Avaliação On-Line 6 (AOL 6) - Atividade Contextualizada

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ATIVIDADE CONTEXTUALIZADA
1-Ressonância: 
Você já deve ter visto em filmes ou desenhos uma taça ser quebrada apenas com o grito ou canto de um personagem. Mas será que isso pode acontecer de verdade? A resposta é sim! Esse fenômeno ocorre graças a um princípio da Física chamado de ressonância mecânica. Vejamos agora o que nos diz esse princípio. A ressonância mecânica, também chamada simplesmente de ressonância, ocorre quando um sistema recebe energia com frequência igual a uma de suas frequências naturais de vibração e aumenta sua amplitude.					 
Todos os corpos possuem frequências naturais de vibração e, quando são submetidos a pulsos energéticos, cuja frequência coincide com uma dessas frequências naturais, ele passa a vibrar com frequências e amplitudes cada vez maiores.
Podemos observar um exemplo de ressonância mecânica ao empurrar um balanço: fornecemos ao balanço pulsos energéticos com movimentos periódicos e com a mesma frequência natural de sua vibração, assim, ele executa o movimento com amplitudes cada vez maiores, atingindo pontos mais altos.
Já a taça quebra-se porque a sua frequência natural é igual à frequência das ondas sonoras produzidas pelo cantor. Assim, ela recebe energia e começa a vibrar até se quebrar. Para compreender melhor a ressonância, observe as figuras a seguir em que os gráficos descrevem o movimento da onda:
Amplitude de vibração natural de um corpo
O corpo é submetido a pulsos energéticos com a mesma frequência de vibração, de forma que seu movimento pode ser representado pelo gráfico:
Amplitude da vibração de um corpo em ressonância
A amplitude resultante representa a soma da amplitude de vibração natural do corpo com a amplitude da onda que causou a ressonância, de acordo com o princípio da superposição de ondas. 
A ressonância mecânica pode causar vários desastres. O caso mais famoso foi a queda da Ponte de Tacoma, nos Estados Unidos, em 1940. O acidente ocorreu porque a frequência do vento em um determinado momento coincidiu com a frequência natural de vibração da ponte. Isso fez com que ela entrasse em ressonância e vibrasse com uma grande amplitude, balançando como se fosse um papel. A estrutura da ponte não suportou esse movimento e ela foi completamente destruída.
2- Efeitos das vibrações na saúde do trabalhador:
A vibração consiste em qualquer movimento que o corpo executa em torno de um ponto fixo, podendo ser regular ou irregular, transmitida por intermédio das partes do corpo que entram em contato direto com a fonte, geralmente as nádegas, as mãos, os braços e os pés. É definida por três variáveis: frequência, medida em hertz (Hz); intensidade do deslocamento, medida em cm ou mm ou aceleração máxima sofrida pelo corpo, medida em g (1g = 9,81 m x s-2); e direção, composta por três eixos ortogonais: x (das costas para frente), y (da direita para esquerda) e z (dos pés para a cabeça). 
A vibração pode ser transmitida ao corpo inteiro ou a partes dele. A vibração de corpo inteiro (corpo total) é aquela transmitida inteiramente ao corpo do trabalhador, ocorrendo a partir dos pés (posição em pé) ou do assento (posição sentada), muito comum no trabalho realizado em plataformas, máquinas, tratores e veículos, com frequência variando de 0,5 a 80 Hz. Já a vibração de partes do corpo (manubraquiais) é aquela transmitida diretamente às mãos e braços do trabalhador por máquinas manuais vibrantes, como britadeiras, furadeiras de impacto etc., com frequência variando de 5 a 1.000 Hz. 
O corpo humano reage às vibrações de diferentes maneiras. A exposição ocupacional continuada das vibrações pode causar efeitos diretos sobre o corpo, podendo ser destacados os seguintes problemas: perda do equilíbrio e falta de concentração, desordens gastrointestinais, aumento da frequência cardíaca, perda do controle muscular de partes do corpo, distúrbios visuais com visão turva, descalcificação de pequenas áreas dos ossos do corpo, lesões na coluna vertebral e degeneração gradativa do tecido muscular e nervoso. Além disso, uma doença muito comum e reconhecida resultante da exposição prolongada das mãos à vibração e a impactos repetidos é a síndrome dos dedos brancos ou doença de Raynaud, causada pelo espasmo das artérias digitais, que limita o fluxo sanguíneo nos dedos, sendo que, em casos extremos, pode causar danos permanentes ou gangrena. 
A medição da vibração é baseada principalmente nas Normas ISO 2631-1 (1997) para corpo inteiro e ISO/DIS 5349-1 (2001) para mão e braço, as quais determinam os níveis de ação e os limites de exposição. É realizada por meio de instrumentos ligados a um transdutor de aceleração conhecido como acelerômetro, que capta o movimento vibratório, transformando-o em um sinal elétrico proporcional à aceleração. Os acelerômetros mais utilizados são os piezoelétricos, que medem a aceleração absoluta da vibração, tendo características gerais superiores em relação a qualquer outro tipo de transdutor de vibrações. Na vibração de corpo inteiro (VCI), o celerômetro triaxial é montado em um adaptador de assento, posicionado no ponto de transmissão da superfície do corpo. Já na medição de vibração de mão e braço (VMB), o acelerômetro é montado na superfície vibrante, utilizando-se adaptadores adequados. 
