vibração - producao.ufrgs.br · microsoft powerpoint - vibracoes.ppt author: amaral created date:...
TRANSCRIPT
11
VibraçõesVibraçõesFernando Gonçalves AmaralFernando Gonçalves Amaral
VibraçãoVibração
O que é ?O que é ?
•• Corpo está em vibração se ele está Corpo está em vibração se ele está animado de um movimento oscilatório animado de um movimento oscilatório em torno de uma posição de em torno de uma posição de referência ou de equilíbrio. referência ou de equilíbrio.
Exemplos: Exemplos: pêndulo de um relógiopêndulo de um relógiomassa suspensa por molamassa suspensa por mola
22
Nosso interesse: Nosso interesse: as vibrações mecânicasas vibrações mecânicas
complexas em “corpos sólidos”complexas em “corpos sólidos”
Caracterização das vibrações:Caracterização das vibrações:•• pode ser expressa pelas grandezas:pode ser expressa pelas grandezas:
–– deslocamento (m)deslocamento (m)
fADπ2 2=
33
–– Velocidade (msVelocidade (ms--11))
–– Aceleração eficaz (RMS) Aceleração eficaz (RMS) (ms(ms--22 ou dB) ou dB) -- mais simples de mais simples de
ser medidaser medida
fAVπ2
=
2maxAARMS =
Nível de aceleração (RMS)Nível de aceleração (RMS)
(em dB)(em dB)
–– onde: onde: •• AArefref (nível de referência) = 10(nível de referência) = 10--66 msms--22
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡=
AALref
log20
44
(ms2) DB1 120
10 140
0,1 100
2 126
Ressonância ( FRessonância ( F0 0 ))
•• Um sistema está em ressonância quando, Um sistema está em ressonância quando, submetido à uma oscilação forçada, adquire submetido à uma oscilação forçada, adquire ele próprio uma oscilação mais importante.ele próprio uma oscilação mais importante.
55
Meio do trabalhoMeio do trabalho
As vibrações podem afetar:As vibrações podem afetar:•• o conforto, a segurança e a saúdeo conforto, a segurança e a saúde
Em função:Em função:•• do modo de transmissãodo modo de transmissão
–– corpo inteiro ou parte do corpocorpo inteiro ou parte do corpo
•• das características das vibraçõesdas características das vibrações–– direção, freqüência, amplitude de direção, freqüência, amplitude de
aceleração, tempo de exposiçãoaceleração, tempo de exposição
66
Meio do trabalhoMeio do trabalhoVibrações “corpoVibrações “corpo--total” total” (0,5 a 80 Hz)(0,5 a 80 Hz)
•• transmitidas inteiramente ao corpo do transmitidas inteiramente ao corpo do trabalhadortrabalhador–– veículos pesados: tratores, veículos pesados: tratores,
retroescavadeirasretroescavadeiras, ..., ...
Vibrações “Vibrações “manubraquiaismanubraquiais” ” (5 a 1000 Hz)(5 a 1000 Hz)
•• mais localizadas: mão e braço em mais localizadas: mão e braço em contato com máquinas manuais contato com máquinas manuais vibrantes vibrantes
77
Vibrações corpoVibrações corpo--totaltotalReceptores sensoriais das vibraçõesReceptores sensoriais das vibraçõesVários tipos de receptores asseguram a percepçãoVários tipos de receptores asseguram a percepção(ouvido humano (ouvido humano -- único receptor dos sons)único receptor dos sons)
mecanoreceptores cutâneos e outros situados mecanoreceptores cutâneos e outros situados principalmente nos músculos e nos tendões; principalmente nos músculos e nos tendões;
receptores situados noreceptores situados no ouvido internoouvido interno
receptores visuais. receptores visuais.
Sensações induzidas Sensações induzidas Função das características físicas do estímuloFunção das características físicas do estímulo
direção da aplicação:direção da aplicação:os eixos de aplicação foram normalizados no os eixos de aplicação foram normalizados no
plano internacional (Norma ISO 2631) e são plano internacional (Norma ISO 2631) e são respectivamente eixo Z (vertical), eixo Y respectivamente eixo Z (vertical), eixo Y (transversal) e eixo X (sagital)(transversal) e eixo X (sagital)
88
Sensações induzidas Sensações induzidas amplitude:amplitude:
o limite de percepção no eixo Z é da ordem de o limite de percepção no eixo Z é da ordem de 0,01 m.s0,01 m.s--22 (1 a 10 Hz)(1 a 10 Hz)
o limite da dor é apenas superior a 10 m.so limite da dor é apenas superior a 10 m.s--22, , ou seja, o intervalo entre os dois limites é da ou seja, o intervalo entre os dois limites é da
ordem de 40 dB, o que corresponde à terça ordem de 40 dB, o que corresponde à terça parte do intervalo existente em acústica parte do intervalo existente em acústica entre o limite inferior (0 dB) e o limite da dor entre o limite inferior (0 dB) e o limite da dor (130 dB).(130 dB).
