NIOSH no.2, do Rc ou NRR, que chamaremos também de
NRR tradicional. Discutimos as possibilidades de consideração do dBC ambiental a ser
usado na fórmula. Mas, falta ainda considerar as correções a serem feitas quanto ao
uso real. 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 perfeita 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 outros desvios 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 nº2.
2.6.4. USO DO DBA AO INVÉS DO DBC
Tudo o que foi falado até agora, e parte dos valores ambientais do ruído em dBC,
fazem parte do método 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 e para isso, admite-se que se vai
enfrentar um ruído muito desfavorável, o que quer dizer, com grande conteúdo de baixas
frequências. 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. Por isso, 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?
Capítulo 2. Avaliação e Controle da Exposição Ocupacional ao Ruído
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2.6.5. 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 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. Portanto:
dBA - NRRsf = dBA (ouvido)
Não é necessário fazer nenhuma outra correção, com exceção da devida ao tempo
de uso real.
2.6.6. 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).
Os dois primeiros casos devem sofrer correções para o uso real, conforme já
falado.
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 no.1. Todos os 4 métodos (longo, NRR, NRRa,
NRRsf) são utilizáveis para fins previdenciários, como descrito na nova IN 78 do INSS.
2.6.6.1. Cálculo do 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,
Capítulo 2. Avaliação e Controle da Exposição Ocupacional ao Ruído
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usa-se a tabela a seguir. A tabela 2.6 é uma aproximação razoável das equações
envolvidas, e de uso mais prático.
Tabela 2.6. Correção do tempo real de uso do Protetor Auricular
50 75 87,5 94 98 99 99,5 100 (nominal)
NRR
-20 -15 -11 -7 -3 -2 -1 25
-15 -11 -7 -4 -2 -1 -1 20
-11 -7 -4 -2 -1 -1 0 15
-7 -4 -2 -1 -1 0 0 10
240 120 60 30 10 5 2,5 0 (nominal)
Tempo de uso em porcentagem de jornada de 8h
Tempo de não uso em minutos por jornada de 8 horas
Valor a ser descontado
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.
Para Pensar:
Os maiores valores de NRR tradicional estão ao redor dos 30. Como sempre, pelo
menos uma correção de 0,7 vai existir, os maiores valores necessários na tabela estão
entre 20 e 25. OK!
Se tenho valores intermediários aos da tabela, tanto em termos de NRR como em
termos de tempo real de uso (tempo de não uso diário), qual a abordagem a favor da
segurança?
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.
Capítulo 2. Avaliação e Controle da Exposição Ocupacional ao Ruído
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Tabela 2.7. Roteiro para cálculo de atenuação
PASSO O QUE FAZER COMO FAZER
1. IDENTIFIQUE O NRR DO
PROTETOR.
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.
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* = NRR x 0,75 VÁ PARA O PASSO 8.
16. OBTER O NRR* NRR* = NRR x 0,50 VÁ PARA O PASSO 8.
17. OBTER O NRR* NRR* = NRR x 0,30 VÁ PARA O PASSO 8.
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Para Pensar:
Complete este roteiro introduzindo o NRR sf. Adicione as linhas necessárias, sem
perder a lógica da tabela. Teste o resultado.
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;
O NRR NÃO PRECISA SER CALCULADO, MAS PODE SER CALCULADO A
PARTIR DOS DADOS DE ATENUAÇÃO POR FREQUÊNCIA DE UM PROTETOR.
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Tabela 2.8. Exemplo de cálculo de NRR de protetores auriculares:
PROTETOR: 3M, tipo inserção, modelo 1110
Frequências centrais de banda de oitava
(Hz);
125 250 500 1000 2000 4000 8000
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
100,0 101,2 101,0 98,9
b) Atenuações médias; 25,9 34,4 39,7 36,3 38,5 42,9 45,4
c) Desvios padrão (x2); 8,0 9,6 10,4 6,4 6,2 5,1 7,6
d) Níveis em dB(A), por banda de
oitava, “após” o protetor auditivo
d = a - b + c;
66,0 66,6 67,5 70,1 68,9 63,2 61,1
e) Nível global, após o protetor; 75,7
f) NRR = 107,9* - e - 3,0** (dB) *** 29,2
PROTETOR: 3M, tipo inserção, modelo 1210
Frequências centrais de banda de oitava
(Hz);
125 250 500 1000 2000 4000 8000
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
100,0 101,2 101,0 98,9
b) Atenuações médias; 30,8 31,8 31,7 32,7 34,3 41,8 45,7
c) Desvios padrão (x2); 7,2 8,6 5,4 6,2 8,6 8,9 10,7
d) Níveis em dB(A), por banda de oitava,
“após” o protetor auditivo d = a - b + c;
60,3 68,2 70,5 73,5 75,5 68,1 63,9
e) Nível global, após o protetor;
79,3
f) NRR = 107,9* - e - 3,0** (dB) ***
25,6
Nota 2.3.
PROTETOR: 3M, tipo concha, modelo 1440
Frequências centrais de banda de oitava
(Hz);
125 250 500 1000 2000 4000 8000
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
100,0 101,2 101,0 98,9
b) Atenuações médias; 15,5 21,8 28,1 29,6 30,5 37,0 40,0
c) Desvios padrão (x2); 4,4 4,4 5,4 3,4 4,0 4,8 6,0
d) Níveis em dB(A), por banda de oitava,“após” o protetor auditivo d = a - b + c;
e) Nível global, após o protetor;
81,4
f) NRR = 107,9* - e - 3,0** (dB) ***
23,5
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2.7. ESCLARECIMENTOS E DÚVIDAS SOBRE O AGENTE RUÍDO
2.7.1. PARA COMEÇO DE CONVERSA
2.7.1.1. 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.
2.7.1.2. 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.
2.7.1.3. 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
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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 micropascais), o que é frequentemente omitido, pois é universalmente
definido.
2.7.1.4. 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.
2.7.1.5. 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.
2.7.2. MEDINDO O NÍVEL DE PRESSÃO SONORA
2.7.2.1. Como é possível medir ultrassom?
O ultrassom 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 ultrassom. Para avaliar
adequadamente o ultrassom, 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, têm resposta até a faixa ultrassônica, bastando que se acople
um microfone capaz. Verifique, portanto, o seu equipamento . Há critérios para exposição
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ao ultrassom na ACGIH, cujos TLVs são traduzidos no Brasil pela ABHO (Associação
Brasileira de Higienistas Ocupacionais).
2.7.2.2. 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
(emtermos 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.
2.7.2.3. 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).
2.7.2.4. 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
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.
2.7.3. CALIBRAÇÃO E AFERIÇÃO
2.7.3.1. 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
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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.
2.7.3.2. 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).
2.7.3.3. 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.
2.7.3.4. 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 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.
2.7.3.5. 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,
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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.
2.7.4. FAZENDO A DOSIMETRIA
2.7.4.1. 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.
2.7.4.2. 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 baseda 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 OSHA e o NIOSH. A Fundacentro também ressalta essa provisão em suas
normas sobre ruído, desde 1985.
2.7.5. ATENUAÇÃO DE PROTETORES
2.7.5.1. 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 ideia, apenas, da diferença entre o ruído externo e o interno, naquele
momento e naquelas circunstâncias. Como o procedimento não existe na forma
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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.
2.7.5.2. 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.
2.7.6. DÚVIDAS INICIAIS
2.7.6.1. 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.
2.7.6.2. 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
Capítulo 2. Avaliação e Controle da Exposição Ocupacional ao Ruído
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fazer sentido, se não for validada pela observação e conhecimento do que ocorreu em
campo.
2.7.6.3. 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.
2.7.6.4. 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.
2.7.7. ALGUMAS CURIOSIDADES
2.7.7.1. 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, ao 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”,
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
Capítulo 2. Avaliação e Controle da Exposição Ocupacional ao Ruído___________________________________________________________________________________
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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.
2.7.7.2. 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).
2.7.7.3. 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...
Capítulo 2. Avaliação e Controle da Exposição Ocupacional ao Ruído
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2.8. 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 log normal 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 dB que o
trabalhador pode estar exposto continuamente, de acordo com as normas
brasileiras?
a) 70
b) 75
c) 80
d) 85
e) 90
4. Qual a alternativa correta com relação às medições do nível de pressão sonora,
segundo a NBR 10151:2000 Versão Corrigida:2003?
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.
