Caracterização da vibração

Centrando-se a presente dissertação na investigação da influência da exposição a VCI em autocarros articulados, inicia-se o enquadramento teórico com uma tentativa de definir o conceito de vibração, assim como das grandezas físicas que lhe estão associadas e as metodologias seguidas segundo as normas NP ISO 2631-1:2007 e a ISO 2631-5:2004, de forma a que todo o restante corpo da tese possa ser abordado com o pressuposto de que o leitor possui o entendimento necessário dos conceitos envolvidos e expressões numéricas citadas.

Em termos mais genéricos, a vibração é definida pela sua magnitude (tradicionalmente descrita usando aceleração, expressa em m.s-2_{) e frequência (o número de vezes por segundo que o corpo}

vibrátil se move para trás e para a frente, expressa em ciclos por segundo, ou hertz (Hz)), (Ruiz & Muñoz, 2015).

A Diretiva 2002/44/CE do Parlamento Europeu e do Concelho, de 25 de junho, relativa às prescrições mínimas de segurança e saúde respeitantes à exposição dos trabalhadores aos riscos devidos aos agentes físicos (vibrações), distingue duas formas de exposição, nomeadamente: “«Vibrações transmitidas a todo o organismo», que consiste em vibrações mecânicas que, quando transmitidas a todo o organismo, implicam riscos para a saúde e para a segurança dos trabalhadores, em especial patologia da região lombar e lesões da coluna vertebral”, comumente designadas por vibrações de corpo inteiro (VCI);

“«Vibrações transmitidas ao sistema mão-braço», as vibrações mecânicas que, quando transmitidas ao sistema mão-braço, implicam riscos para a saúde e para a segurança dos

trabalhadores, em especial perturbações vasculares, lesões osteo-articulares, ou perturbações neurológicas ou musculares”.

Posto isto, a vibração mecânica proveniente de ferramentas ou processos motorizados que entram no corpo através das mãos são denominadas vibrações transmitidas ao sistema mão- braço ou vibrações mão-braço e a vibração de corpo inteiro pode ser definida como a vibração que afeta uma grande parte do peso do corpo quando este repousa sobre uma superfície, (Miguel, 2010).

Na maior parte das situações, a exposição a VCI ocorre através do assento, o qual é frequentemente acompanhado por uma transmissão de vibrações, igualmente, através das costas do mesmo. O tipo de resposta do corpo humano às vibrações externas varia consoante a sua posição, nomeadamente de pé, sentado ou deitado, e o ponto de aplicação das forças vibratórias, (Miguel, 2010).

A vibração do corpo humano é medida em unidades de aceleração (m.s-2 _{ou rms) de uma banda}

de frequência de terços de oitava na gama de frequências pretendidas. No entanto, o nível de vibração pode também ser medido em unidades logarítmicas (decibéis de aceleração), com uma referência de 10-6 _m.s-1_{, (Miguel, 2010).}

As vibrações devem ser medidas isoladamente de acordo com as direções de um sistema de coordenadas ortogonal, uma vez que originam respostas biodinâmicas diferentes para cada eixo de medição. Uma vez que o espaço em análise é tridimensional, há a necessidade primária de assumir sistemas de coordenadas para descaracterizar a vibração nas três direções que o definem (x, y, z), (Griffin, 1990).

Os sistemas de coordenadas biodinâmicos podem ser divididos em dois tipos: anatómicos ou basicêntricos. O que os distingue é, sobretudo, a definição da origem do sistema de eixos, uma vez que os métodos de determinação das direções do movimento são similares. Os sistemas de coordenadas anatómicos são definidos em relação a pontos anatómicos específicos e são correntemente mais utilizados em laboratórios de pesquisa que incidem principalmente sobre o estudo dos efeitos da vibração no corpo humano. Por sua vez, os sistemas de coordenadas basicêntricos (pelos quais as normas em vigor se orientam) são definidos em relação às superfícies, que estão em contacto com o corpo e, como a sua própria designação indica, centram-se nas bases dos apoios em questão, (Griffin, 1990).

Para análise do sistema são essencialmente consideradas três principais situações ou, mais especificamente, posições corporais, nomeadamente, a pessoa sentada, deitada e em pé, Figura 3, (Griffin, 1990).

Figura 3. Sistema de coordenadas da vibração mecânica como definido pela norma ISO 2631:1997, (ISO2631-5, 1997).

Na posição de pé, as vibrações são transmitidas através dos pés e na posição deitado as vibrações entram por várias partes do corpo humano, principalmente pela pélvis, costas e cabeça, (Miguel, 2010).

Quando a vibração é provocada unicamente por um deslocamento inicial em relação à posição de equilíbrio estático ou por uma velocidade inicial designa-se por vibração livre. Se a vibração do sistema resultar duma força externa que o faz vibrar continuamente, designa-se vibração forçada. Neste tipo de vibrações, se a frequência de vibração coincidir com a frequência natural do sistema, produz-se o efeito de vibração de ressonância. A frequência de ressonância resulta na amplificação da vibração, comprometendo a integridade das estruturas que suportam o sistema, nomeadamente o corpo humano, (Ruiz & Muñoz, 2015).

O corpo humano pode ser representado em termos mecânicos por um sistema simplificado, composto por vários subsistemas massa-mola-amortecedor apresentado na Figura 4.

O subsistema tórax-abdómen, como visível na Figura 4, apresenta um efeito particular de ressonância na gama de 3 a 6 Hz e é muito difícil o isolamento das vibrações que afetem um individuo de pé ou sentado. No subsistema cabeça-pescoço-ombros existe também um efeito de ressonância na região dos 20 aos 30 Hz, (Miguel, 2010).

Na zona dos 60 aos 90 Hz existem também perturbações de ressonância do globo ocular e na zona dos 100 aos 200 Hz devidas ao efeito e ressonância no subsistema maxilar inferior-crânio, (Miguel, 2010).