LISTA DE NOMENCLATURA E ABREVIAÇÕES
5.3-MÉTODOS DE ENSAIOS DA TRANSMISSIBILIDADE
O monitoramento dos voluntários foi realizado mediante os ensaios para a determinação da transmissibilidade. A seguir são descritos os métodos utilizados no presente trabalho.
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Tabela 5.8- Condições ambientes no dia do ensaio na posição sentado.
Ensaio de manhã Ensaio de tarde
Temperatura = 210C Temperatura = 210C
Sensação térmica = 210C Sensação térmica = 210C
Sem vento Sem vento
Pressão = 1019 mb Pressão = 1019 mb
Umidade do ar = 82% Umidade do ar = 82%
Tabela 5.9. Condições ambientes no dia do ensaio na posição em pé.
Ensaio de manhã Ensaio de tarde
Temperatura = 230C Temperatura = 260C
Sensação térmica = 230C Sensação térmica = 230C
Vento = 6Km/h (ESE) Vento = 14 Km/h (ENE)
Pressão = 1019 mb Pressão = 1017 mb
Umidade do ar = 73% Umidade do ar = 61%
5.3.1- Transmissibilidade
No presente trabalho a transmissibilidade foi obtida a partir dos registros das acelerações nos pontos de entrada e saída conforme mencionado no Capítulo 3, subitem 3.2.3. Foram realizadas três repetições dos ensaios de transmissibilidade para cada voluntário.
Nas Figuras 5.17 e 5.18 são apresentados exemplos das acelerações de entrada e saída durante um intervalo de 15 segundos. Observa-se que as acelerações no ponto de saída (cabeça) são inferiores às da entrada (laje). As acelerações no ponto de saída demonstram que podem gerar certo desconforto nos indivíduos submetidos à vibração.
Figura 5.17-Acelerações no ponto de entrada (laje) com seis indivíduos excitando a
-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 0 5 10 15 Aceleração m/s 2 Tempo (s) Entrada
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plataforma por meio do pulo.
Figura 5.18-Acelerações no ponto de saída (cabeça) com seis indivíduos excitando a plataforma por meio do pulo.
Os ensaios de acelerometria realizados no ponto de entrada e saída para o indivíduo (4) no domínio da frequência, são apresentados a seguir nas Figuras de 5.19 a 5.55 e onde são designados de (2CS), (4CS) e (6CS) é a laje sendo excitada, por duas, quatro e seis pessoas caminhando e a pessoa monitorada na postura sentada. E, (2PS), (4PS) e (6PS) é a laje sendo excitada, por duas, quatro e seis pessoas pulando e a pessoa monitorada na postura sentada. Para a postura em pé, foram designados, (2CP), (4CP) e (6CP) é a laje sendo excitada, por duas, quatro e seis pessoas caminhando. Por fim, (2PP), (4PP) e (6PP), para a laje sendo excitada, por duas, quatro e seis pessoas pulando e o indivíduo monitorado na postura em pé. Foram realizados três registros para cada uma das situações, cujas repetições são designadas por (A), (B) e (C), totalizando 36 registros para o indivíduo monitorado.
Após a aquisição, os dados da acelerometria foram armazenados no AqDados 7.0 durante o monitoramente e exportados por meio do software AqDAnalysis 7.0 para arquivos em formato *.txt, para posteriormente serem tratados com a utilização do software Matlab (rotina em anexo). No software Matlab foram criadas as rotinas de programação específicas para o processamento dos dados em cada condição de análise. Em seguida, os valores das três execuções (registros) de cada indivíduo foram organizados em planilhas com a
-8 -6 -4 -20 2 4 6 8 0 5 10 15 Aceleração m/s 2 Tempo (s) Saída
104 utilização do software Microsoft Excel 2003.
A análise no domínio da frequência dos sinais foi realizada pelo cálculo do espectro de potência (auto-espectro) das séries temporais. A análise espectral foi realizada por meio da Densidade Espectral de Potência (DEP) no Matlab. Após este procedimento, realizou-se o cálculo da Função de Transferência (FT), que permitiu calcular a atenuação ou o ganho da vibração entre um ponto e outro (transmissibilidade).