Capítulo 2. Avaliação e Controle da Exposição Ocupacional ao Ruído
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5. Qual a equação que define a relação adimensional:
a) L= 10.log(P/P0)
b) L= 15.log(P/P0)
c) L= 20.log(P/P0)
d) L= 30.log(P/P0)
e) n.d.a
6. Qual é a larga faixa de frequência que o ouvido humano responde (faixa audível):
a) 16-20Hz a 16-20kHz
b) 16-20Hz a 16-20MHz
c) 16-20kHz a 16-20MHz
d) 16-20MHz a 16-20GHz
7. Qual é o nível de início do estresse auditivo:
a) 50 dB
b) 55 dB
c) 70 dB
d) 85 dB
e) n.d.a
8. A somatória de dois valores iguais, considerando 65dB, vamos obter?
a) 67,5 dB
b) 69 dB
c) 68 dB
d) 66,5 dB
e) n.d.a
9. Em um ambiente aberto, cada vez que dobramos nossa distância inicial à fonte
sonora, o nível cairá?
a) 4 dB
b) 3 dB
c) 5 dB
d) 6 dB
e) n.d.a
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2.9. EXERCÍCIOS
1) 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)?
Resposta: 12,5
2) Qual a exposição final de uma situação com Lavg(C)= 102, usando-se um
protetor circum-auricular com NRR= 21 e uso de 100% do tempo da jornada?
Resposta: 86,25 dB(A)
3) 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?
Resposta: O método não evidencia proteção
4) O NRRsf de um protetor é 14,5. A dosimetria convencional é 300%. Qual o nível
atenuado?
Resposta: 78,4 dB(A)
5) Qual o máximo dBC para o qual um protetor de espuma de expansão lenta com
NRR=28, dará poroteção, se usado 100% do tempo? Considerar jornada de 8
horas.
Resposta: 99 dB(C)
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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CAPÍTULO 3. EXPOSIÇÃO OCUPACIONAL ÀS VIBRAÇÕES MECÂNICAS
Prof. IRLON DE ÂNGELO DA CUNHA
OBJETIVOS DO ESTUDO
Apresentar os principais problemas causados pelas vibrações mecânicas no corpo
humano, objetivando uma avaliação deste agente de risco para que se possa tomar
eventuais medidas preventivas.
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 conteúdos básicos, a aplicação e reflexos do critério legal, normas e critérios
internacionais: ISO 5349:1986, ISO 5349-1:2001, ISO 5349-2:2001, ISO 2631-
1:1985, ISO 2631-1:1997, Limites da ACGIH, Diretivas Européias;
As características gerais e montagem do instrumental e acessórios utilizados na
medição da vibração em campo, a utilização de adaptadores e suas implicações;
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).
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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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 através da Norma Regulamentadora NR-15 - Anexo
8, com redação dada pela portaria n.º 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.
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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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.
Figura 3.1. Modelo simplificado do corpo humano [Fonte: Bruel & Kjaer, 1988]
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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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 [Fonte: Bruel & Kjaer, 1988]
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, calculado conforme expressão
abaixo:
La = 20 log [a/a ref.] (dB)
a aceleração medida em m/s2
aref. valor de referência = 10–6 m/s2
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. Esses métodos e procedimentos estão
descritos nos critérios técnicos apresentados ao longo do curso.
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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3.7. VIBRAÇÕES LOCALIZADAS – EFEITOS DA EXPOSIÇÃO
Os principais efeitos devido à exposição à vibração no sistema mão-braço podem
ser de ordem vascular, neurológica, ósteoarticular e muscular. A evolução da doença
nos seus diversos estágios em função da exposição diária, ao longo de meses, pode ser
observada por meio da descrição realizada por Taylor e Pelmear conforme resumo a
seguir:
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;
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 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.
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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3.9. ISO 5349: 1986 - PRINCIPAIS ASPECTOS
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 existirmaterial
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 (r.m.s) ou
em dB ( a ref = 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. Deve-
se 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;
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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Figura 3.3. Sistemas de coordenadas para mãos e braços (ISO 5349:1986)
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:
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:
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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0
2/12 }{ )]([)(
,
4
1
)4(,
dttaa
whTeqwh
(3.1)
Onde:
)4(, )( eqwha é a aceleração equivalente em energia para um período de 4
horas.
)(, ta wh corresponde ao 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:
)(,
2/1
4
)4(,
)()( )(
TeqwhT
T
eqwh
aa
(3.2)
Onde:
)(, )( Teqwha
é a aceleração equivalente em energia ponderada correspondente
ao período de T horas.
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:
2/1
1
2
)(,)(, }{ ])([)( 1
n
i
iiteqwhTeqwh
taa
T
(3.3)
Onde:
)(, )( iteqwha
é a aceleração equivalente ponderada correspondente à i-ésima
componente de duração ti em horas.
T é a duração total de todas as exposições
n
ii
itT
(3.4)
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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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. Esta relação dose-resposta, baseia-se em aproximadamente 40
estudos, com exposições de até 25 anos. Exposições 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:
n
j
jhjwh aKa
1
2
,, )(
(3.5)
Onde:
Kj - é o 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.
jha ,
- é a aceleração medida na j-iésima banda de oitava ou terça de oitava
n - corresponde ao número de bandas que está sendo utilizado.
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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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]
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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62
[ 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:
)4,(,
2
1
9,5
heqwh
E a
C
T
(3.6)
Onde:
TE = tempo de exposição em anos.
C = percentil de pessoas susceptíveis de serem afetadas.
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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Quadro 3.1.
Determine )(, )( Teqwha , )4(, )( eqwha , 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.
Resposta:
Capítulo3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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Quadro 3.2.
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, faça uma
análise da exposição considerando os limites da ACGIH.
Ciclo determinado
Aceleração [m/s2] 2,1 3,9 4,2 1,3 7,1
Tempo [min] 15 12 8 15 10
Resposta:
Exposição diária: 6 horas.
Tempo total de exposição: 60 minutos (15+12+8+15+10).
A cada 60 minutos (uma hora) o trabalhador sofre essa exposição; portanto
6 vezes no turno (6 repetições).
Então, a cada uma hora o trabalhador fica exposto às acelerações da tabela
acima.
Sendo o ciclo apresentado representativo da exposição do operador,
verificamos que para uma exposição total de 6h, os tempos no ciclo devem
ser multiplicados por 6 (seis repetições) logo:
Neste caso, a aceleração equivalente determinada no ciclo é a mesma no
final das seis horas, uma vez que o ciclo é representativo.
Segundo a ACGIH, para tempo um total de contato diário da vibração com a
mão, seja continuamente ou intermitentemente, entre 4 a 8 horas, o valor
da componente de aceleração dominante, rms, ponderada, não deve
ultrapassar o valor de 4 m/s2. Neste caso o limite não foi atingido (3,9 m/s2).
Nesse exercício, por coincidência, as repetições tem o mesmo número das
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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65
horas de exposição (seis).
Se a
Exposição diária: 6 horas.
Tempo total de exposição: 30 minutos (15 + 15)
Em 6 horas de exposição teríamos então 12 repetições, resultando em:
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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eST– 202 - Higiene do Trabalho – Parte B / PECE, 2o ciclo de 2014.
66
Nota 3.1.
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 de 2,2
m/s2. Os tempos efetivos de uso da ferramenta estão indicados quadro que segue.
Pede-se : )(, )( Teqwha , )4(, )( eqwha , tempo de exposição para incidência de
branqueamento nos dedos considerando o melhor percentil, 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
Resposta:
O tempo total de utilização da ferramenta corresponde a soma:
T = 30mim + 45min+30min+40mim+35min = 180 mim
horasTcomsm
Teqwh
a 32/2,2
)(,
)(
2/9,1)( 2,22/1
4
3
)4(,
)( sma
eqwh
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:
)4,(,
2
1
9,5
heqwh
E a
C
T
anosTE 8,15
9,1
109,5 2
1
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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3.10. MONTAGEM DO SISTEMA DE MEDIÇÃO, TIPOS E CARACTERÍSTICAS DE
ACELERÔMETROS.
[Fonte: Bruel & Kjaer, 1982]
Figura 3.5. Montagem dos Acelerômetros
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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68
3.11. UTILIZAÇÃO DE ADAPTADORES
3.11.1. RESTRIÇÕES E CUIDADOS
A montagem dos acelerômetros de forma fixa nas ferramentas, mediante a
utilização de braçadeiras, 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 é permitida a
utilização de adaptadores (figura 3.6)
Esses adaptadores 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.
[FONTE: Bruel & Kjaer, 1989]
Figura 3.6. Adaptadores - montagem
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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[FONTE: Bruel & Kjaer, 1989]
Figura 3.7. Adaptadores – Eixos e Resposta em Frequência
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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70
Em 2001 a Organização Internacional para Normatização publicou a revisão da ISO
5349:1986 em duas partes: ISO 5349-1:2001 e ISO 5349-2:2001. A seguir são
apresentadas as principais modificações.
Figura 3.8. Relação Dose-resposta ISO 5249:2001(E) – caráter informativo
06,188,31 ADy
222
hwzhwyhwxhv aaaa 8
)8( TaA hw
n
i
ihwi TaA
1
2
8
1)8(
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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71
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.