As medias ergonômicas a serem adotadas para a diminuição dos níveis de vibração deve ser feita ao nível de projeto das máquinas e equipamentos. Neste aspecto, destacam-se as tecnologias existentes em alguns produtos utilizados no manejo de áreas verdes, como o caso das motosserras, que possuem dispositivos (amortecedores) que interligam as diferentes partes da máquina, minimizando a vibração e os efeitos sobre o corpo humano. Existem, ainda, certos tipos de mecanismos que são mais favoráveis, como o uso de movimentos de rotação ao invés de translação e o uso de transmissões hidráulicas e pneumáticas em substituição a engrenagens. 
Para manter os níveis de vibração dentro de limites toleráveis, ou mesmo quando no projeto não se conseguem níveis abaixo do recomendado, a diminuição da vibração pode ser conseguida por meio da eliminação da fonte vibratória com lubrificações e manutenções periódicas das máquinas; isolamento da fonte com afastamento do trabalhador; ou uso de material isolante. Um assento confortável também minimiza o problema. Por fim, se mesmo assim não se conseguir níveis aceitáveis, o trabalhador deve ser protegido com luvas antivibração e botas e, se o efeito for por longo período, devem ser programadas pausas para evitar a exposição contínua do trabalhador. 
Portanto, como pode ser verificado, as vibrações ocupacionais são altamente prejudiciais à saúde do trabalhador, sendo, então, muito importante que as empresas que possuem máquinas e equipamentos portáteis que provocam vibrações possam realizar regularmente a medição da vibração. Com isso, poderão ser tomadas medidas preventivas para neutralizar ou minimizar os riscos no ambiente de trabalho, efetuar o pagamento da insalubridade de forma adequada e proteger a saúde do trabalhador.
3. Manutenção preditiva utilizando o fenômeno das vibrações:
A Manutenção Preditiva usando o método da análise de vibrações, toma como base o conhecimento do estado da máquina através de medições periódicas e continuas de um ou mais parâmetros significativos, evitando paradas inesperadas e substituição de peças desnecessárias.Com base no conhecimento e análise desses fenômenos medidos por aparelhos específicos que detectam alterações excessivas de vibração, torna-se possível indicar, com antecedência, eventuais defeitos ou falhas e então a partir dos dados coletados fazemos o diagnóstico e a análise de tendência da falha. Com isso se torna possível traçar um plano de ação para corrigir o problema e evitar uma parada inesperada e inoportuna de uma máquina e equipamento.
Como já mencionado acima, a aplicação desse método de análise de vibrações permite detectar e acompanhar o desenvolvimento de falhas nos componentes das máquinas e equipamentos tais como:
· Rolamentos deteriorados;
· Engrenagens defeituosas;· Acoplamentos desalinhados;
· Rotores desbalanceados;
· Eixos deformados;
· Folgas excessivas em buchas;
· Problemas aerodinâmicos ou hidráulicos;
· Desbalanceamento de rotores de motores elétricos.
· Registro das vibrações
O registro das vibrações é captado por meio de sensores colocados em pontos estratégicos das máquinas e equipamentos que transformam a energia mecânica de vibração em sinais elétricos. Esses sinais elétricos por sua vez são encaminhados para os aparelhos registradores de vibrações ou para os aparelhos analisadores de vibrações. Os dados armazenados nos registradores e nos analisadores são interpretados por especialistas, e desse modo obtém-se uma verdadeira radiografia dos componentes de uma máquina ou equipamento.
Fases da implantação da Análise de vibração:
· Definição das máquinas e equipamentos a serem monitorados;
· Fazer o cadastramento de cada máquina e equipamento no sistema de monitoramento, definindo os níveis de alarme, faixas de medição, parâmetros utilizados e a frequência de coleta de dados;
· Definição de uma da rota para a coleta de dados de acordo com as máquinas e equipamentos definidos;
· Acompanhamento dos dados das coletas nas rotas;
· Relatórios com as condições de todas as máquinas e equipamentos, tipos de defeitos e alarmes encontrados, recomendações de como sanar os defeitos encontrados;
· Elaboração do plano de ações.
Sistemas e Instrumentos para Medição de Vibração
Os sistemas de instrumentação para a monitoração periódica de vibração podem ser classificados em três níveis:
1. Medidor de vibração de nível global (sem filtro)
2. Os medidores de vibração de nível global é um instrumento capaz de medir o valor global de vibração (pico ou rms), em uma extensa faixa de frequência, que depende das normas e padrões aplicáveis.
3. Medidor de vibração com análise de frequência (com filtro)
Medidor de Vibração simples, tais como os mencionados no parágrafo anterior, medem o nível de vibração global sobre uma faixa larga de frequência. O nível medido reflete o nível de vibração dos componentes de frequência dominantes do espectro, que são os componentes mais importantes para serem monitoradas.
Analisadores de frequência.
Em casos onde se deseja uma análise de frequência, com larguras de filtro muito estreita, ou deseja-se realizar essa análise sobre um sinal transiente (choques) torna-se necessária a utilização de um sistema capaz de executar a Transformada de Fourier do sinal, que é uma ferramenta matemática capaz de transformar um sinal randônico, periódico ou transitório, numa série de Fourier equivalente, denominado Espectro de Frequência.