Sensações induzidas Sensações induzidas freqüência:freqüência:
Para um sujeito sentado, submetido a uma Para um sujeito sentado, submetido a uma vibração no eixo Z de aceleração constante vibração no eixo Z de aceleração constante e igual a 1 m.se igual a 1 m.s--22 e na qual aumentae na qual aumenta--se se progressivamente a freqüência:progressivamente a freqüência:
de 0,3 a 0,5 Hz: aparecimento de de 0,3 a 0,5 Hz: aparecimento de náuseas se a vibração é aplicada de náuseas se a vibração é aplicada de maneira contínua durante alguns maneira contínua durante alguns minutos. "Mal dos Transportes" ou do minutos. "Mal dos Transportes" ou do "Mal do mar" (giro do ouvido interno)."Mal do mar" (giro do ouvido interno).
99
de 1 a 2 Hz : as sensações de náuseas de 1 a 2 Hz : as sensações de náuseas desaparecem progressivamente. Uma desaparecem progressivamente. Uma sensação de relaxamento pode sensação de relaxamento pode substituisubstitui--laslas (efeito soporífico como o (efeito soporífico como o de ninar um bebê).de ninar um bebê).
de 3 a 4 Hz: aparecimento de uma de 3 a 4 Hz: aparecimento de uma sensação vibratória no abdômen, no sensação vibratória no abdômen, no peito e nos ombros.peito e nos ombros.
de 4 a 8 Hz: a sensação tornade 4 a 8 Hz: a sensação torna--se se francamente desagradável; isto francamente desagradável; isto explicaexplica--se por esta faixa corresponder se por esta faixa corresponder à freqüência de ressonância média do à freqüência de ressonância média do corpo inteiro .corpo inteiro .
de 9 a 10 Hz e além: a sensação tornade 9 a 10 Hz e além: a sensação torna--se menos intensa, mas notase menos intensa, mas nota--se um se um tremor nos tecidos do olho e do tremor nos tecidos do olho e do pescoço, levando o indivíduo a ter pescoço, levando o indivíduo a ter dificuldades com a visão (diminuição dificuldades com a visão (diminuição da acuidade visual).da acuidade visual).
1010
de 13 a 20 Hz: possibilidade de dores de 13 a 20 Hz: possibilidade de dores de cabeça e de problemas de locução.de cabeça e de problemas de locução.
Ação central:Ação central: fadiga associada a uma fadiga associada a uma exposição prolongada às vibrações. exposição prolongada às vibrações. Fadiga geral e prolongamento do tempo Fadiga geral e prolongamento do tempo de reação, conseqüências normais de de reação, conseqüências normais de uma longa viagem em um veículo. uma longa viagem em um veículo. Todavia, sem estabelecimento de nexoTodavia, sem estabelecimento de nexo--causal exclusivo devido à exposição causal exclusivo devido à exposição prolongada do corpo inteiro às vibrações prolongada do corpo inteiro às vibrações de baixa freqüência. de baixa freqüência.
Riscos Riscos O risco para um condutor de veículos é função :O risco para um condutor de veículos é função :
do tipo de veículo e das propriedades de do tipo de veículo e das propriedades de atenuação do sistema de suspensão. atenuação do sistema de suspensão. da transmissibilidade do assento. Deve ter uma da transmissibilidade do assento. Deve ter uma freqüência de ressonância mais baixa possível freqüência de ressonância mais baixa possível (inferior a 4 Hz), para atenuar as vibrações (inferior a 4 Hz), para atenuar as vibrações verticais (no eixo Z) transmitidas pelo veículo verticais (no eixo Z) transmitidas pelo veículo na faixa de freqüências de 4 a 8 Hz onde se na faixa de freqüências de 4 a 8 Hz onde se encontra a freqüência de ressonância do encontra a freqüência de ressonância do tronco no ser humano.tronco no ser humano.
1111
da velocidade do veículo.da velocidade do veículo.
da qualidade do pavimento.da qualidade do pavimento.
da postura do condutor: uma leve inclinação da postura do condutor: uma leve inclinação das costas para trás (105° a 110° com das costas para trás (105° a 110° com relação ao plano horizontal) e a utilização de relação ao plano horizontal) e a utilização de um suporte lombar contribui para uma um suporte lombar contribui para uma diminuição da carga na coluna.diminuição da carga na coluna.