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 inferiores a
30% em relação ao eixo dominante.
2
dominante,
2
dominante,
2
dominante, )3,0()3,0( hwhwhwhv aaaa
antedohwantedohwantedohw aaa min,min,
2
min, 1,1086,118,1
2
,
2
,
2
,
222
measuredhwmeasuredhwmeasuredhwhwzhwyhwxhv aaaaaaa
measuredhwmeasuredhwmeasuredhw aaa ,,
2
, 7,173,13
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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72
Nota 3.2.
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):
22
,
222 /3,6)5,4(/3,67,1 smAsmaaaaa measuredhwhwzhwyhwxhv
Obtenção de A(8) onde:
0
8
T
TaA hv
2/7,4
8
5,43,68 smA
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:
06,188,31 ADy
...1659,62,67,48,31 06,1 anosDy
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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73
Nota 3.3.
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?.
Resposta:
Para esse tipo de ferramenta, pela ISO 5349:2001, a medição no eixo mais
significativo pode ser utilizada na estimativa da aceleração resultante (total)
conforme expressão seguinte:
2dominante,
2
dominante,
2
dominante, )3,0()3,0( hwhwhwhv aaaa
22
, /4,28)5(/4,281,1 smAsma measuredhw
Obtenção de A(8) onde:
0
8
T
TaA hv
2/5,22
8
54,288 smA
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:
06,188,31 ADy
Neste caso o tempo estimado é de aproximadamente 1,2 anos
anosDy 2,15,228,31
06,1
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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74
3.12. VIBRAÇÕES DE CORPO INTEIRO
Efeitos em grupos expostos a condições severas:
Problemas na região dorsal e lombar;
Gastrointestinais;
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, ex: sangramentos internos.
3.12.1. ISO 2631/1:1985 - ASPECTOS GERAIS
Faixa de frequência - 1 a 80 Hz;
Tpos de limite:
Peservação 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;
Aceleração medida em m/s
2
, 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
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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75
do que qualquer componente singular. Para avaliar o efeito de tal movimento
deve-se calcular;
a = [ (1,4 axw)
2 + (1,4 ayw)
2
+ a
2
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.
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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76
[FONTE: ISO 2631-1: 1985] Figura 3.9. Eixos de coordenadas (biodinâmico)
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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77
Figura 3.10. Limites de exposição eixo Z – Norma ISO 2631-1:1985
Obs: Para 8 e 6 horas os limites de exposição correspondem
respectivamente a 0,63 m/s2 e 0,77 m/s2 na faixa mais sensível (4 a 8 Hz)
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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78
Nota 3.4.
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 pode ser feita de
duas formas:
a) 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 frequência
obtido em tabela da norma ou na curva correspondente (figura 3.10). Para
qualquer frequência cujo valor medido ultrapassar o valor da curva, o limite de
exposição estará excedido;
b) Pela medição da aceleração ponderada em frequência 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.
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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79
Figura 3.11 - Limites de exposição eixo XY – Norma ISO 2631-1:1985
Obs: Para 8 e 6 horas os limites de exposição correspondem respectivamente
a 0,45 m/s2 e 0,54 m/s2 na faixa mais sensível (1 a 2 Hz).
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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Nota 3.5.
A vibração junto ao assento de um operador de empilhadeira foi medida. O
tempo efetivo diário de operação é de 6 horas. Quais conclusões podem ser obtidas
em relação ao limite de exposição? A aceleração equivalente, ponderada, rms,
medida em cada eixo é: awx = 0,22, awy = 0,21, awz = 0,50
Resposta:
Pela ISO 2631:1985 os limites não foram superados uma vez que as
acelerações medidas estão abaixo dos respectivos limites de exposição:
awx = 0,22 m/s2 < LE,X = 0,54 m/s2;
awy = 0,21 < LE,Y = 0,54 m/s2 e
awz = 0,50 < LE,Z = 0,77 m/s2
3.12.2. CONSIDERAÇÕES SOBRE OS LIMITES DA ACGIH
Para cada ponto de medição, obtém-se a aceleração rms 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 os limites para
cada faixa de frequência relativas às figuras 3.10 e 3.11. Neste caso, as
acelerações consideradas como limite pela ACGIH correspodem ao limite de
redução da proficiência por fadiga da ISO 2631:1985 (ou seja, 50% do limite de
exposição das referidas figuras) .
A aceleração ponderada total para cada eixo pode ser calculada pela expressão
abaixo:
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.
2
, eixofeixofeixow AWA
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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81
A aceleração global ponderada pode ser determinada pela expressão que
segue, e comparada ao valor de 0,5 m/s2 recomendado pela Comissão Européia
(CE) como nível de ação para uma jornada diária de 8 horas:
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 2002 – Fatores relativos de ponderação para faixa de frequência de
máxima sensibilidade de aceleração* para as curvas de resposta 1 e 2.
( adaptado da ISO 2631)
Fatores de ponderação para
Frequência (Hz) Vibrações longitudinais
Vibrações transversais
(X,Y)
1,0 0,50 1,00
1,25 0,56 1,00
1,6 0,63 1,00
2,0 0,71 1,00
2,5 0,80 0,80
3,15 0,90 0,63
4,0 1,00 0,50
5,0 1,00 0,40
6,3 1,00 0,315
8,0 1,00 0,25
10 0,80 0,20
12,5 0,63 0,16
16,0 0,50 0,125
20,0 0,40 0,10
25,0 0,315 0,08
31,5 0,25 0,063
40,0 0,20 0,05
50,0 0,16 0,04
63,0 0,125 0,0315
80,0 0,10 0,025
*4 a 8 Hz para eixo Z e de 1 a 2 Hz para o eixo X e Y
222
, )()4,1()4,1( zwywxwtw AAAA
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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82
3.12.3. EXEMPLOS, APLICAÇÃO DOS LIMITES, DISCUSSÃO
Tabela 3.3. ISO 2631/85; ACGIH; ISO 2631/97; Diretivas CE
VEÍCULO OU MÁQUINA
EIXOS Sum Lim. Exp.
X Y Z (x,y,z) 8 h 6h
(m.s2)
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
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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83
Diretivas da CE
H/A WB
A(8)
[m/s2]
A(8)
[m/s2]
VDV
[m/s1,75]
Nível de ação 2,5 0,5 9,1
Limite de
exposição
5
1,15 21
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:
Parte1: Requisitos gerais Parte2: 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 1Hz 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)
“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 dose-resposta”.
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
___________________________________________________________________________________
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84
[FONTE: ISO 2631-1: 1997]
Figura 3.12. Eixos basicentricos do corpo humano
3.13.1. MÉTODOS DE AVALIAÇÃO ISO 2631-1: 1997
Método básico de avaliação (rms): normalmente suficiente para FC < 9.
2
1
0
21
dttaTa
T
ww (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).
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
___________________________________________________________________________________
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85
2
1
2
0
0
0
1
)(
t
t
ww dttata (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.
4
1
0
4
T
w dttaVDV (3.10)
aw (t) - aceleração ponderada instantânea
T - duração da medição
Para exposição à vibração em dois ou mais períodos, i, de diferentes magnitudes:
4
1
4
i
itotal VDVVDV
(3.11)
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 / aw ) = 1,5 ( VDV / awT 1/4 ) = 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.
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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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 Wd 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 – Wd, K =1,4
Eixo y – Wd, K =1,4
Eixo z – Wk, K =1
3.13.3. ISO 2631-1:1997 - GUIA PARA OS EFEITOS DA VIBRAÇÃO À SAÚDE
(CARÁTER INFORMATIVO).
(FONTE: Modificado do Anexo B da ISO 2631-1:1997)
Figura 3.13. Guia à saúde - zonas de precaução
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.
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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:
2
1
2
,
i
iiw
w
T
Ta
a
(3.12)
onde:
,wa
= magnitude da vibração equivalente (aceleração rms em m/s2 )
iwa ,
= 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:
4
1
4
,
i
iiw
w
T
Ta
a (3.13)
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:
4
1
4,1 TaeVDV w
(3.14)
wa
- corresponde a aceleração ponderada em frequência rms;
T - corresponde a duração da exposição em segundos.
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Nota 3.6.
Um operador de uma pá carregadeira executa suas atividades durante um tempo
médio diário de 5 horas. As acelerações equivalentes medidas junto ao assento, rms,
ponderadas segundo a ISO 2631:1997 foram:
awx = 0,22 m/s2 , awy = 0,21 m/s2, awz = 0,65 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 na Região B, ou seja, precaução em relação aos riscos potenciais à
saúde.
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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Nota 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 Européia (CE) como nível de ação para uma jornada
diária de 8 horas.