Na Figura 5.19 apresentam-se os resultados experimentais das frequências naturais da plataforma, devido a ensaios realizados com impactos da caminhada. A primeira frequência natural coincide com o segundo harmônico do caminhar para humanos que é em torno de 3,2 a 4,4 Hz (Faisca, 2003).
Figura 5.19- Espectro de frequência da aceleração da plataforma vibratória (ponto de entrada) no domínio da frequência.
Ji e Ellis (1994) realizaram ensaios experimentais da interação homem-estrutura e concluíram que, para a viga estudada, houve diminuição significativa dos valores de frequência natural, por se tratar de uma estrutura em que a massa da pessoa é significativa em relação à massa da estrutura. Contudo, na presente pesquisa, a alteração no valor da frequência fundamental não é percebida, pois a massa da laje (6.000 Kg) é muito maior que a dos indivíduos (585, 2 Kg). Na literatura técnica em geral, a diferença entre a massa do assento ou placa vibratória e o indivíduo monitorado é irrelevante, portanto o
3,52 Hz
12,50 Hz
16,16 Hz
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comportamento esperado é diferente do obtido no espectro de frequência da aceleração na presente pesquisa. Essa informação mostra que a massa da pessoa não é significativa em relação à massa da estrutura e indica que a metodologia utilizada para capturar as frequências deve ser aprimorada de forma a possibilitar melhor diferenciação entre as frequências da laje e do indivíduo. Assim, justifica-se um estudo mais aprofundado da forma de captura das frequências, uma vez que os indivíduos monitorados apresentaram valores de seus segmentos corporais, tais como coluna e cabeça, muito próximos das frequências naturais da laje.
Portanto, os aspectos supracitados indicam que as frequências naturais dos indivíduos, no presente estudo, não as deixam evidentes, se analisados somente os espectros de frequência de aceleração da laje e do indivíduo monitorado. Os gráficos de transmissibilidade apresentados nos itens 5.4 e 5.5 são os mais indicados para análise das frequências dos indivíduos monitorados. Esses gráficos representam a vibração que percorre o corpo do indivíduo monitorado do ponto de entrada à sua saída.
Nas Figuras 5.20, 5.21 e 5.22 apresentam-se os resultados experimentais no domínio da frequência para o indivíduo 4 na postura sentada, devido a ensaios realizados com impactos da caminhada por dois indivíduos. A primeira frequência monitorada na cabeça do indivíduo 4 (ponto de saída), coincide com o segundo harmônico do caminhar detectado no ponto de entrada (plataforma) e difere da mesma apenas pela magnitude de vibração. As três repetições medidas (A), (B) e (C) para o indivíduo apresenta diferenças na magnitude de vibração mostrando que há uma variabilidade conforme encontrado também por Paddan e Griffin (1998).
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2CS (A).
Figura 5.21- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 2CS (B).
Figura 5.22- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 2CS (C).
Nas Figuras 5.23, 5.24 e 5.25 apresentam-se os resultados experimentais no domínio da frequência para o indivíduo 4 na postura sentada, devido a ensaios realizados com impactos do pulo por dois indivíduos. As três repetições medidas para o indivíduo apresenta pequenas diferenças na magnitude de vibração, contudo, as primeiras frequências são coincidentes ao ponto de entrada (plataforma vibratória).
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Figura 5.23- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 2PS (A).
Figura 5.24- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 2PS (B).
Figura 5.25- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 2PS (C).
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Nas Figuras 5.26, 5.27 e 5.28 apresentam-se os resultados experimentais no domínio da frequência para o indivíduo 4 na postura em pé, devido a ensaios realizados com impactos da caminhada por dois indivíduos. As três repetições medidas (A), (B) e (C) para o indivíduo apresenta pequenas diferenças na magnitude de vibração.
Figura 5.26- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 2CP (A).
Figura 5.27- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 2CP (B).
Figura 5.28- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 2CP (C).
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Nas Figuras 5.29, 5.30 e 5.31 apresentam-se os resultados experimentais no domínio da frequência para o indivíduo 4 na postura em pé devido a ensaios realizados com impactos do pulo por dois indivíduos. As três repetições medidas (A), (B) e (C) para o indivíduo apresenta irrelevante diferença na magnitude de vibração.
