Avaliação da Exposição A Campos Electromagnéticos em Processos de Soldadura

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Rua Dr. Roberto Frias, s/n 4200-465 Porto PORTUGAL VoIP/SIP: [email protected] ISN: 3599*654 Telefone: +351 22 508 14 00 Fax: +351 22 508 14 40 URL: http://www.fe.up.pt Correio Electrónico: f[email protected] MESTRADO EM ENGENHARIA DE SEGURANÇA E HIGIENE OCUPACIONAIS Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre Engenharia de Segurança e Higiene Ocupacionais Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto AVALIAÇÃO DA EXPOSIÇÃO A CAMPOS ELETROMAGNÉTICOS EM PROCESSOS DE SOLDADURA Nome do Autor: António Carlos Matos Garrido Orientador: Professora Doutora Maria de Lurdes Proença de Amorim Dinis (FEUP) Coorientador: Professor Doutor António Manuel Antunes Fiúza (FEUP) Arguente: Professor Doutor Davide Sérgio Baptista da Fonseca (UBI) Presidente do Júri: Professor Doutor João Manuel Abreu dos Santos Baptista (FEUP) 2013 Avaliação da Exposição a Campos Eletromagnéticos em Processos de Soldadura i AGRADECIMENTOS O presente trabalho resultou do contributo e dedicação de várias pessoas a quem desejo expressar o meu agradecimento: À Professora Doutora Maria de Lurdes Dinis, pelo interesse, empenho e dedicação com que orientou esta Dissertação. Ao Professor Doutor João Santos Baptista, diretor do curso de Mestrado, pela sua confiança, incentivo e motivação. Ao Professor Doutor António Manuel Antunes Fiúza, pelo seu contributo como coorientador deste trabalho, pelo seu interesse e, em particular por ter disponibilizado o equipamento necessário para a realização das medições. À minha família, em especial à minha esposa Andreia e meus filhos Diogo e Gabriel pela compreensão, carinho gratidão e apoio incondicional e precioso. Aos meus pais e meus sogros. Às direções das empresas Caetano Baviera, SA, Cancé – Construções Metálicas, Lda e Facosta – Indústria de Cortantes para o Calçado, Lda, por terem aceite a minha presença para a execução das medições, sem as quais não teria sido possível elaborar este trabalho. Avaliação da Exposição a Campos Eletromagnéticos em Processos de Soldadura iii RESUMO Vivemos rodeados de campos eletromagnéticos naturais e artificiais. Com a industrialização, com o aumento da mobilidade e das comunicações a exposição humana às radiações eletromagnéticas sofreu um grande incremento. Sabe-se hoje que a partir de uma determinada intensidade destes campos, podem surgir efeitos nocivos para a saúde humana. Preocupados com tais efeitos, a comunidade científica internacional tem vindo a desenvolver diversos estudos sobre esta temática e, apesar dos resultados por vezes serem controversos, muito já se evoluiu. De facto, foi já publicada legislação e normas europeias e internacionais que definem níveis de exposição admissíveis, face ao conhecimento atual, para a população e para os trabalhadores. Apesar de tudo isto, existe ainda nas populações e nos trabalhadores grande desconhecimento sobre os possíveis efeitos sobre a saúde, normas e legislação em vigor. A falta de divulgação da informação já disponível junto das populações e do mundo empresarial, aliada também ao reduzido número de estudos com medições em diversas áreas, como a soldadura, a diversidade da tecnologia utilizada nos processos de soldadura, evidenciam a necessidade de realizar medições. Este trabalho pretende avaliar a exposição de trabalhadores a campos elétricos, magnéticos e eletromagnéticos em operações de soldadura mais comumente utilizadas nas diversas atividades. Efetuaram-se também um conjunto de medições, relativas à exposição a campos eletromagnéticos, em alguns equipamentos existentes no mercado nacional com o objetivo de esclarecer e situar os trabalhadores e entidades empregadoras relativamente aos níveis de ação. E, para além disso, permitir tomar consciência da necessidade de introduzir medidas de prevenção/redução da exposição, quer na fase de investimento quer ao longo da vida útil da tecnologia utilizada. Palavras-chave: Campos eletromagnéticos. Soldadura por arco elétrico. Soldadura por resistência. Exposição. Radiações não Ionizantes. Avaliação da Exposição a Campos Eletromagnéticos em Processos de Soldadura v ABSTRACT Today, we live surrounded by natural and artificial electromagnetic fields. With the industrialization, the increment of mobility and communications, the human exposure to electromagnetic radiation have grown a lot. Nowadays, it is well known that exceeding certain intensity level of these fields may give origin to harmful effects to human health. Such effects have become a great concern to the international scientific community who has developed several studies on this matter and, although the results are sometimes controversial, much has been developed. In fact, specific legislation and European and international standards were