2222222
, /72,0)32,0()30,04,1()35,04,1()()4,1()4,1( smAAAA zwywxwtw
Obtenção de Awt(8):
0
8
T
TaA wtwt
2/62,0
8
672,08 smAwt
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
2631-1:1997, estamos, portanto, falando de diferentes ponderações para WB.
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90
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. Treinamento 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;
N.º 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.
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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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 catálogos) -- Compromisso Custo x Benefício - análise 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 ( Ex.: Lixadeiras );
3.14.3. RECONHECIMENTO
Determinação do n.º 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 aeq8 /aeq4 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.
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3.15. TESTES
1. Considere as afirmações abaixo sobre vibração:
I – As vibrações podem causar problemas de ordem vascular e neurológica, dentre
outras;
II – Os primeiros sintomas da síndrome são o branqueamento dos dedos;
III – A exposição por tempos elevados pode 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
b) Apenas IV é falsa
c) Apenas I e III são verdadeiras
d) Apenas II e IV são verdadeiras
e) Todas são verdadeiras
2. Qual dessas condições médicas não influencia na utilização de equipamentos
vibratórios?
a) Desordem do sistema nervoso periférico
b) Doenças anteriores que causem deformidades dos ossos e juntas
c) Doença primária de Raynaud
d) Problemas de circulação sanguínea
e) Problemas respiratórios
3. Para um período de 6 horas, quanto deve ser o maior valor da componente de
aceleração dominante, ponderada em frequência, r.m.s?
a) 1m/s2
b) 2 m/s2
c) 4 m/s2
d) 8 m/s2e) 12 m/s2
4. Segundo o HAVS, quais são os sintomas quando o sistema de classificação
atinge grau “Severo”?
a) Ataques ocasionais afetando somente a ponta de um ou mais dedos
b) Ataques frequentes afetando todas as falanges da maioria dos dedos
c) Ataques ocasionais afetando as falanges distal e média de um ou mais dedos
d) Mudanças tróficas da pele na ponta dos dedos
e) Necrose da pele, chamada de acrocianose
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5. Quanto às vibrações de corpo inteiro, quando a exposição é severa, qual desses
efeitos não é causado pela vibração?
a) Sistema reprodutivo
b) Problemas renais
c) Problemas gastrointestinais
d) Problemas no sistema visual
e) Problemas nos discos intervertebrais
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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3.16. EXERCÍCIOS
1) Determine
)(,
)(
Teqwh
a
,
)4(,
)(
eqwh
a
, 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:
2/1
1
2
)(,)(, }{ ])([)( 1
n
i
iteqwhTeqwh taa iT
2
222
)5,6(, /8,3
235,1
21,537,35,11,1
)( sma eqwh
)(,
2/1
4
)4(,
)()( )(
TeqwhT
T
eqwh
aa
(T4 = 4horas)
2/8,48,)( 32/1
4
5,6
)4(,
)( sma
eqwh
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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2) 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. Os tempo
efetivo total de uso da ferramenta durante a jornada é de 5,5 horas. Pede-se :
)(,
)(
Teqwh
a
,
)4(,
)(
eqwh
a
, 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:
2
)(, m/s 4,2)( Teqwha
)(,
2/1
4
)4(,
)()( )(
TeqwhT
T
eqwh
aa
(T4 = 4horas)
2/9,42,)( 42/1
4
5,5
)4(,
)( sma
eqwh
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:
)4,(,
2
1
9,5
heqwh
E a
C
T
anosTE 1,6
9,4
109,5 2
1
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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3) O ciclo de exposição de um trabalhador à vibração foi determinado. Sabendo-se
que o mesmo é representativo e a exposição diária total é de 6 horas, faça uma
analise da exposição considerando os limites da ACGIH.
Ciclo determinado:
Aceleração ponderada equivalente no eixo
mais significativo em [m/s2]
2,1 3,9 4,2 1,3 7,1
Tempo em [min] 10 8 2 4 6
Resposta:
Sendo o ciclo apresentado representativo da exposição do operador,
verificamos que para uma exposição total de 6h, os tempos no ciclo devem
ser multiplicados por 6 (seis repetições) logo:
2/1
1
2
)(,)(, }{ ])([)( 1
n
i
iteqwhTeqwh taa iT
2
22222
)5,0(, /1,4
30
61,743,122,489,3101,2
)( sma eqwh
Neste caso, a aceleração equivalente determinada no ciclo é a mesma no final
das seis horas, uma vez que o ciclo é representativo
Segundo a ACGIH, para tempo um total de contato diário da vibração com a
mão, seja continuamente ou intermitentemente, entre 4 a 8 horas, o valor da
componente de aceleração dominante, rms, ponderada, não deve ultrapassar
o valor de 4 m/s2. Neste caso o limite foi ultrapassado (4,1 m/s2).
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
___________________________________________________________________________________
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4) 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 NR15, 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 relação 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.
anos
C
Tsma
heqwh
E aeqwh
2,2
7,13
109,59,5
/7,13)(
2
1
2
1
9,12
2/1
4
5,4
)4(,
)4,(,
2)(
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:
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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22 /2,14)5,4(/2,149,12*1,1 smAsm
Obtenção de A(8) onde:
0
8
T
TaA hv
2/6,10
8
5,42,148 smA
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:
06,188,31 ADy
Neste caso o tempo estimado é de aproximadamente 2,6 anos.
2dominante,
2
dominante,
2
dominante, )3,0()3,0( hwhwhwhv aaaa
antedohwantedohwantedohw aaa min,min,
2
min, 1,1086,118,1
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
___________________________________________________________________________________
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5) 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.
Obs: A vibração nos demais eixos corresponde a 55% e 66% da aceleração medida
no eixo predominante.
Resolução:
Para aplicação da relação dose resposta da ISO 5349: (1986), determinamos a
aceleração equivalente para 4 horas relativa a maior componente.
2
222
)5(, /7,4
5
10,220,620,4
)( sma eqwh
)(,
2/1
4
)4(,
)()( )(
TeqwhT
T
eqwh
aa
(T4 = 4horas)
2/3,5)( 7,42/1
4
5
)4(,
)( sma
eqwh
O tempo aproximado em anos (TE) para incidência de branqueamento nos
dedos considerando-se o percentil 10 é determinado conforme segue:
anos
C
T
heqwh
E a
7,5
3,5
109,59,5 2
1
2
1
)4,(,
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
___________________________________________________________________________________
eST– 202 - Higiene do Trabalho – Parte B / PECE, 2o ciclo de 2014.
100
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:
222222 66,07,455,07,47,4 hwzhwyhwxhv aaaa
2/2,6)5( smA
Para comparação com a relação dose resposta determina-se A(8):
222
1
/9,4/2,6
8
5)8( smsmA
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:
06,188,31 ADy
Neste caso o tempo estimado é de aproximadamente 5,9 anos
A aceleraçao A(8) obtida embora não tenha superado o limite de
exposição conforme diretiva da Comunidade Européia (5 m/s2)
superou o nível de ação (2,5 m/s2).
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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101
6) Um trabalhador utiliza as seguintes ferramentas em sequência: nº 1 por 1h, nº 2
por 0,5h e nº 3 por 1h. Determine )(, )( Teqwha , )4(, )( eqwha considerando o eixo
preponderante e a aceleração resultante. Faça as considerações que julgar
necessário.
FERRAMENTA
EIXOS
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
Resolução:
Para o eixos X,Y e Z as acelerações resultantes )(, )( Teqwha e )4(, )( eqwha serão:
Observamos que o eixo preponderante segundo as coordenadas
consideradas é o eixo Z.
Projetando para 8 horas para fins de aplicação da ISO 5349:2001
22
2
1
/0,4/2,7
8
5,2)8( smsmA
7) A Promotoria de Acidentes do Trabalho determinou que a empresa Beta
avaliasse a necessidade de aplicação de medidas preventivas e de controle do
2/0,38,35,0
4
5,2
)4(
2
/8,3
5,2
121,25,028,4125,4
)5,2( )()( smeqsmeq yy aa
2/6,12
5,0
4
5,2
)4(
2
/2
5,2
120,25,024,2128,1
)5,2( )()( smeqsmeq xx aa
2/6,48,55,0
4
5,2
)4(
2
/8,5
5,2
122,25,025,4124,8
)5,2( )()( smeqsmeq zz aa
2222222)5,2( /2,78,58,30,2 smaaaa hwzhwyhwxhv
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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102
risco devido exposição de um operador à vibração em mãos e braços. Você é o
assistente técnico da empresa. Quais são os critérios técnico-legais a serem
utilizados na avaliação e na caracterização do risco. Justifique.
Resposta:
Para avaliação e caracterização do risco, a Legislação Brasileira prevê através
da Norma Regulamentadora NR-15 - Anexo 8, com redação dada pela portaria n.º 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.
As edições atualizadas das normas citadas são respectivamente a ISO
2631:1997 e ISO 5349:2001 (Partes 1 e 2).