Figura 5.29- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 2PP (A).
Figura 5.30- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 2PP (B).
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Figura 5.31- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 2PP (C).
Nas Figuras 5.32, 5.33 e 5.34 apresentam-se os resultados experimentais no domínio da frequência para o indivíduo 4 na postura sentada, devido a ensaios realizados com impactos da caminhada por quatro indivíduos. As três repetições medidas (A), (B) e (C) para o indivíduo apresenta relevante diferenças na magnitude de vibração. Durante a captura dos registros no decorrer do ensaio pode ter ocorrido provável desalinhamento do acelerômetro localizado na cabeça conforme os dados obtidos na Figura 5.33.
Figura 5.32- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência -
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Figura 5.33- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 4CS (B).
Figura 5.34- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 4CS (C).
Nas Figuras 5.35, 5.36 e 5.37 apresentam-se os resultados experimentais no domínio da frequência para o indivíduo 4 na postura sentada, devido a ensaios realizados com impactos do pulo por quatro indivíduos. As três repetições medidas (A), (B) e (C) para o indivíduo apresenta significativa diferença na magnitude de vibração.
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Figura 5.35- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 4PS (A).
Figura 5.36- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 4PS (B).
Figura 5.37- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 4PS (C).
Nas Figuras 5.38, 5.39 e 5.40 apresentam-se os resultados experimentais no domínio da frequência para o indivíduo 4 na postura em pé, devido a ensaios realizados com impactos da caminhada por quatro indivíduos. As três repetições medidas (A), (B) e (C) para o indivíduo apresenta pouca diferença na magnitude de vibração.
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Figura 5.38- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 4CP (A).
Figura 5.39- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 4CP (B).
Figura 5.40- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 4CP (C).
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frequência para o indivíduo 4 na postura em pé, devido a ensaios realizados com impactos do pulo por quatro indivíduos. As três repetições medidas (A), (B) e (C) para o indivíduo apresenta pouca diferença na magnitude de vibração.
Figura 5.41- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 4PP (A).
Figura 5.42- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 4PP (B).
Figura 5.43- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 4PP (C).
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Nas Figuras 5.44, 5.45 e 5.46 apresentam-se os resultados experimentais no domínio da frequência para o indivíduo 4 na postura sentada, devido a ensaios realizados com impactos da caminhada por seis indivíduos. As três repetições medidas (A), (B) e (C) para o indivíduo apresenta modesta diferença na magnitude de vibração.
Figura 5.44- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 6CS (A).
Figura 5.45- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 6CS (B).
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Figura 5.46- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 6CS (C).
Nas Figuras 5.47, 5.48 e 5.49 apresentam-se os resultados experimentais no domínio da frequência para o indivíduo 4 na postura sentada, devido a ensaios realizados com impactos do pulo por seis indivíduos. As três repetições medidas (A) , (B) e (C) para o indivíduo apresenta diferenças na magnitude de vibração. Sobretudo, entre (A) e as demais.
Figura 5.47- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 6PS (A).
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Figura 5.48- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 6PS (B).
Figura 5.49- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 6PS (C).
Nas Figuras 5.50, 5.51 e 5.52 apresentam-se os resultados experimentais no domínio da frequência para o indivíduo 4 na postura em pé devido a ensaios realizados com impactos da caminhada por seis indivíduos. As três repetições medidas (A), (B) e (C) para o indivíduo apresenta pouca diferença na magnitude de vibração.
Figura 5.50- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 6CP (A).
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Figura 5.51- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 6CP (B).
Figura 5.52- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 6CP (C).
Nas Figuras 5.53, 5.54 e 5.55 apresentam-se os resultados experimentais no domínio da frequência para o indivíduo 4 na postura em pé, devido a ensaios realizados com impactos do pulo por seis indivíduos. As três repetições medidas (A), (B) e (C) para o indivíduo apresenta pequena diferenças na magnitude de vibração.
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6PP (A).
Figura 5.54- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 6PP (B).
Figura 5.55- Espectro de frequência da aceleração na cabeça do indivíduo 4 no domínio da frequência - 6PP (C).