UEL - UNIVERSIDADE ESTADUAL DE LONDRINACENTRO DE TECNOLOGIA E URBANISMO CURSO DE ESPECIALIZAO DE ENGENHARIA DE SEGURANA DO TRABALHO

CONDIES TRMICAS NO AMBIENTE DE TRABALHO

LONDRINA 2011 I

EVERTON KOMORI GABRIEL HOSOYA FERNANDO IGNCIO BAENA ALVES FREDERICO LEITO ERMEL GRASIELA PETRUCELLI

CONDIES TRMICAS NO AMBIENTE DE TRABALHO

Trabalho

apresentado

como

requisito

parcial de avaliao da disciplina de Condies Trmicas no Ambiente de Trabalho, do curso de Especializao de Engenharia de Segurana do Trabalho, da Universidade Estadual de Londrina, UEL.

DOCENTE: Prof Me. Thalita Giglio

LONDRINA 2011 II

SUMRIOLISTA DE FIGURAS......................................................................................................... IV LISTA DE TABELAS........................................................................................................ V OBJETIVO........................................................................................................................ VI 1. INTRODUO.............................................................................................................. 7 1.1 CONFORTO TRMICO................................................................................. 7 1.2 STRESS TRMICO....................................................................................... 12 2. PARTE EXPERIMENTAL............................................................................................. 15 1.1 Materiais utilizados....................................................................................... 15 1.2 Procedimento experimental........................................................................... 15 3. RESULTADOS E DISCUSSES................................................................................. 16 4. REFERNCIAS ........................................................................................................... 18

III

LISTA DE FIGURASFigura 1 Conjunto de termmetros................................................................................ 8 Figura 2 Anemmetro.................................................................................................... 8 Figura 3 Termoanemmetro.......................................................................................... 9 Figura 4 Carta Psicromtrica......................................................................................... 9 Figura 5 baco de Temperatura Efetiva....................................................................... 10 Figura 6 Conjunto de termmetros................................................................................ 13

IV

LISTA DE TABELASTabela 1 Escala de sensao trmica........................................................................... 11 Tabela 2 Valores obtidos atravs das medies........................................................... 16 Tabela 3 Valores de PMV e PPD.................................................................................. 17 Tabela 4 Valores de T. Efetiva, Corrigida e SET........................................................... 17 Tabela 5 Valores de IBUTG........................................................................................... 18

V

OBJETIVOO experimento teve como objetivo avaliar as condies trmicas de um ambiente atravs das anlises de temperaturas, ndices e variveis influentes no conforto e stress trmico e assim compar-las com parmetros j estabelecidos, como a NR-17 e ISO 7730. O ensaio tambm teve a finalidade familiarizar os alunos com os instrumentos de medio, sistema de termmetro de globo e

termoanemmetro.

VI

1. INTRODUO1.1. CONFORTO TRMICO

O estudo do conforto trmico visa analisar e estabelecer as condies necessrias para ter-se um ambiente trmico adequado s atividades e ocupao humanas. De acordo com a ASHRAE, conforto trmico a condio da mente que expressa satisfao com o ambiente trmico. Os clculos para ambientes so baseados em estudos e apresentam seis variveis que influenciam o conforto trmico. Duas variveis so chamadas de pessoais ou subjetivas, por no dependerem do ambiente. J as outras quatro variveis so conhecidas como ambientais, pois dependem da caracterstica do ambiente. So elas: Atividade desempenhada [ Isolamento trmico das roupas [ Temperatura do ar [ Velocidade do ar [ Umidade relativa [ ] ] ] ] Temperatura radiante mdia [ ] ]

A norma regulamentadora do trabalho urbano, NR 17, cujo titulo Ergonomia visa estabelecer os parmetros que permitam adaptao das condies de trabalho as condies dos trabalhadores, de modo a proporcionar um mximo de conforto, segurana e desempenho eficiente. Nos locais de trabalho onde so executadas atividades que exijam solicitao intelectual e ateno constantes, tais como: salas de controle, laboratrios, escritrios, salas de desenvolvimento ou anlise de projetos, dentre outros, so recomendadas as seguintes condies de conforto: Nveis de rudo de acordo com o estabelecido na NBR 10152; ndice de temperatura efetiva e temperatura efetiva corrigida entre 20 23 ; ; e

Velocidade do ar no superior a 0,75

Umidade relativa do ar no inferior a 40 . 7

Para determinao das temperaturas de bulbo mido natural ( temperatura de globo ( ) e temperatura de bulbo seco (

),

) utilizado um conjunto

de termmetros, apresentado na Figura 1.