Para fins de prevenção e controle dos riscos, encontramos embasamento
Legal na NR-9 que determina a adoção de medidas necessárias suficientes para a
eliminação, a minimização ou o controle dos riscos ambientais sempre que 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; ou quando através do controle médico da saúde, ficar
caracterizado o nexo causal entre danos observados na saúde dos trabalhadores e
a situação de trabalho a que eles ficam expostos.
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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8) 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. Quais conclusões podem ser obtidas em relação ao limite de exposição? A
aceleração equivalente, ponderada, rms, medida em cada eixo é fornecida:
awx = 0,32, awy = 0,41, awz = 0,60
Resposta:
Considerando-se os níveis de vibração e o tempo total de exposição, os
limites de exposição não foram superados segundo os critérios da norma
citada, apresentados na tabela que segue.
Lim. Exposição.
8 h 6h
Eixo Z Eixo Z
0,63 0,77
Eixo X,Y
Eixo
X,Y
0,45 0,54
Capítulo 3. Exposição Ocupacional às Vibrações Mecânicas
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104
9) 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
e 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 entreas regiões A e B, portanto,
dentro da área de precaução em relação aos riscos potenciais à saúde.
Capítulo 4. Iluminação
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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.
Capítulo 4. Iluminação
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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 = x f (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 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
Capítulo 4. Iluminação
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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.
Figura 4.1. Espectro de radiação eletromagnética. Um nm corresponde a 10
-9
m. A
frequência vai de 10
24
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.
Capítulo 4. Iluminação
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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
atômico-molecular, 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 atingeo 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.
Capítulo 4. Iluminação
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eST– 202 - Higiene do Trabalho – Parte B / PECE, 2o ciclo de 2014.
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Tabela 4.1. Temperaturas de fontes incandescentes.
Fonte Temperatura (°C)
sol 5 700
arco voltaico 5 000
lâmpada de filamento:
- tungstênio
- carvão
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.
Capítulo 4. Iluminação
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eST– 202 - Higiene do Trabalho – Parte B / PECE, 2o ciclo de 2014.
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4.1.4. REFLEXÃO, TRANSMISSÃO E ABSORÇÃO
Certos fenômenos como a reflexão ou a transmissão podem ser estudados
supondo-se 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.
Capítulo 4. Iluminação
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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 deárea. 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.
Capítulo 4. Iluminação
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eST– 202 - Higiene do Trabalho – Parte B / PECE, 2o ciclo de 2014.
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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.
Capítulo 4. Iluminação
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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.
Capítulo 4. Iluminação
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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
assume-se 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 Líquidos Gases
gelo (- 8°C) 1,31 CO2 (- 15°C) 1,195 hidrogênio (0°C) 1,32
fluorita 1,433 9 N2 (- 190°C) 1,205 vapor de água (0°C) - 2,500
silvinita 1,490 4 O2 (- 181°C) 1,221 ar seco (15°C) 2,765
vidro "crown" 1,517 1 álcool (20°C) 1,329
sal 1,544 0 água:
80°C
40°C
0°C
1,332 0
1,330 7
1,333 8
quartzo 1,544 2 olho humano:
humor aquoso
humor vítreo
1,330
1,337
cristal de rocha 1,544 3
vidro de bário 1,568 1
vidro "crown"
de bário
1,574 1
vidro "flint" leve 1, 580 3
bissulfeto de
carbono
1,629 0
vidro
"flint"denso
1,655 5
calcita 1,658 4
diamante 2,423 0
rutílio (*) 2,7
(*) dióxido de titânio cristalino sintético
Capítulo 4. Iluminação
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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:
sennsenn (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:
v
c
n
e
v
c
n
→
sen
sen
v
v
(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.
Capítulo 4. Iluminação
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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
Capítulo 4. Iluminação
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117
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 (nm) "crown"
leve
"flint"
médio
"crown"
de boro (**)
"flint"
denso
dissulfito de
carbono
vermelho 656,3 1,514 6 1,622 4 1,521 9 1,650 0 1,618 2
amarelo 589,3 1,517 1 1,627 2 1,524 3 1,655 5 1,627 6
azul 486,1 1,523 3 1,638 5 1,529 7 1,669 1 1,652 3
violeta 396,9 1,532 5 1,662 5 1,659 2 1,694 0 1,699 4
(*) vidros compõe-se de variadas proporções de SiO2 (48 a 67%), Na2O, PbO e BaO.
(**) borossilicato contendo SiO2, K2O, B2O3, BaO e Na2O.
Capítulo 4. Iluminação
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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.
Capítulo 4. Iluminação
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119
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, referenciadosao 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.
Capítulo 4. Iluminação
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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.
Capítulo 4. Iluminação
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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.
Capítulo 4. Iluminação
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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.
Pel (W) r
(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
Capítulo 4. Iluminação
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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.
(lm)
e
l
r (W)
fluxo radiante
perdas
fluxo luminoso
unid. fotométricaunid. radiométrica
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 usadaspara
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).
Capítulo 4. Iluminação
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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<f<1) (4.9)
Capítulo 4. Iluminação
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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 (4.10)
e = l / r (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)
Capítulo 4. Iluminação
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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 / R 2 (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 = dl / d (4.15)
onde:
dl = 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.
Capítulo 4. Iluminação
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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 = dl / 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 / R
2 (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.
Capítulo 4. Iluminação
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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 direções
raios luminosos de várias direções
Figura 4.10. Fluxo luminoso total atingindo a área S.
Capítulo 4. Iluminação
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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/m
2 = 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) = dl / dS (4.20)
S 0
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.
Capítulo 4. Iluminação
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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.
Capítulo 4. Iluminação
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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 luminânciade uma
superfície.
Capítulo 4. Iluminação
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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
Capítulo 4. Iluminação
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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
cm2 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.
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
Capítulo 4. Iluminação
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eST– 202 - Higiene do Trabalho – Parte B / PECE, 2o ciclo de 2014.
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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 difusãoperfeita. 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%.
Capítulo 4. Iluminação
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Tabela 4.4. Refletâncias obtidas em minas de carvão canadenses, próximas a
Sidney, Nova Escócia.
Mina Método de lavra Refletância d.p. (*) Condições gerais
Prince
parede 1-E
frente ampla e
frente curta, em
recuo
0, 058 0,005 superfície seca, limpa,
áspera, acamamento não
visível
# 26
frente ampla em
avanço
0,042 0,011 superfície seca, limpa, lisa,
acamamento bem visível, e
definido
Lingam frente ampla em
avanço
0,035 0,011 superfície seca ou úmida,
limpa, pó variável
Prince
parede 2-E
frente ampla e
curta, em recuo
0,043 0,009 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.
Capítulo 4. Iluminação
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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 (4.26)
A expressão (4.26) representa a chamada lei do cosseno ao cubo.
Capítulo 4. Iluminação
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4.1.20. SÍNTESE DAS GRANDEZAS FOTOMÉTRICAS
*adaptado de Fantazzini – apostila curso Pece 2001
Figura 4.12. Parâmetros Fotométricos
Capítulo 4. Iluminação
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4.2. A NATUREZA DO PROBLEMA
4.2.1. GERENCIAMENTO MODERNO, ILUMINAÇÃO, SEGURANÇA E
PRODUTIVIDADE
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, podendo-se 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
Capítulo 4. Iluminação
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eST– 202 - Higienedo Trabalho – Parte B / PECE, 2o ciclo de 2014.
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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
Capítulo 4. Iluminação
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140
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
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
Capítulo 4. Iluminação
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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 pontode 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.
Capítulo 4. Iluminação
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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
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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
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Figura 4.16. Dificuldade de leitura de placas
Fonte: arquivo pessoal
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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
Capítulo 4. Iluminação
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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
8995-1:2013 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
8995-1 com requisitos de iluminação recomendados para determinados ambientes e
atividades:
Capítulo 4. Iluminação
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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 Observações
1. Áreas gerais da edificação
Saguão de entrada 100 22 60
Sala de espera 200 22 80
Areas de circulação e corredores 100 28 40
Nas entradas e saídas
estabeleceruma zona de
transição a fim de evitar
mudanças bruscas
Escadas, escadas rolantes e esteiras
rolantes
150 25 40
Rampas de carregamento 150 25 40
Refeitório / Cantinas 200 22 80
Salas de descanso 100 22 80
Salas para exercícios físicos 300 22 80
Vestiários, banheiros, toaletes 200 25 80
Enfermaria 500 19 80
Salas para atendimento médico 500 16 90 Tcp no mínimo 4 000 K
Estufas, sala dos disjuntores 200 25 60
Correios, quadros de distribuição 500 19 80
Depósito, estoques, câmara fria 100 25 60
200 lux se forem
continuamente ocupadas
Expedição 300 25 60
Estação de controle 150 22 60
200 lux se forem
continuamente ocupadas
2. Edificações na agricultura
Carregamento e operação de
mercadorias, equipamentos de
manuseio e máquinas
200 25 80
Estábulo 50 28 40
Cercado para animais doentes, baias
para parto de animais
200 25 80
Preparação dos alimentos, leiteira,
lavagem de utensílios
200 25 80
3. Padarias
Preparação e fornada 300 22 80
Acabamento, decoração 500 22 80
Capítulo 4. Iluminação
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148
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 Observações
19. Indústria têxtil
Locais de trabalho e zonas de banhos,
abertura de fardos
200 25 60
Cardar, lavar, passar, extrair, pentear,
dimensionar, cortar a carda, pré-fiação,
juta, fiação de linho
300 22 80
Fiação, encordoar, bobinar, enrolar,
urdir, tecer, trançar, trabalhar em malha
500 22 80
Prevenir contra os
efeitos estroboscópicos.
