O documento discute os mecanismos de troca térmica entre o corpo humano e o ambiente, como condução, convecção, radiação e evaporação. Também aborda a equação do equilíbrio térmico, fatores ambientais e da atividade que influenciam a exposição ao calor, além dos limites de tolerância estabelecidos pela legislação brasileira.
1. CURSO BÁSICO DE HIGIENE INDUSTRIAL
EXPOSIÇÃO OCUPACIONAL AO CALOR
Elaborado por:
Maria Cristina Dias dos Reis
GESEG/GESIN-I/HI
1998
2. MECANISMOS DE TROCA TÉRMICA
s CONDUÇÃO
CONTATO ENTRE DOIS CORPOS
s CONVECÇÃO
CONTATO ENTRE DOIS CORPOS SENDO UM FLUIDO
s RADIAÇÃO
EMISSÃO DE RADIAÇÃO INFRAVERMELHA
s EVAPORAÇÃO
MUDANÇA DE ESTADO - LÍQUIDO PARA VAPOR
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3. MECANISMOS DE TROCA TÉRMICA
s CONDUÇÃO - Pouco Importante
s CONVECÇÃO - ƒ (+Tar e Tpele ; Var )
C = 7 Var 0,6 (Tar - Tpele )
3 Var = Velocidade do ar (m/seg)
3 Tar = Temperatura do ar (ºC)
3 Tpele = Temp. média da pele - geralmente 35 ºC
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4. MECANISMOS DE TROCA TÉRMICA
s RADIAÇÃO - ƒ (Temp. rad. ambiente, Tpele )
R = 8,6 (Tamb - Tpele)
s EVAPORAÇÃO - ƒ (Var, +ppele e par)
E = 14 Var 0.6 (ppele - par )
3 E = Calor perdido por evaporação
3 Var = Velocidade do ar (m/seg)
3 ppele = pressão de vapor da água no ar ambiente (mmHg)
3 par = pressão de vapor da água no pele - 42 mmHg a 35ºC
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5. EQUAÇÃO DO EQUILÍBRIO TÉRMICO
M ±C±R-E =0
M = Calor produzido pelo metabolismo
C = Calor ganho ou perdido por condução e convecção
R = Calor ganho ou perdido por radiação
E = Calor perdido por evaporação
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6. EQUAÇÃO DO EQUILÍBRIO TÉRMICO
para diferentes situações térmicas
Tar < Tsup. do corpo Tar > Tsup. do corpo
Sem fontes apreciáveis
de calor radiante M=C+R+E M+ C=R+E
TMR < Tsup. do corpo
Com fontes apreciáveis
de calor radiante M+R=C+E M+C+R=E
TMR > Tsup. do corpo
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7. LIMITE DE TOLERÂNCIA
s Definição de limite de tolerância
s Diversos índices
s LT deve levar em conta os fatores
ambientais e da atividade (calor gerado
pelo metabolismo)
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9. Medição dos Fatores Ambientais
TEMPERATURA DO AR
s = TEMPERATURA DE BULBO SECO - TBS (ºC).
s TERMÔMETRO COMUM
s CUIDADOS:
x A TEMPERATURA DENTRO DA FAIXA DO TERMÔMETRO.
x TEMPO MEDIÇÃO > TEMPO DE ESTABILIZAÇÃO.
x O SENSOR EM CONTATO OU O MAIS PRÓXIMO POSSÍVEL
DA ÁREA TÉRMICA DE INTERESSE.
x NA PRESENÇA DE FONTE APRECIÁVEL DE CALOR
RADIANTE, PROTEGER O SENSOR DO TERMÔMETRO,
PORÉM SEM IMPEDIR CIRCULAÇÃO DO AR AO REDOR DO
MESMO.
