Por Fabio Ioveni Lavandoscki, Diego Lapolli Bressan e Lucas P. G. Fernandes
Introdução
Neste artigo técnico é apresentado um resumo acerca de algumas normas fundamentais para o campo da dinâmica, tanto em cenário brasileiro como internacional. Estas normas abordam não só os efeitos das vibrações na questão estrutural, mas também o fator humano, em que são considerados pontos como o conforto e bem estar dos usuários. Serão destacados os principais parâmetros contidos em cada norma, de forma que fique destacado o que mais comumente se mede na área. A Tabela 1 apresenta um resumo das normas que serão apresentadas.
Tabela 1 – Resumo das normas analisadas. Fonte: Elaborada pelos autores.
| Norma considerada | Principais questões abordadas | Principais parâmetros |
| ISO 2631 | Conforto/Saúde | Aceleração |
| NR 15 | Conforto/Saúde | Aceleração/VDVR |
| CETESB | Conforto/Saúde | PPV |
| DIN 4150 | Segurança estrutural | PPV |
| SN 640 312a | Segurança estrutural | PPV |
| BS 7385/1993 | Segurança estrutural | PPV |
Normas Técnicas
ISO 2631 – International Organization For Standardzation
O parâmetro que as normas ISO 263 buscam limitar é a aceleração da parte do corpo que vibra, na direção em que a atividade acontece. A Figura 1 mostra as direções do sistema de coordenadas para vibrações em seres humanos considerados na ISO 2631.
Figura 1 – Direções do sistema de coordenadas para vibrações em seres humanos considerados na ISO 2631
Os limites de exposição à vibração recomendados pela ISO 2631: 1978 estão apresentados na Tabela 2. Estes limites visam o conforto da pessoa, preservação da eficiência do trabalho e preservação da saúde da pessoa em situação de vibração.
Tabela 2 – Limites de exposição à vibração recomendados pela ISO 2631. Fonte: ISO 2631:1978.
| Frequência (Hz) (centro da banda de 1/3 de oitava) | Aceleração (m/s2) | ||||||||
| Tempo de Exposição | |||||||||
| 24 h | 16 h | 8 h | 4 h | 2,5 h | 1 h | 25 min | 16 min | 1 min | |
| 1,0 | 0,280 | 0,425 | 0,63 | 1,06 | 1,40 | 2,36 | 3,55 | 4,25 | 5,60 |
| 1,25 | 0,250 | 0,375 | 0,56 | 0,95 | 1,26 | 2,12 | 3,15 | 3,75 | 5,00 |
| 1,6 | 0,224 | 0,335 | 0,50 | 0,85 | 1,12 | 1,90 | 2,80 | 3,35 | 4,50 |
| 2,0 | 0,200 | 0,300 | 0,45 | 0,75 | 1,00 | 1,70 | 2,50 | 3,00 | 4,00 |
| 2,5 | 0,180 | 0,265 | 0,40 | 0,67 | 0,90 | 1,50 | 2,24 | 2,65 | 3,55 |
| 3,15 | 0,160 | 0,235 | 0,355 | 0,60 | 0,80 | 1,32 | 2,00 | 2,35 | 3,15 |
| 4,0 | 0,140 | 0,212 | 0,315 | 0,53 | 0,71 | 1,18 | 1,80 | 2,12 | 2,80 |
| 5,0 | 0,140 | 0,212 | 0,315 | 0,53 | 0,71 | 1,18 | 1,80 | 2,12 | 2,80 |
| 6,3 | 0,140 | 0,212 | 0,315 | 0,53 | 0,71 | 1,18 | 1,80 | 2,12 | 2,80 |
| 8,0 | 0,140 | 0,212 | 0,315 | 0,53 | 0,71 | 1,18 | 1,80 | 2,12 | 2,80 |
| 10,0 | 0,180 | 0,265 | 0,40 | 0,67 | 0,90 | 1,50 | 2,24 | 2,65 | 3,55 |
| 12,5 | 0,224 | 0,335 | 0,50 | 0,85 | 1,12 | 1,90 | 2,80 | 3,35 | 4,50 |
| 16,0 | 0,280 | 0,425 | 0,63 | 1,06 | 1,40 | 2,36 | 3,55 | 4,25 | 5,60 |
| 20,0 | 0,355 | 0,530 | 0,80 | 1,32 | 1,80 | 3,00 | 4,50 | 5,30 | 7,10 |
| 25,0 | 0,450 | 0,670 | 1,0 | 1,70 | 2,24 | 3,75 | 5,60 | 6,70 | 9,00 |
| 31,5 | 0,560 | 0,850 | 1,25 | 2,12 | 2,80 | 4,75 | 7,10 | 8,50 | 11,2 |