Costurar, trabalho fino em malha,
prendendo os pontos
750 22 90
Projeto manual, desenhos de padrões 750 22 90 Tcp no mínimo 4 000 K.
Acabamento, tingimento 500 22 80
Sala de secagem 100 28 60
Estampagem automática 500 25 80
Extrair, selecionar, aparar 1 000 19 80
Inspeção de cor, controle do tecido 1 000 16 90 Tcp no mínimo 4 000 K.
Reparo invisível 1 500 19 90 Tcp no mínimo 4 000 K.
Fabricação de chapéu 500 22 80
20. Construção de veículos
Trabalhos no chassi e montagem 500 22 80
Pintura, câmara de pulverização,
câmara de polimento
750 22 80
Pintura: retoque, inspeção 1 000 16 90 Tcp no mínimo 4 000 K.
Fabricação de estofamento
(manuseamento)
1 000 19 80
Inspeção final 1 000 19 80
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 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
Capítulo 4. Iluminação
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eST– 202 - Higiene do Trabalho – Parte B / PECE, 2o ciclo de 2014.
149
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 da tarefa
(lux)
Iluminância do entorno
imediato
(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
Capítulo 4. Iluminação
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eST– 202 - Higiene do Trabalho – Parte B / PECE, 2o ciclo de 2014.
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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
Fonte: ABNT, 2013
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.):
Capítulo 4. Iluminação
___________________________________________________________________________________eST– 202 - Higiene do Trabalho – Parte B / PECE, 2o ciclo de 2014.
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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
15°
50 a 500
Por exemplo lâmpadas de descarga de alta pressão e
lampadas incadescentes com bulbo revestido por dentro
20°
≥ 500
Por exemplo lâmpadas de descarga de alta pressão e
lampadas incadescentes com bulbos transparentes
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.
Capítulo 4. Iluminação
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eST– 202 - Higiene do Trabalho – Parte B / PECE, 2o ciclo de 2014.
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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.
Capítulo 4. Iluminação
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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.
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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
D
Tamanho da malha
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 1 m
Salas grandes Aproximadamente 50 m 3 m
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.
Capítulo 4. Iluminação
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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.
Capítulo 4. Iluminação
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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.
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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
Fonte: arquivo pessoal
Capítulo 4. Iluminação
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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;
Técnicas: possibilitar tarefas de precisão, melhorar a qualidade e a quantidade
da produção, diminuir riscos e acidentes.
Capítulo 4. Iluminação
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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;
Ocorrênciade 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.
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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);
Variações de voltagem (comuns em minas face aos grandes equipamentos);
Padronização imperfeita das lâmpadas;
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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 (4.28)
L(P) = FM x ( FA / ) x {I() cos3 () } / h2 (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.
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. Constados dados da lâmpada fornecidos pelo fabricante.
Capítulo 4. Iluminação
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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
Capítulo 4. Iluminação
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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.
Capítulo 4. Iluminação
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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 ciclo 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 particulas, 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.
Capítulo 4. Iluminação
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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) Aenas a II e IV são verdadeiras.
d) Apenas a I e II são falsas.
e) Todas são verdadeiras.
Capítulo 5. Pressões
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CAPÍTULO 5. PRESSÕES
Prof. JOSÉ POSSEBON
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.
Capítulo 5. Pressões
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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 solubilidadedos gases no
sangue. Essas alterações são regidas pelas leis dos gases.
Tabela 5.1. Leis dos Gases
LEI DE BOYLE
A uma temperatura constante, o volume de um gás é inversamente
proporcional à sua pressão.
LEI DE DALTON
A pressão total de uma mistura gasosa é igual à soma das pressões
parciais dos componentes.
LEI DE HENRY
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.
Capítulo 5. Pressões
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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.
Tabela 5.2. Relação Profundidade e Volume Pulmonar
PROFUNDIDADE (metros) VOLUME PULMONAR (litros)
0 6
10 3
30 1,5
>30 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 manifestações 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.
Capítulo 5. Pressões
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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 kgf/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
(kgf/cm2)
PERÍODO MÁXIMO
(horas)
0 a 1,0 8
1,1 a 2,5 6
2,6 a 3,4 4
Este anexo 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.
Quadro 5.1.
Um trabalhador vai realizar um trabalho em um tubulão a uma pressão de 2,0
kgf/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.
Capítulo 5. Pressões
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2) ETAPA DE DESCOMPRESSÃO
Selecionamos a tabela de descompressão para o período de 1:30 e 2,0 horas e
para
A tabela indica um procedimento de descompressão em três estágios:
No primeiro estágio a pressão deve baixar de 2,0kgf/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.
Capítulo 5. Pressões
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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.
5.3.3. 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:
Tabela 5.4. Contaminante e seu Limite de Tolerância
Onde: 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 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:
CONTAMINANTE LIMITE DE TOLERÂNCIA
Monóxido de Carbono. 20 ppm/v
Dióxido de Carbono. 2.500 ppm/v
Óleo/Material Particulado. 5 mg/m3 (PT<2 kgf/cm2)
3 mg/m3 (PT>2 kgf/cm2)
Metano. 10% do LIE
Oxigênio. mais de 20%
Capítulo 5. Pressões
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(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. Sinalização exigida nos locais de trabalho sob pressão
Quadro 5.2.
Em um trabalho em tubulão pressurizado, em uma pressão de 1,8 kgf/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 kgf/cm2/minuto de 1,8 a 0(2,5 mais 1 minuto para verificação das
condições a 0,3kgf/cm2)
Tempo total de compressão: 3,5 minutos
DESCOMPRESSÃO
Para a pressão de 1,8 kgf/cm2, teremos quatro estágios de descompressão:
0,8 kgf/cm durante 5 minutos
0,6 kg/ cm durante 15 minutos
0,4 kg/ cm durante 30 minutos
0,2 kg/ cm durante 45 minutos
Capítulo 5. Pressões
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Portanto na descompressão teríamos 95 minutos mais o período entre
estágios(1,8kg/ cm2 dividido por 0,4kgf/cm2/minuto que é de 4,5 minutos)
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: 180 minutos
Descompressão: 100 minutos
Descanso após descompressão: 120 minutos (para verificação do 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 hs
de hora extra.
Capítulo 5. Pressões
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174
Nota 5.1.
Em um trabalho em tubulão pressurizado programado para duas horas, após
uma hora, a temperatura de globo úmido resultou em 28 oC. 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.
Capítulo 5. Pressões
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Nota 5.2.
Programe as etapas de compressão, trabalho e descompressão em tubulão
pressurizado, por 1:30 hs, a uma pressão de 1,6 kgf/cm2.
Reposta:
A primeira tarefa é selecionar a tabela de descompressão adequada.
Tabela para 1:30 a 2horas, pressões de 1 a 2,0 kgf/cm2
A 1,60 kg/m2 teremos dois estágios de compressão e as atividades seriam
desenvolvidas da seguinte forma:
Estágio de compressão até 0,3 kgf/cm2 com parada p/verificação.
Estágio de compressão com 0,7kgf/cm2 /min até 1,6 kgf/cm2
Etapa de trabalho de 1:30hs
Etapa de descompressão(0,4kgf/cm2/min.) até 0,4kgf/cm2
Parada de 10 minutos(1o estágio)
Descompressão até 0,2 kgf/cm2
Parada de 30 minutos(2o estágio)
Descompressão até 0 kgf/cm2
Etapa de observação e acompanhamento médico: 120 minutos.
Tempo total:257 minutos(4:17h):
Estágio de compressão (0,7kgf/cm2/min de 0 a 1,6kgf/cm2 mais 1
minuto de verificação) = 3,28 minutos (aproximadamente 3 minutos)
Etapa de trabalho: 90 minutos
Etapa de descompressão(0,4kgf/cm2/min) = 4 minutos
Estágios de descompressão = 40 minutos
Etapa de observação médica = 120 minutos
Capítulo 5. Pressões
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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 alcólicas 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 5.5 Correlação entre a altitude, a pressão atmosférica e a pressão parcial do
oxigênio.