Figura 1 Conjunto de termmetros

a velocidade que efetivamente atua sobre o corpo humano, sendo, portanto, a resultante de duas componentes: uma a velocidade do ar incidente sobre a pessoa, considerando-a parada, e a outra em razo do movimento do corpo na realizao de uma tarefa, considerando agora o ar parado. Essa ltima componente pode ser desprezada para atividades sedentrias. A velocidade do ar pode ser medida atravs de um anemmetro onidirecional, mostrado na Figura 2, ou um termoanemmetro, mostrado na Figura 3.

Figura 2 Anemmetro

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Figura 3 Termoanemmetro

A umidade relativa pode ser obtida com higrmetros, mas o mtodo mais usado determin-la a partir das temperaturas de bulbo seco e bulbo mido, carta psicromtrica (Figura 4). Com a temperatura de bulbo seco, marca-se a parte inferior da carta. A temperatura de bulbo mido deve ser marcada no lado esquerdo da carta, atravs das linhas diagonais. Com as temperaturas marcadas, segue-se verticalmente a partir da temperatura de bulbo seco at atingir a linha diagonal referente temperatura de bulbo mido. O ponto de interseco com as linhas parablicas representar a umidade relativa ambiente.

Figura 4 Carta Psicromtrica

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Temperatura efetiva aquela que produz sensao trmica equivalente a uma temperatura medida com o ar saturado (100 de umidade relativa) e aquela que mede ] e

praticamente parado. Ou seja, uma temperatura efetiva de 25 25 com umidade de 100% e o ar parado. Com a temperatura de bulbo seco [ velocidade do ar [

], temperatura de bulbo mido [

] pode-se determinar a temperatura efetiva a partir do baco

de Temperatura Efetiva, representado pela Figura 5.

Figura 5 baco de Temperatura Efetiva

Neste diagrama, marcada a temperatura de bulbo seco do lado direito do grfico. No lado esquerdo, anotada a temperatura de bulbo mido. Faz-se uma ligao entre os dois pontos de temperatura. Na interseco desta reta com a curva de velocidade do ar obtida previamente marcado um novo ponto. Esse novo ponto projetado para as extremidades das curvas e assim obtida a temperatura efetiva. Em seguida, utiliza-se a temperatura de globo no lugar da temperatura de bulbo seco na carta psicromtrica. Segue-se verticalmente com essa temperatura at atingir a curva de umidade relativa obtida anteriormente. A partir desse ponto, feita uma projeo diagonal at a margem esquerda para determinao da nova temperatura de bulbo mido corrigida. Novamente utilizado o baco de Temperatura Efetiva; a temperatura de bulbo globo marcada na escala de temperatura de bulbo seco e substituda a temperatura de bulbo mido pela 10

temperatura de bulbo mido corrigida. Com os dois pontos, traa-se uma reta e o mesmo procedimento usado para determinar a temperatura efetiva corrigida. Para efeito de Legislao Trabalhista, as variveis necessrias so as citados acima. Alm deles, de acordo com a ISO 7730 no estudo do conforto trmico existem dois outros parmetros, o Voto Mdio Predito (PMV) e a Porcentagem Estimada de Insatisfeitos (PPD). O Voto Mdio Predito (PMV) ndice de avaliao de conforto trmico adotado pela norma ISO 7730 (1994), foi desenvolvido pelo professor dinamarqus Ole Fanger. Baseia-se na relao entre a resposta fisiolgica do sistema termorregulador humano e a sensao trmica das pessoas dada na seguinte escala conforme Tabela 1 abaixo.Tabela 1 Escala de sensao trmica +3 Muito quente +2 +1 0 -1 -2 -3 Quente Levemente quente Neutralidade Levemente frio Frio Muito frio

Essa escala simtrica em relao ao ponto 0, que corresponde neutralidade trmica e apresenta valores de 1 a 3 que podem ser positivos, correspondendo s sensaes progressivas de calor, ou negativos, correspondendo s sensaes progressivas de frio. O ndice PPD, estabelece a quantidade estimada de pessoas insatisfeitas termicamente com o ambiente. Ele se baseia na percentagem de um grande grupo de pessoas que gostariam que o ambiente estivesse mais quente ou mais frio, votando +3, +2 ou -3 e -2, na escala de sensao trmica. Para a ISO 7730 considerado como exigncia de conforto PPD entre -0,5 at 0,5. A Porcentagem Estimada de Insatisfeitos pode ser determinada

analiticamente em funo do PMV. De acordo com a ISO 7730 considerado ambiente confortvel se o ndice for no mximo 10%.

