vibracoes_exposição humana.pdf
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11
VibraesVibraesFernando Gonalves AmaralFernando Gonalves Amaral
VibraoVibrao
O que ?O que ?
Corpo est em vibrao se ele est Corpo est em vibrao se ele est animado de um movimento oscilatrio animado de um movimento oscilatrio em torno de uma posio de em torno de uma posio de referncia ou de equilbrio. referncia ou de equilbrio.
Exemplos: Exemplos: pndulo de um relgiopndulo de um relgiomassa suspensa por molamassa suspensa por mola
Nosso interesse: Nosso interesse: as vibraes mecnicasas vibraes mecnicas
complexas em corpos slidoscomplexas em corpos slidos
Caracterizao das vibraes:Caracterizao das vibraes: pode ser expressa pelas grandezas:pode ser expressa pelas grandezas:
deslocamento (m)deslocamento (m)
fAD 2 2=
Velocidade (msVelocidade (ms--11))
Acelerao eficaz (RMS) Acelerao eficaz (RMS) (ms(ms--22 ou dB) ou dB) -- mais simples de mais simples de
ser medidaser medida
fAV 2=
2maxAARMS =
Nvel de acelerao (RMS)Nvel de acelerao (RMS)
(em dB)(em dB)
onde: onde: AArefref (nvel de referncia) = 10(nvel de referncia) = 10--66 msms--22
=AALref
log20
-
22
(ms2) DB1 120
10 140
0,1 100
2 126
Ressonncia ( FRessonncia ( F0 0 ))
Um sistema est em ressonncia quando, Um sistema est em ressonncia quando, submetido uma oscilao forada, adquire submetido uma oscilao forada, adquire ele prprio uma oscilao mais importante.ele prprio uma oscilao mais importante.
Meio do trabalhoMeio do trabalho
As vibraes podem afetar:As vibraes podem afetar: o conforto, a segurana e a sadeo conforto, a segurana e a sade
Em funo:Em funo: do modo de transmissodo modo de transmisso
corpo inteiro ou parte do corpocorpo inteiro ou parte do corpo
das caractersticas das vibraesdas caractersticas das vibraes direo, freqncia, amplitude de direo, freqncia, amplitude de
acelerao, tempo de exposioacelerao, tempo de exposio
Meio do trabalhoMeio do trabalho Vibraes corpoVibraes corpo--total total (0,5 a 80 Hz)(0,5 a 80 Hz)
transmitidas inteiramente ao corpo do transmitidas inteiramente ao corpo do trabalhadortrabalhador veculos pesados: tratores, veculos pesados: tratores,
retroescavadeirasretroescavadeiras, ..., ...
Vibraes Vibraes manubraquiaismanubraquiais (5 a 1000 Hz)(5 a 1000 Hz) mais localizadas: mo e brao em mais localizadas: mo e brao em
contato com mquinas manuais contato com mquinas manuais vibrantes vibrantes
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33
Vibraes corpoVibraes corpo--totaltotalReceptores sensoriais das vibraesReceptores sensoriais das vibraesVrios tipos de receptores asseguram a percepoVrios tipos de receptores asseguram a percepo(ouvido humano (ouvido humano -- nico receptor dos sons)nico receptor dos sons)
mecanoreceptores cutneos e outros situados mecanoreceptores cutneos e outros situados principalmente nos msculos e nos tendes; principalmente nos msculos e nos tendes;
receptores situados noreceptores situados no ouvido internoouvido interno
receptores visuais. receptores visuais.
Sensaes induzidas Sensaes induzidas Funo das caractersticas fsicas do estmuloFuno das caractersticas fsicas do estmulo
direo da aplicao:direo da aplicao:os eixos de aplicao foram normalizados no os eixos de aplicao foram normalizados no
plano internacional (Norma ISO 2631) e so plano internacional (Norma ISO 2631) e so respectivamente eixo Z (vertical), eixo Y respectivamente eixo Z (vertical), eixo Y (transversal) e eixo X (sagital)(transversal) e eixo X (sagital)
Sensaes induzidas Sensaes induzidas amplitude:amplitude:o limite de percepo no eixo Z da ordem de o limite de percepo no eixo Z da ordem de
0,01 m.s0,01 m.s--22 (1 a 10 Hz)(1 a 10 Hz)o limite da dor apenas superior a 10 m.so limite da dor apenas superior a 10 m.s--22, , ou seja, o intervalo entre os dois limites da ou seja, o intervalo entre os dois limites da
ordem de 40 dB, o que corresponde tera ordem de 40 dB, o que corresponde tera parte do intervalo existente em acstica parte do intervalo existente em acstica 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).