| 40,0 | 0,710 | 1,060 | 1,60 | 2,65 | 3,55 | 6,00 | 9,00 | 10,6 | 14,0 |
| 50,0 | 0,900 | 1,320 | 2,0 | 3,35 | 4,50 | 7,50 | 11,2 | 13,2 | 18,0 |
| 63,0 | 1,120 | 1,700 | 2,5 | 4,25 | 5,60 | 9,50 | 14,0 | 17,0 | 22,4 |
| 80,0 | 1,400 | 2,120 | 3,15 | 5,30 | 7,10 | 11,8 | 18,0 | 21,2 | 28,0 |
Obs: Os valores acima definem o limite em termos de valor eficaz (RMS) da vibração de frequência simples (senoidal) ou valor eficaz na banda de um terço de oitava para a vibração distribuída.
NR 15 – Norma Regulamentadora Brasileira
A NR 15, do Ministério do Trabalho, versa sobre as atividades e operações insalubres no trabalho que devem ser respeitados. O anexo VIII dessa norma versa sobre vibrações no ambiente de trabalho e estabelece critérios para caracterização da condição de trabalho insalubre decorrente da exposição às Vibrações de Mãos e Braços (VMB) e Vibrações de Corpo Inteiro (VCI). Os procedimentos técnicos para a avaliação quantitativa das VCI e VMB são os estabelecidos nas Normas de Higiene Ocupacional (NHO 09) da FUNDACENTRO.
Há dois principais parâmetros que são tratados na NR 15, a saber:
- Aceleração resultante de exposição normalizada (Aren), medida em m/s², que é tanto maior quanto a aceleração a que o trabalhador se submete como também quanto maior o tempo em que ocorre a exposição. O cálculo é o seguinte:
Em que T = Tempo da jornada de trabalho (horas), e T0 = 8 horas.
- Valor da Dose de Vibração Resultante (VDVR), medido em m/s1,75, e que também é um parâmetro que envolve a ponderação da aceleração (nas três direções) a que o trabalhador se submete, e o tempo de duração dessa exposição. Calcula-se o VDVR por:
Em que VDV expj = valor de dose de vibração da exposição representativo da exposição ocupacional diária no eixo “j”, sendo “j” igual a “x”, “y” ou “z”.
A Tabela 3 apresenta considerações técnicas e a atuação recomendada em função da aceleração resultante de exposição normalizada (Aren) ou do valor de dose de vibração resultante (VDVR), encontrado na condição de exposição avaliada.
Tabela 3 – Consideração técnica e atuação recomendada em função dos valores da Aren e VDVR. Fonte: Norma Regulamentadora – NR 15.
| Aren (m/s²) | VDVR (m/s1,75) | Consideração técnica | Atuação recomendada |
| 0 a 0,5 | 0 a 9,1 | Aceitável | No mínimo manutenção da condição existente |
| >0,5 a <0,9 | >9,1 a < 16,4 | Acima do nível de ação | No mínimo adoção de medidas preventivas |
| 0,9 a 1,1 | 16,4 a 21 | Região de incerteza | Adoção de medidas preventivas e corretivas visando à redução da exposição diária |
| Acima de 1,1 | Acima de 21 | Acima do limite de exposição | Adoção imediata de medidas corretivas. |
Critérios CETESB
O principal parâmetro utilizado limitar o risco estrutural é a velocidade de vibração de partícula, em inglês peak particle velocity (PPV), que está relacionado à aceleração. Calcula-se a PPV como o módulo do vetor velocidade resultante, a partir de suas componentes na vertical (V), horizontal (T), e longitudinal (L):
Os limites de PPV constantes no documento nº 215/2007/E da CETESB – Companhia Ambiental do Estado de São Paulo, podem ser observados na Tabela 4.