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10. Medição dos Fatores Ambientais
UMIDADE RELATIVA DO AR
s % de umidade no ar em relação à quantidade total se o ar
estivesse saturado na mesma temperatura
s Fator fundamental para a troca de calor entre o corpo e o
ambiente (perda por evaporação)
s Temperatura de bulbo seco natural (Tbn)
s Temperatura de bulbo seco psicrométrico
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11. Medição dos Fatores Ambientais
VELOCIDADE DO AR
s INFLUENCIA NA TROCA DE CALOR POR CONVECÇÃO E
EVAPORAÇÃO
s EQUIPAMENTO: ANEMÔMETRO
s ESTIMATIVA DE VELOCIDADE DO AR:
x Ar parado (p.ex.:sala fechada sem ventilação): < 0,2 m/s
x Brisa leve (p.ex.: leve percepção do movimento do ar): entre 0,2 e 1,0
m/s
x Brisa moderada (p.ex: poucos metros de um ventilador, percepção
clara de movimento do ar, movimento dos cabelos ou folha de papel):
entre 1,0 e 1,5 m/s
x Vento forte (p.ex.: próximo de um ventilador, vento na roupa): > 1,5
m/s
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12. Medição dos Fatores Ambientais
CALOR RADIANTE
s MEDIDO INDIRETAMENTE ATRAVÉS DO
TERMÔMETRO DE GLOBO (VERNON, 1932)
s ESFERA OCA DE COBRE COM 15 CM DE
DIÂMETRO, PINTADA DE PRETO FOSCO, COM
TERMÔMETRO DE MERCÚRIO NO CENTRO DA
ESFERA
s TROCA CALOR COM O AMBIENTE POR RADIAÇÃO
E CONVECÇÃO
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13. Medição dos Fatores Ambientais
CALOR RADIANTE
s TEMPO DE ESTABILIZAÇÃO
x esfera de 15 cm de diâmetro: 15 a 20 minutos
x esfera de 4,2 cm de diâmetro: 5 minutos
s TEMPERATURA MÉDIA RADIANTE (TMR) - PARA
ESFERA DE 15 CM:
TMR = TG+ (1,8 VA 0,5)(TG - TA)
TG = Temperatura de Globo
VA = Velocidade do Ar
TA = Temperatura do Ar
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14. Fator dependente da Atividade
CALOR PRODUZIDO PELO METABOLISMO
s MEDIDO OU ESTIMADO
s MEDIÇÃO: POR CALORIMETRIA DIRETA (CÂMARA) OU
INDIRETA (CONSUMO DE OXIGÊNIO - 4,8 KCAL/L OXIGÊNIO)
s ESTIMATIVA: POR MEIO DE TABELAS OU ANÁLISE DE
TAREFAS
x MENOS PRECISO
x MENOS REPRODUTÍVEL
x VARIAÇÃO: +/- 10 A 15%
x TABELAS: ERROS DA ORDEM DE 30%
x ANÁLISE DE TAREFAS: DIVIDIR A TAREFA EM ATIVIDADES BÁSICAS OU
SUBATIVADES, MEDIR OU ESTIMAR O METABOLISMO DE CADA ATIVIDADE
OU SUBATIVIDADE, OBTER MÉDIA PONDERADA NO TEMPO.
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15. IBUTG
Índice de Bulbo Úmido Termômetro de Globo
s Desenvolvido em 1957 para monitorar a exposição ao
calor em campo de treinamento militar
s Vantagens: fácil de calcular, utiliza equipamentos
simples e baratos
s Ambientes internos e externos sem carga solar:
IBUTG = 0,7 tbn + 0,3 tg
s Ambientes externos com carga solar:
IBUTG = 0,7 tbn + 0,2 tg + 0,1 tbs
tbn = Temperatura de bulbo úmido natural
tg = Temperatura de globo
tbs= Temperatura de bulbo seco
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16. Portaria 3.214/78 - NR-15 - Anexo Nº3
Limites de Tolerância para exposição ao Calor
s Índice de Bulbo Úmido Termômetro de Globo - IBUTG
s Equipamentos:
termômetro de bulbo úmido natural, termômetro de globo e
termômetro de mercúrio comum.
s Ponto de medição: local onde permanece o trabalhador, à
altura da região do corpo mais atingida.
s Estabelece dois tipos de limites:
x regime de trabalho intermitente com períodos de descanso no próprio
local de prestação de serviço.
x regime de trabalho intermitente com período de descanso em outro local
(de descanso).