Sensaes induzidas Sensaes induzidas freqncia:freqncia:Para um sujeito sentado, submetido a uma Para um sujeito sentado, submetido a uma
vibrao no eixo Z de acelerao constante vibrao no eixo Z de acelerao constante e igual a 1 m.se igual a 1 m.s--22 e na qual aumentae na qual aumenta--se se progressivamente a freqncia:progressivamente a freqncia:
de 0,3 a 0,5 Hz: aparecimento de de 0,3 a 0,5 Hz: aparecimento de nuseas se a vibrao aplicada de nuseas se a vibrao aplicada de maneira contnua durante alguns maneira contnua 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).
de 1 a 2 Hz : as sensaes de nuseas de 1 a 2 Hz : as sensaes de nuseas desaparecem progressivamente. Uma desaparecem progressivamente. Uma sensao de relaxamento pode sensao de relaxamento pode substituisubstitui--laslas (efeito soporfico como o (efeito soporfico como o de ninar um beb).de ninar um beb).
de 3 a 4 Hz: aparecimento de uma de 3 a 4 Hz: aparecimento de uma sensao vibratria no abdmen, no sensao vibratria no abdmen, no peito e nos ombros.peito e nos ombros.
de 4 a 8 Hz: a sensao tornade 4 a 8 Hz: a sensao torna--se se francamente desagradvel; isto francamente desagradvel; isto explicaexplica--se por esta faixa corresponder se por esta faixa corresponder freqncia de ressonncia mdia do freqncia de ressonncia mdia do corpo inteiro .corpo inteiro .
de 9 a 10 Hz e alm: a sensao tornade 9 a 10 Hz e alm: a sensao 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 pescoo, levando o indivduo a ter pescoo, levando o indivduo a ter dificuldades com a viso (diminuio dificuldades com a viso (diminuio da acuidade visual).da acuidade visual).
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44
de 13 a 20 Hz: possibilidade de dores de 13 a 20 Hz: possibilidade de dores de cabea e de problemas de locuo.de cabea e de problemas de locuo.
Ao central:Ao central: fadiga associada a uma fadiga associada a uma exposio prolongada s vibraes. exposio prolongada s vibraes. Fadiga geral e prolongamento do tempo Fadiga geral e prolongamento do tempo de reao, conseqncias normais de de reao, conseqncias normais de uma longa viagem em um veculo. uma longa viagem em um veculo. Todavia, sem estabelecimento de nexoTodavia, sem estabelecimento de nexo--causal exclusivo devido exposio causal exclusivo devido exposio prolongada do corpo inteiro s vibraes prolongada do corpo inteiro s vibraes de baixa freqncia. de baixa freqncia.
Riscos Riscos O risco para um condutor de veculos funo :O risco para um condutor de veculos funo : do tipo de veculo e das propriedades de do tipo de veculo e das propriedades de
atenuao do sistema de suspenso. atenuao do sistema de suspenso. da transmissibilidade do assento. Deve ter uma da transmissibilidade do assento. Deve ter uma
freqncia de ressonncia mais baixa possvel freqncia de ressonncia mais baixa possvel (inferior a 4 Hz), para atenuar as vibraes (inferior a 4 Hz), para atenuar as vibraes verticais (no eixo Z) transmitidas pelo veculo verticais (no eixo Z) transmitidas pelo veculo na faixa de freqncias de 4 a 8 Hz onde se na faixa de freqncias de 4 a 8 Hz onde se encontra a freqncia de ressonncia do encontra a freqncia de ressonncia do tronco no ser humano.tronco no ser humano.
da velocidade do veculo.da velocidade do veculo.
da qualidade do pavimento.da qualidade do pavimento.
da postura do condutor: uma leve inclinao da postura do condutor: uma leve inclinao das costas para trs (105 a 110 com das costas para trs (105 a 110 com relao ao plano horizontal) e a utilizao de relao ao plano horizontal) e a utilizao de um suporte lombar contribui para uma um suporte lombar contribui para uma diminuio da carga na coluna.diminuio da carga na coluna.