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1.2. STRESS TRMICOO ser humano, no desempenho de suas atividades, quando submetido a condies de stress trmico, tem entre outros sintomas, a debilitao do estado geral de sade, alteraes das reaes psicosensoriais e a queda da capacidade de produo. Em vista disso, fundamental o conhecimento a respeito das condies ambientais que possam levar a esse estado, bem como se observar o tipo de trabalho e o tempo de exposio do homem a tal situao.

A NR-15 fixa os limites mximos de tempo que um trabalhador pode ficar exposto a uma condio de stress por calor, no desempenho de sua atividade, utilizando tambm o ndice . Relaciona a atividade desempenhada no posto

de trabalho com os ciclos de trabalho/descanso, em funo dos valores mximos de referncia do tabelados

O stress por calor dependente da produo interna de calor do corpo pela atividade fsica, e das caractersticas ambientais do local do trabalho que permitam a troca de calor entre o corpo e a atmosfera. Dessa maneira, o stress trmico depende de: Carga trmica interna do organismo; Caractersticas ambientais. A carga trmica interna do organismo o resultado da produo da energia metablica causada pela atividade. As caractersticas ambientais so as referentes temperatura do ar, temperatura mdia radiante, velocidade do ar e umidade absoluta do ar. A influncia dessas caractersticas ambientais bsicas pode ser estimada atravs de medies de parmetros ambientais derivados, os quais so funes das caractersticas fsicas do ambiente considerado. A avaliao da exposio ao calor feita por anlise da exposio de cada trabalhador, cobrindo-se todo o seu ciclo de exposio. Portanto, devem ser feitas medies em cada situao trmica que compe o ciclo de exposio a que fica submetido o trabalhador. As temperaturas a serem medidas so a temperatura de bulbo mido natural ( ), temperatura de globo ( ) e temperatura de bulbo seco ( ). Tais medies

so feitas utilizando um conjunto de termmetros, mostrado na Figura 6. Quando no houver a presena de carga solar direta no necessria a medio da temperatura de bulbo seco. Deve ser medido o tempo de permanncia do 12

trabalhador em cada situao trmica que compe o ciclo de exposio. A NR-15 determina que as medies dos parmetros envolvidos no clculo do sejam

feitas no local onde permanece o trabalhador, altura da regio do corpo mais atingida

Figura 6 Conjunto de termmetros

Faz-se necessrio tambm a identificao das distintas atividades fsicas exercidas pelo trabalhador em cada situao para obter uma estimativa do calor produzido pelo metabolismo, representada pela Taxa de Metabolismo ( ), atravs do Quadro 3 da NR-15. De acordo com as seguintes expresses, o em: Ambientes internos ou externos sem carga solar: = Ambientes externos com carga solar = pode ento ser calculado

Para casos em que o trabalhador descanse no prprio local de trabalho, devese calcular o atravs das equaes acima, identificar o tipo de atividade de

acordo com o Quadro 3 do Anexo 3 da NR-15 e verificar se as condies trmicas so compatveis com o tipo e tempo de atividade, utilizando o Quadro 1 do Anexo 3 da NR-15. Para casos onde o trabalhador descanse num local termicamente mais ameno deve ser calculado o para cada situao trmica e tambm atribuir um valor de Taxa Metablica ( ), obtido no Quadro 3 do Anexo 3 na NR-15, para cada 13

atividade fsica identificada. A partir dos

de todas as situaes trmicas e

dos valores de Taxa Metablica para as atividades, deve-se determinar o e o , que so as mdias ponderadas do ndice de Bulbo mido Termmetro de Globo e da Taxa Metablica respectivamente. Para o clculo desses parmetros devem ser considerados os valores de e correspondentes aos 60 minutos mais

desfavorveis da jornada de trabalho. Caso os perodos no atinjam 1 hora, dever ser feita uma proporo para o tempo de 60 minutos no clculo da mdia. Em seguida, deve-se comparar a Taxa de Metabolismo mdia ponderada com a mdia ponderada do , conforme o Quadro 2 do Anexo 3 da NR-15.

