1.2-JUSTIFICATIVA E IMPORTÂNCIA DO TEMA

O corpo humano pode ser considerado como um sistema não-linear com vários graus de liberdade, com propriedades mecânicas diferentes variando de pessoa para pessoa. Os efeitos da vibração direta sobre ele por períodos prolongados podem ser extremamente graves, sendo capazes, segundo Chaffin et al. (1999), até mesmo de provocar danos permanentes em alguns órgãos.

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No Brasil, as Normas Técnicas que estabelecem de forma clara uma metodologia para avaliação da vibração são a NH09:2012 (Norma de Higiene ocupacional- Avaliação da Exposição Ocupacional a Vibrações de Corpo Inteiro) da Fundacentro e as NR-9:1994 (Programas de Prevenção de Riscos Ambientais), NR-10:2004 (Segurança em Instalações e Serviços em Eletricidade) que serviram de referências para a NR-15:2011 (Atividades e Operações Insalubres), e a mais recente, NBR 15.575:2013, partes 2 e 6 (Norma de Desempenho de Edificações Habitacionais). Algumas pesquisas já foram realizadas nesta área, contudo, os efeitos da interação do corpo humano com sistemas que vibram estão longe ainda de um entendimento aceitável. Pesquisas na área da biodinâmica realizadas em outros países com melhores índices de desenvolvimento econômico e social, não levam em consideração fatores relacionados à realidade da população brasileira. A importância destes fatores é suficiente para gerar dúvidas sobre a aplicabilidade direta dos resultados destas pesquisas. O comportamento biomecânico do biótipo do brasileiro, que tem uma mistura de etnias, pode apresentar diferenças significativas em relação ao observado nas populações nórdicas ou norte americanas.

Hamilton em 1918 começou o estudo biodinâmico quando investigou os efeitos das vibrações sobre os trabalhadores em pedreiras de calcário.

Segundo Stainer (2001) antes de 1945, muito pouco foi pesquisado a respeito da resposta humana à vibração. Ele cita um trabalho de Reiher e Meister, que em 1931 fizeram uma tentativa de relacionar níveis de vibração e sensação, inspirado em estudos da época sobre a relação entre ruído e percepção auditiva. Em um período posterior, entre 1945 e 1960, surgiram os primeiros experimentos sobre transmissibilidade e impedância mecânica de pessoas em pé e sentadas, que serviram de base para as primeiras normas sobre exposição humana à vibração (norma alemã VDI 2057). Neste mesmo período, nos Estados Unidos, aparecem as primeiras experiências com sistemas eletro-hidráulicos, que levaram à definição das curvas de limite de tolerância em função da frequência, as quais influenciaram no desenvolvimento das curvas de ponderação da primeira versão da norma ISO 2631 – 1974. Von Gierke (1971) afirma que foi a participação de engenheiros, matemáticos e físicos nas pesquisas em biodinâmica que aumentou a ênfase dada nesta área ao entendimento quantitativo dos processos físicos e mecânicos envolvidos, na descrição matemática dos resultados, e na análise da interação entre homem e meio-ambiente através

4 de modelos mecânicos e matemáticos.

Entretanto, havia certa descrença em relação aos modelos mecânicos e matemáticos que representavam a interação entre homem e meio-ambiente alegando-se que eram demasiado simples para representar um organismo vivo. Tal argumento era rebatido pelos pesquisadores relacionados às ciências exatas com a ideia de que, em longo prazo, esta seria a única abordagem com expectativa real de progresso no sentido de evitar ou minimizar os efeitos nocivos da vibração sobre o corpo humano (Von Gierke, 1971).

Segundo Griffin (1990a), a evolução do conhecimento sobre o comportamento dinâmico do corpo humano ainda depende, em larga escala, da realização de trabalhos experimentais.

Os estudos sobre modelos biodinâmicos no Brasil só começaram a intensificar-se após a década de 1990. Aos poucos estão sendo formados vários grupos de estudos preocupados com o efeito da vibração sobre o corpo humano, visando caracterizar sua ação no sentido de prevenir processos nocivos em seres humanos. No grupo de estudo da Universidade Federal do Rio Grande do Sul coordenado pelo Professor Alberto Tamagna destacam-se as pesquisas realizadas por Anflor (2003) e Becker (2006). Nesse contexto, podem citar-se as pesquisas coordenadas pelo Professor Sylvio Reynaldo Bistafa, da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, em especial, a dissertação desenvolvida por Packer em 2008 que estudou a influência da vibração no desempenho de tarefas de pilotos de aeronaves. Para o seu desenvolvimento, foi montada uma bancada usando um assento de aeronave para avaliar a transmissibilidade da vibração vertical para os pilotos e verificar se níveis elevados de aceleração, como no caso de falha da turbina, podem prejudicar a sua habilidade em desempenhar tarefas de leitura, escrita e digitação. E, recentemente, a pesquisa desenvolvida por Ferreira e Duarte em 2010 na Universidade Federal de São João Del Rei e na empresa Vision Graphic teve como objetivo o estudo do comportamento do globo ocular de seres humanos quando submetido a vibrações, tanto verticais como horizontais. Os autores obtiveram a faixa de frequência em que o globo ocular tem seu comportamento alterado (ressonância) e compararam os resultados do modelo em elementos finitos com os resultados experimentais. Para este estudo foi elaborado um modelo biodinâmico não-linear em elementos finitos. Os resultados numéricos apresentaram boas correlações quando

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comparados com resultados experimentais obtidos na literatura, apresentando uma variação de 3%.

1.3-OBJETIVOS

Este trabalho tem como objetivo principal realizar um estudo experimental para determinação da transmissibilidade das vibrações na cabeça/assento e cabeça/laje com vistas de verificar se a plataforma vibratória (laje) atendem os requisitos de conforto, no tocante a adequabilidade das edificações quanto às vibrações e propor um modelo biodinâmico para o corpo humano.

Dentro deste objetivo geral, apresentam-se os seguintes objetivos específicos:

9 Realizar medições em laboratório que permitam estimar os parâmetros do comportamento dinâmico do corpo humano de pessoas sentadas e em pé;

9 Desenvolver um modelo numérico do comportamento dinâmico do corpo humano baseados nos dados experimentais obtidos no presente trabalho.