ISO 2631 - Corpo Total
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55
Valores limites 8 horas/dia
Eixo Z Eixos X e YCritrio ISO 2631
ms-2 dB ms-2 dB
Sade 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: Sade * 2 Conforto / 3Bases desconhecidas: Sade * 2 Conforto / 3
Instrumentao VibraoInstrumentao Vibrao
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66
-
77
Vibraes Vibraes manubraquiaismanubraquiais
Caractersticas biomecnicas Caractersticas biomecnicas do sistemado sistema manubraquialmanubraquial Mo e brao seguem o mesmo Mo e brao seguem o mesmo
modelo do corpo humano: modelo do corpo humano: sistema massasistema massa--molamola--amortecedoramortecedor
-
88
Y
Z
X
Eixos ortogonais ISO 5349Eixos ortogonais ISO 5349
Filtro de ponderao Filtro de ponderao frequencial frequencial ISO 5349ISO 5349
Freqncia (Hz)
-40
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-5
00 8 16 31,5 63 125 250 500 1000
Aten
ua
o (d
B)
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
Freqncia (Hz)
Acele
ra
o (m
s- )
: LINEAR o: PONDERADO
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99
Exposio s vibraes Exposio s vibraes manubraquiaismanubraquiais:: baixa freqncia (f < 50 Hz)baixa freqncia (f < 50 Hz)
perfuradora de rochedoperfuradora de rochedo britadeirabritadeira
alta freqncia (f > 50 Hz)alta freqncia (f > 50 Hz) polidorapolidora lixadeiralixadeira
Classificao das mquinas Classificao das mquinas vibrantesvibrantes
As vibraes As vibraes manubraquiais manubraquiais e e as repercusses sobre a sadeas repercusses sobre a sade
HandHand--arm Vibration Syndrome arm Vibration Syndrome (HAVS)(HAVS)
denominao cobrindo as patologias denominao cobrindo as patologias de origem:de origem:
osteoarticularesosteoarticulares, vasculares e , vasculares e neurolgicasneurolgicas
primeiro estgioprimeiro estgio: sensaes : sensaes desagradveis, desconforto e dordesagradveis, desconforto e dor
segundo estgiosegundo estgio: espasmos vasculares : espasmos vasculares excessivos nos dedos, problemas excessivos nos dedos, problemas neurosensoriaisneurosensoriais
ProblemasProblemas osteoarticularesosteoarticulares quistos sseosquistos sseos artroseartrose (nos cotovelos)(nos cotovelos) Doena de Doena de KhlerKhler ((microfraturas microfraturas do do
escafideescafide)) Doena de Doena de Kienbck Kienbck (necrose do (necrose do
semilunar)semilunar)ControvrsiaControvrsia: : foras x posturas desfavorveisforas x posturas desfavorveis
Doenas ocupacionaisDoenas ocupacionais reconhecidas: reconhecidas: Blgica, Frana, Itlia e AlemanhaBlgica, Frana, Itlia e Alemanha
Problemas vascularesProblemas vasculares SndromeSndrome dede RaynaudRaynaud (induzida pelas (induzida pelas
vibraes) vibraes) -- VWF VWF Setor de atividade Sujeitos
N
Inchaes
dos dedos %
VWF
%
Canteiros navais 169 43,2 31,3
Fundies 67 19,4 20,9
Talhadores de pedras 76 40,8 35,5
Mecnicos 79 44,7 26,3
Lenhadores 66 40,9 28,8
-
1010
Escala de Estocolmo Escala de Estocolmo (componente vascular(componente vascularEstado Grau Descrio
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 freqentes afectando todas as falanges da maior
parte dos dedos4 Muito
Severoidem ao estado 3, com problemas trficos cutneos das
extremidades digitais
Exemplo: 2 L (3)
Estado mo n de dedos
Leses neurolgicasLeses neurolgicas A curto prazoA curto prazo
anestesia vibratriaanestesia vibratria
perda de sensibilidade (receptores perda de sensibilidade (receptores sensoriaissensoriais))
formigamentos e inchao nas mosformigamentos e inchao nas mos
A longo prazo
comprometimento da:
discriminao manual
destreza manual
fora manual
Escala de Estocolmo Escala de Estocolmo (componente (componente neurosensorialneurosensorial
Estgio Sintomas
0 Exposto s vibraes mas sem sintomas.1 Inchaes intermitentes com ou sem sintomas de formigamentos.2 Inchaes intermitentes ou persistentes e reduo da percepo sensorial.3 Inchaes intermitentes ou persistentes e reduo da discriminao ttil e/ou
da dextreza manual.