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17. Portaria 3.214/78 - NR-15 - Anexo Nº3
Regime de trabalho intermitente com períodos de
descanso no próprio local de prestação de serviço
s Períodos de descanso: tempo de serviço para todos os efeitos
legais.
s Tipo de atividade (leve, moderada ou pesada): Quadro No 3.
s Regime de trabalho:
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18. Portaria 3.214/78 - NR-15 - Anexo Nº3
Limites de Tolerância para Exposição ao Calor
QUADRO Nº 3
TAXAS DE METABOLISMO POR TIPO DE ATIVIDADE
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19. Portaria 3.214/78 - NR-15 - Anexo Nº3
Regime de trabalho intermitente com período
de descanso em outro local (de descanso)
s Local de descanso: ambiente termicamente mais ameno,
com o trabalhador em repouso ou exercendo atividade
leve.
s Limites de Tolerância: Quadro Nº2
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20. Exercícios
1) Observando-se um operador de forno de uma empresa,
verifica-se que o mesmo gasta 3 minutos carregando o
forno, aguarda 4 minutos para que a carga atinja a
temperatura esperada sem, no entanto, sair do local e, em
seguida, gasta outros 3 minutos para descarregar o forno.
Este ciclo de trabalho é continuamente repetido durante
toda jornada de trabalho.
Resultados da avaliação do ambiente:
x tg = 35ºC
x tbn = 25ºC
Verificar se o limite de tolerância foi excedido.
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21. Exercícios - resolução ex. 1
s IBUTG = 0,7 * 25 + 0,3 * 35 = 28ºC
s ANÁLISE DO REGIME DE TRABALHO: Regime de trabalho-
descanso, com descanso no próprio local de trabalho
s TIPO DE ATIVIDADE: Moderada (Quadro Nº3)
s CICLO DE TRABALHO: Em 1 hora de trabalho, o ciclo se repete
6 vezes, assim: 36 minutos de trabalho e 24 minutos de descanso
s LIMITE DE TOLERÂNCIA: Pelas condições ambientais e pelo
Quadro Nº1, o regime recomendado é: 45 minutos de trabalho e
15 minutos de descanso.
s CONCLUSÃO: o ciclo de trabalho está adequado para o tipo de
atividade e condições térmicas do ambiente analisado.
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22. Exercícios
2) Observando-se um operador de forno de uma empresa,
verifica-se que o mesmo gasta 3 minutos carregando o
forno, aguarda 4 minutos para que a carga atinja a
temperatura esperada e, em seguida, gasta outros 3
minutos para descarregar o forno. Durante o tempo em
que aguarda a elevação da temperatura da carga (4
minutos), o operador do forno fica fazendo anotações,
sentado a uma mesa que está afastada do forno. Este ciclo
de trabalho é continuamente repetido durante toda
jornada de trabalho.
Resultados da avaliação do ambiente:
x LOCAL 1 - tg = 54ºC tbn = 25ºC
x LOCAL 2 - tg = 32ºC tbn = 24ºC
Verificar se o limite de tolerância foi excedido.
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23. Exercícios - resolução ex. 2
s ANÁLISE DO REGIME DE TRABALHO:
x Regime de trabalho-descanso, com descanso em outro local
s CICLO DE TRABALHO:
x Em 1 hora de trabalho, o ciclo se repete 6 vezes, assim: 36 minutos
de trabalho e 24 minutos de descanso
s ANÁLISE DO LOCAL DE TRABALHO:
x IBUTG = 0,7 * 25 + 0,3 *54 = 33,7ºc
x M = 300 kCal/h (Quadro Nº3)
x Tempo de Permanência: 6 * 6 = 36 minutos
s ANÁLISE DO LOCAL DE DESCANSO:
x IBUTG = 0,7 *24 + 0,3*32 = 26,4ºC
x M = 125 kCal/h (Quadro Nº3)
x Tempo de permanência: 6 * 4 = 24 minutos
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24. Exercícios - resolução ex. 2
s CÁLCULOS:
x Mmédio = (300*36 +125*24)/60 = 230 kCal/h
x IBUTGmédio = (33,7*36 + 26,4*24)/60 = 30,8
s LIMITE DE TOLERÂNCIA: Para M = 230 kcal/h, o IBUTG máximo
= 28,5ºC
s CONCLUSÃO: para as condições ambientais e atividade física, o LT
foi ultrapassado.
QUAL DEVERIA SER O CICLO DE TRABALHO PARA QUE O
LIMITE DE TOLERÂNCIA NÂO SEJA ULTRAPASSADO?