Altitude (m) Pressão Atmosférica
(mmHg)
P02 (mmHg)
0(nível do mar) 760 159,2
1.000 674 141,2
2.000 596 124,9
3.000 526 96,9
4.000 462 96,9
9.000 231 48,4Capítulo 5. Pressões
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5.6 EFEITOS DA ALTITUDE NO ORGANISMO:
5.6.1. A CURTO PRAZO:
a) Hiperventilação (taquipnéia) estimulada pela baixa PO2 que diminui o % de
saturação da hemoglobina;
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 de dá em duas semanas para uma altitude de até 2.100metros 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.
Capítulo 5. Pressões
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5.7 TRABALHOS SUBMERSOS
Os trabalhos submersos como a atividade de soldagem em plataforma marítimas,
expõem os trabalhadores à pressões especificadas pela profundidade da área de
trabalho. Após um certo tempo de trabalho pressurizado, se for necessária a
descompressão, esta se dará conforme as tabelas do anexo 6 da NR-15. Após a
realização das tarefas, o mergulhador deverá subir a uma velocidade não maior que
0,33m/s, isto é 3 segundos para cada metro de subida. As tabelas de descompressão
para atividades submersas têm 6 colunas com as seguintes características:
• 1ª Coluna - Profundidade máxima atingida durante o mergulho em metros.
Quando a profundidade é um valor intermediário na tabela, devemos considerar
aquele imediatamente superior.
• 2ª Coluna - Indica o tempo de permanecia no fundo contado em minutos. O
tempo de fundo é contado no instante em que se deixa a superfície para descida,
até o momento em que se deixa o fundo para retornar à superfície.
• 3ª Coluna - Tempo de subida até a primeira etapa da descompressão, em
minutos e segundos.
• 4ª Coluna - Indica os tempos em minutos de permanência em cada etapa da
descompressão. A falta de indicação significa que não precisa de parada àquela
profundidade.
• 5ª Coluna - Indica o tempo em minutos e segundos, para chegar a superfície
após deixar o fundo. Este tempo é a soma dos tempos das etapas de
descompressão, do deslocamento entre o fundo e a primeira etapa, dos
deslocamentos entre etapas e entre a última etapa e a superfície.
• 6ª Coluna - Indica os grupos de repetição que deverá ser utilizado nos cálculos da
descompressão de um eventual mergulho repetitivo. Está relacionado à
quantidade de tecido hipersaturados de N2 após cada mergulho.
Exemplo:
Profundidade: 24 m
Tempo de Fundo: 120 min
1. O Mergulhador deverá subir de 24 m de profundidade para 6 metros com tempo
mínimo de 1 min.
2. Permanecer nesta profundidade por 17 min.
3. Subir até 3 metros em 10 seg.
4. Permanecer na profundidade de 3m por 56 min.
Subir até a superfície em 10 seg.
Capítulo 5. Pressões
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Tabela com tempo a ser somado ao tempo de trabalho para o cálculo dos estágios de
descompressão em mergulhos repetitivos(intervalo menor que 12 horas entre os
mergulhos)
5.8 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.
Capítulo 5. Pressões
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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.Churchill-
Davidson 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.
Figura 5.2.
INDICAÇÕES DE OHB CONFORME RESOLUÇÃO CFM 1.457/95
O Conselho Federal de Medicina, através da Resolução 1.457/95, indicou a
Oxigenoterapia Hiperbárica para um conjunto de doenças refratárias aos tratamentos
tradicionais. A respiração em uma atmosfera pressurizada de oxigênio, faz com que a
quantidade de oxigênio no organismo aumente, facilitando o processo de cicatrização,
que em outras técnicas tradicionais seria muito lento.
Dentre essas doenças temos:
1. Doença descompressiva
2. Embolia traumática pelo ar
3. Embolia gasosa
4. Envenenamento por CO ou inalação de fumaça
5. Envenenamento por gás cianídrico / sulfídrico
6. Gangrena gasosa
7. Síndrome de Fournier
Capítulo 5. Pressões
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8. Outras infecções necrotizantes de tecidos moles: celulites, fasciites, miosites (inclui
infecção de sítio cirúrgico)
9. Isquemias agudas traumáticas: lesão por esmagamento, síndrome compartimental,
reimplantação de extremidades amputadas e outras
10. Vasculites agudas de etiologia alérgica, medicamentosa ou por toxinas biológicas:
(aracnídeos, ofídios e insetos)
11. Queimaduras térmicas e elétricas
12. Lesões refratárias: úlceras de pele, pés diabéticos, escaras de decúbito, úlceras por
vasculite autoimune e deiscência de suturas
13. Lesões por radiação: radiodermite, osteoradionecrose e lesões actínicas de mucosa
14. Retalhosou enxertos comprometidos ou de risco
15. Osteomielites
16. Anemia aguda nos casos de impossibilidade de transfusão sanguínea
Capítulo 5. Pressões
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5.9 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) Embriaguês 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 Newton.
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
5. Para pressões elevadas recomenda-se substituir a mistura Oxigênio/Nitrogênio por:
a) Oxigênio/Hidrogênio.
b) Oxigênio/Hélio.
c) Oxigênio.
d) Nitrogênio.
e) n.d.a.
Capítulo 5. Pressões
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6. Na oxigenoterapia hiperbárica, o paciente respira em uma atmosfera de:
a) Oxigênio
b) Ar respirável comprimido
c) Oxigênio comprimido
d) Ar respirável
e) n.d.a.
Capítulo 6. Radiações Ionizantes
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CAPÍTULO 6. RADIAÇÕES IONIZANTES
Profa. SÔNIA REGINA P. SOUZA
OBJETIVOS DO ESTUDO
Possibilitar a compreensão dos aspectos principais da proteção radiológica. Neste
capítulo serão apresentados os tipos de fontes de radiação ionizante, a classificação das
radiações segundo a forma de interação com a matéria, as grandezas e unidades
radiológicas, os efeitos biológicos, as normas básicas de proteção radiológica e os meios
de detecção e controle das exposições.
Ao término deste capítulo você deverá estar apto a:
Identificar as fontes de radiação ionizante;
Avaliar os riscos potenciais associados ao uso de fontes de radiação;
Determinar a atividade atual de uma fonte radioativa;
Quantificar a dose recebida em exposições externas a emissores gama;
Efetuar cálculos básicos para blindagem a fontes emissoras gama;
Reconhecer os diferentes equipamentos de avaliação de radiação ionizante e
verificar sua adequação às necessidades específicas;
Conhecer os procedimentos recomendados para descontaminação pessoal.
Capítulo 6. Radiações Ionizantes
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6.1. INTRODUÇÃO
Desde os primórdios da humanidade o homem esteve exposto às radiações
ionizantes proveniente do espaço exterior, do solo, da água, do ar e dos seres vivos. O
crescente uso de fontes emissoras dessas radiações em atividades médico-hospitalares,
industriais e de pesquisa, evidenciou o risco potencial da exposição humana a elas. A fim
de melhor avaliar esse risco e proteger os indivíduos dos efeitos deletérios das radiações
ionizantes, foram desenvolvidos instrumentos de detecção e procedimentos de controle
da exposição. A Proteção Radiológica é a área do conhecimento que abrange os
estudos sobre as diferentes formas de geração de radiação ionizante, os meios para
detectá-las, a sua interação com sistemas biológicos e as técnicas para controlar a
exposição humana a elas.
6.1.1. O ÁTOMO
Toda a matéria é formada por átomos, os quais são compostos por partículas
positivas, negativas e neutras. As partículas negativas (elétrons), são encontradas
girando ao redor de um núcleo, arranjadas em camadas, denominadas orbitais
eletrônicos. No interior do núcleo, ligadas de forma bastante coesa, encontram-se as
partículas positivas (prótons) e as partículas neutras (nêutrons).
Se um átomo possuir mais elétrons do que prótons, ele terá uma carga elétrica total
negativa. E se o número de prótons for maior a carga será positiva. Em geral, os átomos
não apresentam carga elétrica (são neutros), o que significa que existe uma igual
quantidade de prótons e de elétrons em sua constituição.
As características macroscópicas ou observáveis dos átomos são determinadas por
suas propriedades físico-químicas, dependentes do número de elétrons e de como eles
estão distribuídos nas suas camadas eletrônicas. Em outras palavras, a forma como um
átomo se apresenta (em temperatura e pressão ordinárias, se é um sólido, líquido ou
gás), e como reage com outros átomos para formar moléculas, depende dos elétrons que
possui orbitando ao redor do seu núcleo. Assim, átomos apresentando a mesma
estrutura eletrônica, constituem-se em um elemento químico, pois apresentam
propriedades físico-químicas idênticas.