1313
Valores limites 8 horas/dia
Eixo Z Eixos X e YCritério ISO 2631
ms-2 dB ms-2 dB
Saúde 0,63 116 0,44 113
Fadiga normal 0,32 110 0,22 107
Conforto 0,1 100 0,07 97
Valor ± central
Bases desconhecidas: Saúde * 2 Conforto / 3Bases desconhecidas: Saúde * 2 Conforto / 3
2121
Características biomecânicas Características biomecânicas do sistemado sistema manubraquialmanubraquial
Mão e braço seguem o mesmo Mão e braço seguem o mesmo modelo do corpo humano: modelo do corpo humano:
sistema massasistema massa--molamola--amortecedoramortecedor
2323
Filtro de ponderação Filtro de ponderação frequencial frequencial ISO 5349ISO 5349
Freqüência (Hz)
-40
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-5
00 8 16 31,5 63 125 250 500 1000
Aten
uaçã
o (d
B)
2424
Espectro Espectro frequencial frequencial ISOISO 53495349
0 200 400 600 800 10000,01
0,1
1
10
ooooooo
ooooooooo
ooo
o
oooooooooooooo
oo
oooooooooooooo
ooooooooooooo
ooooooooooooooooooooo
oooooooooo
ooooooo
oooooo
ooooooooooooooo
oooooooooooooooooo
ooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooo
Freqüência (Hz)
Acele
raçã
o (m
s- ² )
: LINEAR o: PONDERADO
2525
Exposição às vibrações Exposição às vibrações manubraquiaismanubraquiais::•• baixa freqüência (f < 50 Hz)baixa freqüência (f < 50 Hz)
–– perfuradora de rochedoperfuradora de rochedo–– britadeirabritadeira
•• alta freqüência (f > 50 Hz)alta freqüência (f > 50 Hz)–– polidorapolidora–– lixadeiralixadeira
Classificação das máquinas Classificação das máquinas vibrantesvibrantes
2626
As vibrações As vibrações manubraquiais manubraquiais e e as repercussões sobre a saúdeas repercussões sobre a saúdeHandHand--arm Vibration Syndrome arm Vibration Syndrome (HAVS)(HAVS)
––denominação cobrindo as patologias denominação cobrindo as patologias de origem:de origem:
osteoarticularesosteoarticulares, vasculares e , vasculares e neurológicasneurológicas
•• primeiro estágioprimeiro estágio: sensações : sensações desagradáveis, desconforto e dordesagradáveis, desconforto e dor
•• segundo estágiosegundo estágio: espasmos vasculares : espasmos vasculares excessivos nos dedos, problemas excessivos nos dedos, problemas neurosensoriaisneurosensoriais
ProblemasProblemas osteoarticularesosteoarticulares–– quistos ósseosquistos ósseos–– artroseartrose (nos cotovelos)(nos cotovelos)–– Doença de Doença de KöhlerKöhler ((microfraturas microfraturas do do
escafóideescafóide))–– Doença de Doença de Kienböck Kienböck (necrose do (necrose do
semilunar)semilunar)ControvérsiaControvérsia: : forças x posturas desfavoráveisforças x posturas desfavoráveis
Doenças ocupacionaisDoenças ocupacionais reconhecidas: reconhecidas: Bélgica, França, Itália e AlemanhaBélgica, França, Itália e Alemanha
2727
Problemas vascularesProblemas vascularesSíndromeSíndrome dede RaynaudRaynaud (induzida pelas (induzida pelas vibrações) vibrações) -- VWF VWF
Setor de atividade Sujeitos
N
Inchações
dos dedos %
VWF
%
Canteiros navais 169 43,2 31,3
Fundições 67 19,4 20,9
Talhadores de pedras 76 40,8 35,5
Mecânicos 79 44,7 26,3
Lenhadores 66 40,9 28,8
2828
Escala de Estocolmo Escala de Estocolmo (componente vascular(componente vascularEstado Grau Descrição
0 - Sem ataques1 Leve ataques ocasionais afetando somente a extremidade de um
ou mais dedos2 Moderado ataques ocasionais afetando as 2a e 3a falanges de um ou
mais dedos3 Severo ataques freqüentes afectando todas as falanges da maior
parte dos dedos4 Muito
Severoidem ao estado 3, com problemas tróficos cutâneos das
extremidades digitais
Exemplo: 2 L (3)
Estado mão n° de dedos
Lesões neurológicasLesões neurológicasA curto prazoA curto prazo
–– anestesia vibratóriaanestesia vibratória
–– perda de sensibilidade (receptores perda de sensibilidade (receptores sensoriaissensoriais))
–– formigamentos e inchação nas mãosformigamentos e inchação nas mãos
3030
Escala de Estocolmo Escala de Estocolmo (componente (componente neurosensorialneurosensorial