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25. to
Pro cedimen
para
Aval iação da
ao
Ex posição
Calor 4
065
PE-037-
s Disponível no SINPEP
s Padronização
s Baseado em Norma Fundacentro NHT-01 C/
E
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26. Temperatura Efetiva
s Índice de Conforto desenvolvido em 1925 pela ASHRAE.
s Baseado nas sensações térmicas instantâneas
experimentadas por indivíduos ao entrar em um
determinado ambiente. A base do índice é a temperatura
de ar saturado, “parado”, com velocidade média de 0,12
m/s.
s Qualquer combinação de temperatura, umidade e
velocidade do ar que oferecesse a mesma sensação, teria a
mesma TE.
s No experimento, os sujeitos andavam entre dois recintos,
com diferentes combinações dos parâmetros, até ser
obtida a mesma sensação térmico.
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27. Temperatura Efetiva
s TE = 27º C => condição capaz de provocar a sensação de
calor, experimentada quando o ar se move lentamente,
saturado de umidade, à temperatura de 27ºC.
s Foram desenvolvidos dois nomogramas para pessoas nuas
da cintura para cima e pessoas com roupas leves.
s Crítica: Valoriza a umidade e despreza o calor radiante.
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28. Temperatura Efetiva
NR-17 - Ergonomia
17.5.2. Nos locais de trabalho onde são executadas atividades
que exijam solicitação intelectual e atenção constantes,
tais como: salas de controle, laboratórios, escritórios, salas
de desenvolvimento ou análise de projetos, dentre outros,
são recomendadas as seguintes condições de conforto: (...)
s b) índice de temperatura efetiva entre 20 e 23o C.
s c) velocidade do ar não superior a 0,75 m/s.
s d) umidade relativa ao ar não inferior a 40% (quarenta
por cento).
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29. Temperatura Efetiva
Exemplo:
s Sala do GEXP/GEAGEO - 1º andar do Prédio do
CPD
s Temperatura de Bulbo Úmido: 19,3ºC
s Temperatura de Bulbo Seco: 22,6ºC
s Velocidade do ar: 1,0 m/s
Qual a temperatura efetiva?
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30. CHECK-LIST PARA MEDIDAS DE CONTROLE
Controlar Ações possíveis
s Metabolismo - Reduzir a demanda física do trabalho
- Mecanização
s R - Calor radiante - Barreiras refletoras de raios IV
- Cobrir partes expostas do corpo
- Roupas aluminizadas
s C - calor convecção - Se tar> 35ºC: reduzir temperatura do
ar, reduzir a velocidade do ar, vestir roupas
- Se tar< 35ºC: aumentar a velocidade do ar
e reduzir roupas
s Evaporação Pode ser aumentada: reduzindo a umidade,
aumentando a velocidade do ar
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31. Medidas de controle da exposição ao calor
Alterar Ações possíveis
s Práticas de trabalho - Reduzir o tempo de exposição
- Programar o trabalho para horário mais
fresco
s Educação - Auto-limite da exposição em função
dos sinais e sintomas
s Equipamentos de Proteção Individual
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32. Medidas de controle da exposição ao calor
Outras Considerações
s Exames médicos - préadmissionais (especialmente para
detectar problemas cardio-circulatórios) e periódicos
s Pausas mais frequentes para individuos não-
climatizados
s Aclimatização
s Ingestão de água (150 ml a cada 20 minutos, a 15ºC) e
sal (1g / 1 litro água)
s
Ar condicionado em local de descanso
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33. Equipamentos
s Medidor de Stress Térmico QuestTempº 15
s Higrotermoanemômetro Pacer
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34. RELATÓRIO TÉCNICO DE HIGIENE
INDUSTRIAL
<Unidade Operacional> - Nº/ano
1 - TIPO: Avaliação da Exposição Ocupacional
ao Calor
2 - OBJETIVO: <especificar>
3 - SOLICITANTE: <especificar>
4 - LOCAL AVALIADO: <especificar>
5 - PERÍODO DA AVALIAÇÃO: <especificar>
6 - EQUIPAMENTOS UTILIZADOS:
<especificar marca, modelo, BP e/ou nº série>
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35. RELATÓRIO TÉCNICO DE HIGIENE
INDUSTRIAL
<Unidade Operacional> - Nº/ano
7 - METODOLOGIA: Determinação do IBUTG,
análise da atividade e posterior comparação
com o Limite de Tolerância estabelecido pelo
Anexo Nº3 da NR-15, Portaria 3.214/78 do
MTb, conforme Procedimento E&P-
BC/GESEG-PE-37-0654.
8 - RESULTADOS OBTIDOS
9 - ANÁLISE DOS RESULTADOS
10 - CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
11 - DATA, ASSINATURA E IDENTIFICAÇÃO
DO RESPONSÁVEL
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