Exemplo: 3 R (2)
Estado mo n de dedos
Sujeitos sosSujeitos sos
quais alteraes ?
evoluo temporal destas alteraes
quantificao das alteraes
comparao diferena entre eixos X, Y e Z
exposio monoaxial x triaxial (diferente ?)
diferenas interindividuais (existem?)
Questes de pesquisa
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1111
Sujeitos expostosSujeitos expostos
quantificao das alteraes
diferenas interindividuais
Comparao
sujeitos sos x expostos
Seleo dos sujeitos sos(sem exposio profissional)
Questionrio (anamnese)vida pregressa (patologias, diabete, hipertenso), co-fatores de risco (mquinas vibrantes, frio, solventes), caractersticas psicossociais (lcool, tabaco, instr. musical)
Exame clnico (sem neuropatias)caractersticas gerais (peso, idade, )exame clnico (UCL)exame da sensibilidade primria (nocicepo, ttil, vibraes e trmica)
Materiais e mtodos
Seleo dos sujeitos expostos
questionrio (anamnese)
exame clnico (neuropatias)classificados segundo a escala de Estocolmo
anlises de postos de trabalho com doses (atuais e pregressas),
Desenvolvimento de um modeloDescrio da perda de sensibilidade
Problemas existentes
falta de modelos adequados
modelos logartmicos (descrio errnea),
modelos exponenciais (somente durante a recuperao)
Modelo exponencial de 1a Ordem
Descrito durante a exposio por:
SPV (t) = SPV0 + TTS [1- exp (-t/)] (1)
e durante a recuperao por:
SPV (t) = SPVM - TTS [1- exp (-t/)] (2)
Modelo 1 constante + resduoModelo 1 constante + resduo
SPV i -1
SPV 0
SPV i
TTSt
exposioi -1 i
resduo (k.TTS)
SPV M
tempo
SPV(t)dB
recuperao
-
1212
Gerao das vibraes
Testessensitivos
Percepo s vibraes Percepo pressoSemmesSemmes--WeinsteinWeinstein
Percepo temperatura Velocidade de conduo nervosaTempo de Tempo de latncia latncia sensitiva (TLS)sensitiva (TLS)
-
1313
Testesfuncionais
Destreza manualPurduePurdue PegboardPegboard
Fora mxima voluntria
1 - FORMIGAMENTOS
2 - INCHAES
0 3 6
NADA MUITO FORTE
Questionrio subjetivo
Controle da tskTempo 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
Exposio
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
Recuperao
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
-
1414
Modelo 1 constante + resduoModelo 1 constante + resduo
-10 0 10 20 30 40 50 6090
100
110
120
130
140
EXPOSIO
Tempo (min)
SPV
(dB)
Modelizao Valores Observados
RECUPERAO
Trabalho de campoSecteur Tches Machines
UtilisesAEP (ms-2)
(non pondre)AEP W (ms-2)(pondre)
Tlerie Boulonneuse 32,2 6,5Automobile Finition Ponceuse
Meuleuse15 2,6
Sige devoitures
ferroviaires
Finition PonceuseMeuleuse
21,2 2,8
Wagons Prparation(meulage de
pices)
Meuleuse 77,2 6,6
Palettes Rparation BoulonneuseCloueuseForeuse
FraiseuseVisseuse
Scie
21,2 5,1
Armement Canonnerie Polisseuse 25,8 10,6Carrires Tailleurs de
pierrePonceuseMeuleuse
43,4 4,7
Rocteurs(fond)
Rocteurs(surface)
Marteaupiqueur
47,9 9,9
Material utilizado
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