Para que um átomo não apresente carga elétrica, deve existir um igual número de
prótons e de elétrons. Portanto o elemento químico é caracterizado também pelo total de
prótons que possui no interior do seu núcleo. Assim sendo, se aumentamos ou
diminuímos a quantidade de prótons em um núcleo temos átomos com características
físico-químicas diferentes, ou seja, estamos transformando um elemento químico em
outro totalmente diferente.
No interior do núcleo também existem os nêutrons, os quais compõem, juntamente
com os prótons, a massa do átomo. Uma variação na quantidade de nêutrons não altera
o comportamento macroscópico do átomo, pois este depende unicamente da sua
estrutura eletrônica ou em termos da constituição nuclear, da quantidade de prótons.
Dessa maneira, átomos com quantidades diferentes de nêutrons mas com um número
igual de prótons correspondem a um mesmo elemento químico, pois apresentam as
mesmas características físico-químicas apesar de terem massas diferentes. Estes
átomos são denominados isótopos, e é a mistura desses isótopos que compõe o
elemento químico. Adicionalmente, quando alteramos a composição do núcleo, seja pela
Capítulo 6. Radiações Ionizantes
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adição ou remoção de nêutrons, estamos apenas modificando a massa do átomo e não
transformando um elemento químico em outro.
6.1.2. IONIZAÇÃO E EXCITAÇÃO
Como foi colocadono início, os elétrons são encontrados girando ao redor do
núcleo, distribuídos não de uma forma aleatória, mas sim em camadas ou orbitais
eletrônicos. Cada uma dessas camadas é ocupada por um número específico de
elétrons, os quais são mantidos presos ou ligados com uma determinada quantidade de
energia (energia de ligação). Esta energia de ligação varia com o inverso da distância do
orbital ao núcleo. Desse modo quanto mais próximo do núcleo estão os elétrons, maior é
a energia que os mantém ligados ao átomo, e mais fortemente presos eles estão.
Em condições normais, o eletron ocupa o nível mais baixo de energia dentro da
respectiva camada (estado fundamental), ou seja, aquele em que ele possui a menor
energia, pois este confere maior estabilidade eletrônica ao átomo. Se por meios externos
cedemos uma certa quantidade de energia ao elétron, este passará a executar uma
órbita de raio maior (mais afastada do núcleo), e assim ocupando um nível superior
(estado excitado) dentro da camada. Este processo físico, no qual o elétron ao absorver
energia passa a ocupar orbitais mais externos, é conhecido como excitação eletrônica.
No caso acima, se a energia fornecida é superior a energia de ligação da camada,
o elétron será levado a executar uma órbita com raio tão grande que este não fica mais
sob a influência do campo elétrico do núcleo. Nesta condição o elétron é removido do
átomo. Este processo físico, no qual o elétron ao absorver energia afasta-se da influência
do campo elétrico nuclear a ponto de ser removido, é conhecido como ionização. O
elétron livre e o átomo positivamente carregado resultantes são denominados par iônico.
A quantidade de energia necessária para ionizar o elétron mais fracamente ligado ao
átomo é chamada de potencial de ionização.
6.1.3. RADIAÇÃO IONIZANTE
A classificação de uma radiação como ionizante está relacionada à sua capacidade
de produzir ionização em sistemas biológicos. O corpo humano é constituído
basicamente por água, hidrogênio, oxigênio, carbono e nitrogênio, cujos potenciais de
ionização situam-se entre 12 e 15 eV. Portanto a energia mínima transportada pela
radiação, capaz de produzir ionização nesses sistemas é 12,4 eV.
Dentro do espectro eletromagnético serão consideradas ionizantes as radiações
com comprimentos de onda inferiores a 100 nm. Entretanto, não apenas as radiações
eletromagnéticas apresentam esta propriedade, também radiações corpusculares, tais
como prótons, elétrons e nêutrons, são capazes de produzir ionização. A energia
corpuscular a ser transferida para o meio, ionizando-o, é a energia de movimento ou
cinética, cuja magnitude é diretamente proporcional ao quadrado da velocidade da
partícula. Desse modo, qualquer partícula ordinária ao ser acelerada, fornecendo-lhe
energia cinética superior a 12,4 eV, passará a ser ionizante, posto que será capaz de
ionizar sistemas biológicos.
Capítulo 6. Radiações Ionizantes
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6.1.4. A RADIOATIVIDADE
Se montarmos um gráfico da constituição nuclear dos átomos conhecidos (naturais
e artificiais), representando no eixo vertical o número de nêutrons e no horizontal o de
prótons, obteremos uma faixa larga e deslocada em direção ao eixo vertical. Ao
observarmos atentamente esta faixa verificamos que no seu trecho central e abaixo de
uma massa atômica correspondente a 190, estão localizados núcleos que não modificam
a sua constituição interna (quantidade de prótons e nêutrons) com o decorrer do tempo,
sendo por esta razão considerados estáveis. Por outro lado, os núcleos localizados nas
bordas da faixa e no trecho acima de 190, apresentam uma variação na quantidade de
prótons e nêutrons com o passar do tempo, e por isso são denominados instáveis. Em
outras palavras, ou eles apresentam um excesso de partículas no seu interior, ou têm
nêutrons demais ou nêutrons de menos para serem estáveis.
Este estado de instabilidade representa um excesso de energia ou um gasto
energético para o núcleo. Tendo-se em vista que todos os sistemas na Natureza buscam
se rearranjar de tal forma que o seu gasto de energia seja mínimo, o núcleo atômico irá
sofrer uma série de transformações espontâneas até atingir o estado que represente o de
menor consumo energético (estado fundamental). Durante essas transformações o
núcleo se libera do excesso de partículas e energia que possui, modificando assim a sua
estrutura (desintegração) e diminuindo seu nível de energia (decaimento).
A radioatividade é definida como o fenômeno físico de emissão espontânea de
radiação ionizante por núcleos atômicos instáveis. Este fenômeno e as propriedades
radioativas de um núcleo independem do estado físico ou químico em que este se
apresenta. Tais propriedades dependem unicamente das características intrínsecas do
núcleo, e não podem ser alteradas por quaisquer ações externas (aquecimento,
congelamento, diluição, compressão, etc).
O fenômeno da emissão de radiação ionizante pode ocorrer naturalmente ou ser
induzido por meio do bombardeamento de núcleos estáveis com partículas carregadas,
como no caso de aceleradores de partículas, ou nêutrons, como ocorre nos reatores
nucleares. Os átomos naturalmente radioativos estão agrupados em séries, nas quais um
elemento se transforma em outro, sucessivamente, até atingir a estabilidade nuclear. O
primeiro elemento da séria é denominado pai e o último corresponde ao elemento
estável. As quatro séries radioativas existentes na Natureza são o Tório, Netúnio, Urânio
e Actínio, conforme ilustrado na tabela 6.1.
Tabela 6.1. Séries radioativas naturais.
SÉRIE PAI ISÓTOPO ESTÁVEL
Tório 90Th232 82Pb208
Netúnio 94Pu241 83Bi209
Urânio 92U238 82Pb206
Actínio 92Th235 82Pb207
Capítulo 6. Radiações Ionizantes
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6.1.5. FONTES DE RADIAÇÃO IONIZANTE
As radiações ionizantes podem ser geradas em equipamentos eletrônicos, emitidas
por materiais radioativos ou como resultado de reações nucleares. Nos equipamentos
eletrônicos a desaceleração de feixe de elétrons por um alvo resulta na emissão de
radiação eletromagnética, conhecida como radiação de frenamento ou Raios X. A
emissão dessa radiação, em níveis significantes do ponto de vista biológico, ocorre para
da voltagem de operação superior a 15 kV e alvo com número atômico elevado (tal como
chumbo ou tungstênio). Nessas condições são gerados raios X com energia superior a 5
keV, e os dispositivos emissores incluem: equipamentos de Raios X, microscópios
eletrônicos, soldagem com feixe de elétrons, retificadores e estabilizadores termiônicos
de alta voltagem, tríodos de alta voltagem, magnetrons e tubos de raios catódicos.
Os materiais radioativos podem se encontrados na forma sólida (particulada ou
compacta), líquida ou gasosa. Dependendo da finalidade de uso, o material pode estar
contido no interior de uma cápsula lacrada. Tal configuração impede a dispersão do
material para o ambiente, não havendo o risco de contaminação radioativa, exceto nos
casos em que o lacre é rompido ou a cápsula apresente falha. São exemplos de fontes
seladas os medidores de densidade, gramatura, espessura, nível, massa e umidade, e os
irradiadores para terapia de câncer e para ensaios não destrutivos.
Quando o material se encontra na sua forma livre, a fonte é denominada não
selada. Nestas condições o material radioativo pode difundir-se para o ambiente,
havendo o risco de contaminação