Ambos os casos so comparados com valores de referncia existentes, e sendo necessrio, caso os valores encontrados estejam fora dos limites recomendados, deve-se reduzir diretamente o ndice no local do trabalho, atravs de mtodos apropriados. Os valores de referncia correspondem aos nveis de exposio que, sob determinadas condies especificadas e tabeladas, qualquer pessoa possa ficar exposta, sem qualquer prejuzo sua sade.

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2. PARTE EXPERIMENTAL2.1. Materiais utilizados Conjunto de termmetro de globo; Termoanemmetro; Software Analysis CST baco de temperatura efetiva; Carta psicromtrica.

2.2. Procedimento experimental 1. Foi definido o local realizado para medio; 2. Com o conjunto de termmetro de globo previamente montado, foram anotados os valores para temperatura de bulbo mido natural ( temperatura de globo ( ) e temperatura de bulbo seco ( ); ),

3. Utilizando o Analysis CST, o baco de temperatura efetiva e a carta psicromtrica foram calculados os parmetros desejados; 4. Os valores obtidos foram repassados ao quadro do Laboratrio de Informtica; 5. Os procedimentos 2 e 3 foram repetidos das 09 at as 16 horas.

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3. RESULTADOS E DISCUSSESInicialmente a vestimenta escolhida para a prtica experimental foi o conjunto camisa, cala, meia, sapato e cueca, totalizando 0,75 . A atividade .O

identificada foi atividade sedentria, sendo o metabolismo igual a 70

local foi a sala Multimeios 01 no Centro de Tecnologia e Urbanismo da Universidade Estadual de Londrina, portanto, foi admitida altura igual 580 Os dados obtidos nas 8 medies so mostrados na Tabela 2 abaixo:Tabela 2 - Valores obtidos atravs das medies HORRIO 09h 23,1 19,5 23,8 0 0,75 70 68,6 23 21 OK 21,3 OK 24,56 NOK 0,11 OK 5,26 OK 20,79 TC 10h 25,3 21,1 25,2 0 0,75 70 70,55 25 23 OK 23,1 NOK 26,38 NOK 0,66 NOK 14,29 NOK 22,33 TC 11h 24,7 20,9 24,4 0,03 0,75 70 69,91 24 22,6 OK 22,8 NOK 25,47 NOK 0,39 OK 8,17 OK 21,95 TC 12h 23 19,4 23,6 0 0,75 70 69,2 23 21,2 OK 21,6 OK 24,57 NOK 0,12 OK 5,26 OK 20,66 TC 13h 22,3 17,9 22,5 0,03 0,75 70 61,4 22 20,1 OK 20,5 OK 23,57 NOK -0,2 OK 5,81 OK 19,28 TC 14h 24,8 19,2 24,4 0,02 0,75 70 63,08 24 21,8 OK 22 OK 25,36 NOK 0,35 OK 7,48 OK 20,76 TC 15h 20,6 16,7 21,8 0,02 0,75 70 66,98 21,42 18,8 NOK 20 OK 22,5 OK -0,53 NOK 10,91 NOK 18,23 TC 16h 26,8 19,9 26,3 0,06 0,75 70 52,24 26 23,2 NOK 22,9 OK 26,96 NOK 0,8 NOK 18,47 NOK 21,82 TC

.

ITENS Tbs (C) Tbu (C) Tg (C) V (m/s) Roupa (clo) Atividade (W/m) UR (%) TRM (C) T. Ef (C) Avaliao (NR 17) T. EfCorrigida (C) Avaliao (NR 17) SET Avaliao (NR 17) PMV Avaliao ISO 7730 PPD Avaliao ISO 7730 IBUTG (C) Avaliao IBUTG

em que: Dentro dos parmetros de acordo com a NR-17; Fora dos parmetros de acordo com a NR-17; Trabalho contnuo de acordo com a NR-15 Os limites de tolerncia para temperatura efetiva, temperatura efetiva corrigida e SET so de 20 at 23 de acordo com a NR-17. O ndice PMV,