Tabela 4 – Limites de pico de velocidade da partícula (PVP). Fonte: CETESB documento nº 215/2007/E.
| Tipos de Áreas | DIURNO
PVP (mm/s) |
NOTURNO
PVP (mm/s) |
| Área de hospitais, casas de saúde ou escolas | 0,3 | 0,3 |
| Área de predomínio residencial | 0,3 | 0,3 |
| Área mista, com vocação comercial ou administrativa | 0,4 | 0,3 |
| Área predominantemente industrial | 0,5 | 0,5 |
DIN 4150 – Norma Alemã
A norma alemã DIN 4150-3, de 1999, tem suas considerações relacionadas à segurança estrutural. A Tabela 5 apresenta o limite de PPV em função da tipologia da construção, frequência de oscilação da estrutura e altura da construção.
Tabela 5 – Limite de PPV em função da tipologia de construção e frequência. Fonte: DIN 4150.
| Tipos de Edificação | PVP
(mm/s) Todas as frequências |
PVP
(mm/s) < 10 Hz |
PVP
(mm/s) 10 a 50 Hz |
PVP
(mm/s) 50 a 100 Hz |
| Categoria 1, edificações de concreto armado e de madeira em boas condições | 40 | 20 | 20 a 40 | 40 a 50 |
| Categoria 2, edificações de alvenaria em boas condições | 15 | 5 | 5 a 15 | 15 a 20 |
| Categoria 3, edificações de alvenaria em más condições de conservação e edificações consideradas de patrimônio histórico | 8 | 3 | 3 a 8 | 8 a 10 |
SN 640 312a – Norma Suíça
A norma suíça SN 640 312a, de 1992, é muito semelhante à já considerada norma alemã DIN 4150. Os limites da PPV em função da tipologia de construção e frequência, conforme apresentado na Tabela 6.
Tabela 6: Limites de pico de velocidade da partícula (PVP). Fonte: SN 640 312a.
| Tipo de estrutura | Frequência (Hz) | Velocidade máxima de vibração da partícula (mm/s) |
| I. Edifícios de concreto armado | 10 – 60
60 – 90 |
30
40 |
| II. Construções normais de edifícios | 10 – 60
60 – 90 |
18
18 – 25 |
| III. Habitações | 30 – 90 | 12 – 18 |
| IV. Edifícios delicados | 10 – 60
60 – 90 |
8
8 – 12 |
BS 7385/1993 – Norma Britânica
A norma britânica “BS 7385/1993 – Part 2 – Evaluation and measurement for vibration in buildings” é muito semelhante as já consideradas normas alemã e suíça. Os limites da PPV são em função da tipologia de construção e frequência, conforme apresentado na Tabela 7.
Tabela 7 – Limites de pico de velocidade da partícula (PVP). Fonte: BS 7385-2 (1993).
| Tipos de Edificação | PVP
(mm/s) 4 a 15 Hz |
PVP
(mm/s) Acima de 15 Hz |
| Categoria 1 – Estruturas reforçadas e pesadas de uso comercial e industrial | 50 | 50 |
| Categoria 2, Estruturas frágeis e leves de uso residencial e comercial | 15 a 20 | 20 a 40 |
Conclusão
Este artigo apresentou alguns parâmetros técnicos definidos em normas técnicas internacionais e parâmetros recomendados por órgãos governamentais brasileiros. Com este artigo encerra-se a apresentação de conhecimento básico necessário para a compreensão do trabalho e interpretação dos resultados que serão apresentados no próximo artigo.
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Monitoramento estrutural de obras civis utilizando a plataforma Arduino e sensores de baixo custo
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Esta obra, “Monitoramento estrutural de obras civis utilizando a plataforma Arduino e sensores de baixo custo – Normas e parâmetros de vibração“, de Fabio Ioveni Lavandoscky, Diego Lapolli Bressan e Lucas P. G. Fernandes está sob a licença Creative Commons Atribuição-NãoComercial-CompartilhaIgual 4.0 Internacional.