Estágio Sintomas
0 Exposto às vibrações mas sem sintomas.
1 Inchações intermitentes com ou sem sintomas de formigamentos.
2 Inchações intermitentes ou persistentes e redução da percepção sensorial.
3 Inchações intermitentes ou persistentes e redução da discriminação tátil e/ouda dextreza manual.
Exemplo: 3 R (2)
Estado mão n° de dedos
Sujeitos sãosSujeitos sãos
quais alterações ?
evolução temporal destas alterações
quantificação das alterações
comparação diferença entre eixos X, Y e Z
exposição monoaxial x triaxial (diferente ?)
diferenças interindividuais (existem?)
Questões de pesquisa
3131
Sujeitos expostosSujeitos expostos
quantificação das alterações
diferenças interindividuais
Comparação
sujeitos sãos x expostos
Seleção dos sujeitos sãos(sem exposição profissional)
Questionário (anamnese)vida pregressa (patologias, diabete, hipertensão), co-fatores de risco (máquinas vibrantes, frio, solventes), características psicossociais (álcool, tabaco, instr. musical)
Exame clínico (sem neuropatias)características gerais (peso, idade, …)exame clínico (UCL)exame da sensibilidade primária (nocicepção, tátil, vibrações e térmica)
Materiais e métodos
3232
Seleção dos sujeitos expostos
questionário (anamnese)
exame clínico (neuropatias)classificados segundo a escala de Estocolmo
análises de postos de trabalho com
doses (atuais e pregressas),
Desenvolvimento de um modeloDescrição da perda de sensibilidade
Problemas existentes
falta de modelos adequados
modelos logarítmicos (descrição errônea),
modelos exponenciais (somente durante a recuperação)
3333
Modelo exponencial de 1a Ordem
Descrito durante a exposição por:
SPV (t) = SPV0 + TTS [1- exp (-t/τ)] (1)
e durante a recuperação por:
SPV (t) = SPVM - TTS [1- exp (-t/τ)] (2)
Modelo 1 constante + resíduoModelo 1 constante + resíduo
SPV i -1
SPV 0
SPV i
TTS∆t
exposiçãoi -1 i
resíduo (k.TTS)
SPV M
tempo
SPV(t)dB
recuperação
3636
Percepção à temperatura
Velocidade de condução nervosaTempo de Tempo de latência latência sensitiva (TLS)sensitiva (TLS)
3838
Força máxima voluntária
1 - FORMIGAMENTOS
2 - INCHAÇÕES
0 3 6
NADA MUITO FORTE
Questionário subjetivo
3939
Controle da tsk
Tempo SPV SPP TLS1 SPT2 PPg FMV tsk Quest
Antes
1
2
3
1
2
3
1 1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
Exposição
fim fase 2'
fim fase 2'
fim fase 4'
fim fase 8'
fim fase 16'
4
5
6
7
8
4
5
6 2 4 4 4
4
5
6
7
8
2
3
4
Recuperação
4'
8'
16'
20'
9
10
11
12
7
8
9
10 5
5
6 5
9
10
11
12
5
6
7
8
Total de experienciasefetuadas
130 130 90 40 130 130 130 130
Protocolo utilizado
4040
Modelo 1 constante + resíduoModelo 1 constante + resíduo
-10 0 10 20 30 40 50 6090
100
110
120
130
140
EXPOSIÇÃO
Tempo (min)
SPV
(dB)
Modelização Valores Observados
RECUPERAÇÃO
Trabalho de campoSecteur Tâches Machines
UtiliséesAEP (ms-2)
(non pondérée)AEP W (ms-2)(pondérée)
Tôlerie Boulonneuse 32,2 6,5Automobile Finition Ponceuse
Meuleuse15 2,6
Siège devoitures
ferroviaires
Finition PonceuseMeuleuse
21,2 2,8
Wagons Préparation(meulage de
pièces)
Meuleuse 77,2 6,6
Palettes Réparation BoulonneuseCloueuseForeuse
FraiseuseVisseuse
Scie
21,2 5,1
Armement Canonnerie Polisseuse 25,8 10,6Carrières Tailleurs de
pierrePonceuseMeuleuse
43,4 4,7
Rocteurs(fond)
Rocteurs(surface)
Marteaupiqueur
47,9 9,9