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

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).

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

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

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

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

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