Voto Mdio Predito, deve estar entre -0,5 e 0,5. J a porcentagem PPD deve 16

ser no menor ou igual a 10 . O Quadro 1 do Anexo 3 da NR-15 diz que para um de at 30 no qual o trabalho realizado do tipo leve (sentado,

movimentos moderados com braos e troncos), a atividade deve ser desenvolvida de forma contnua Analisando o PMV e o PPD, pela Tabela 3, nota-se que eles foram concordantes em relao ao conforto trmicoTabela 3 -- Valores de PMV e PPD HORRIO 09h 0,11 OK 5,26 OK 10h 0,66 NOK 14,29 NOK 11h 0,39 OK 8,17 OK 12h 0,12 OK 5,26 OK 13h -0,2 OK 5,81 OK 14h 0,35 OK 7,48 OK 15h -0,53 NOK 10,91 NOK 16h 0,8 NOK 18,47 NOK

ITENS PMV Avaliao ISO 7730 PPD Avaliao ISO 7730

Para as medies das 09h, 15h e 16h, os valores no se enquadraram na regio de conforto trmico definido pela ISO 7730, pois ento fora da regio de conforto trmico. A Tabela 4 mostra os valores de Temperatura Efetiva, Corrigida e SET.Tabela 4 -- Valores de T. Efetiva, Corrigida e SET HORRIO 09h 21 OK 21,3 OK 24,56 NOK 10h 23 OK 23,1 NOK 26,38 NOK 11h 22,6 OK 22,8 NOK 25,47 NOK 12h 21,2 OK 21,6 OK 24,57 NOK 13h 20,1 OK 20,5 OK 23,57 NOK 14h 21,8 OK 22 OK 25,36 NOK 15h 18,8 NOK 20 OK 22,5 OK 16h 23,2 NOK 22,9 OK 26,96 NOK

ITENS

T. Ef (C) Avaliao (NR 17) T. EfCorrigida (C) Avaliao (NR 17) SET Avaliao (NR 17)

A temperatura efetiva apresentou somente desvio dos padres( ) somente nas amostragens das 15 e 16h. Tais irregularidades podem ser explicadas pelas baixas e altas temperaturas de bulbo seco registradas no momento das tomadas. Para a temperatura efetiva corrigida, houve anormalidade nas tomadas das 10 e 11h. Essas divergncias so atribudas proximidade das temperaturas efetivas com o valor limite ( ), pois a uma

correo de parmetros. O valor obtido s 16 horas pode ser desconsiderado,

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pois todas as temperaturas corrigidas se mostraram maiores do que as efetivas, fato que no se repetiu na ultima tomada. Se analisarmos com a Norma nacional, poderamos avaliar o ambiente como confortvel para trabalho, o que no acontece com a avaliao do ndice Internacional (SET) que apenas em um dos horrios de trabalho fica com o valor dentro do estabelecido pela NR-17. Neste caso, o ambiente passa a ser termicamente desconfortvel para o trabalho. Isso acontece porque o ndice Internacional trabalha com mais variveis para o clculo da temperatura de conforto no ambiente ocupacional, alm das estipuladas pelo ndice nacional, como por exemplo, o tipo de vestimenta (0,6 ), a atividade sedentria, a velocidade do ar abaixo de 0,15 e umidade

relativa 50 , isso torna este ndice mais restrito e rigoroso do que o nacional. Avaliando os dados da Tabela 5, percebe-se que em durante todas as medies, a Norma recomenda que seja executado um trabalho de forma contnuaTabela 5 Valores de IBUTG HORRIO 11h 21,95 TC 12h 20,66 TC 13h 19,28 TC 14h 20,76 TC 15h 18,23 TC 16h 21,82 TC

09h 10h IBUTG (C) 20,79 22,33 Avaliao IBUTG TC TC

ITENS

De acordo com o Quadro 3 do Anexo 3 da NR 15, e com o valor encontrado de Atividade Metablica de 70 para todas as horas

analisadas, foi caracterizada a atividade como leve (sentado, movimentos moderados com braos e tronco) Utilizando o Quadro 1 do Anexo 3 da NR-15, para um 30 de at

no qual o trabalho realizado do tipo leve, deve-se realizar atividade

laboral sem perodo de descanso.

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4. REFERNCIASED. ATLAS Segurana e Medicina do Trabalho 67 Edio.

http://www.fundacentro.gov.br/ARQUIVOS/PUBLICACAO/l/NHO06.pdf

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