already published, defining permissible exposure levels updated to the present knowledge, for the workers and the general public. Despite all this, there still exist a lack of awareness, concerning the possible health effects, standards and legislation in force, among the workers and the general in the population. The lack of divulgation of the information already available within the population and the industrial sectors, in addition to the small number of studies based on in situ measurements in various areas such as welding, as well as the diversity of the technology used in welding processes, highlight the need to perform measurements in order to assess the exposure. The aims of this study is to assess the workers exposure to electric, magnetic and electromagnetic fields, in the welding processes most commonly used in various activities. A set of measurements were carried out regarding the exposure to electromagnetic fields in some national companies in order to clarify and locate workers and employers in relation to action levels. In addition, the results should clarify of the need to introduce measures to prevent/reduce exposure, at the moment of the investment and over the lifetime of the technology used. Keywords: Electromagnetic fields. Arc welding. Resistance Welding. Exposure. NonIonizing Radiations. Avaliação da Exposição a Campos Eletromagnéticos em Processos de Soldadura vii ÍNDICE 1 INTRODUÇÃO .............................................................................................................. 1 1.1 Âmbito e objetivos do trabalho ............................................................................... 3 1.2 Estrutura do Trabalho ............................................................................................. 3 2 ESTADO DA ARTE / REVISÃO DA LITERATURA ................................................. 5 2.1 Referenciais Tecnológicas e de Contexto ............................................................... 5 2.1.1 Soldadura ......................................................................................................... 6 2.2 Enquadramento Legal e Normativo ........................................................................ 9 2.2.1 Legislação Europeia e Nacional .................................................................... 11 2.2.2 ICNIRP .......................................................................................................... 19 2.2.3 WHO (OMS/IARC) ....................................................................................... 29 2.2.4 NORMAS ...................................................................................................... 30 2.3 Conhecimento Científico ...................................................................................... 33 3 FUNDAMENTOS TEÓRICOS .................................................................................... 39 3.1 Radiação Eletromagnética .................................................................................... 39 3.1.1 Origem e Classificação .................................................................................. 39 3.1.2 Campos Elétricos e Campos Magnéticos ...................................................... 42 3.1.3 Fontes de Campos Eletromagnéticos ............................................................. 45 3.2 Efeitos Biológicos dos Campos Eletromagnéticos ............................................... 49 3.2.1 Campos Eletromagnéticos Estáticos (0 Hz) .................................................. 52 3.2.2 Campos Eletromagnéticos de Baixa Frequência (1 Hz a 100 kHz) .............. 52 3.2.3 Campos Eletromagnéticos de alta frequência (100 kHz a 300 GHz) ............ 56 4 OBJETIVOS, MATERIAIS E MÉTODOS .................................................................. 59 4.1 Objetivos da Dissertação ...................................................................................... 59 4.2 Materiais e Métodos .............................................................................................. 59 4.3 Equipamento de medição ...................................................................................... 63 5 RESULTADOS ............................................................................................................ 67 5.1 Resultados das medições ...................................................................................... 67 5.1.1 Processo de soldadura MIG/MAG ................................................................ 68 SNC SNP TIG VA VLE UE Sistema Nervoso Central Sistema Nervoso Periférico Tungsten Inert Gas Valores que Desencadeiam a Ação Valores Limite de Exposição União Europeia Avaliação da Exposição a Campos Eletromagnéticos em Processos de Soldadura Garrido, António 1 1 INTRODUÇÃO A vida na Terra desenvolve-se num ambiente eletromagnético natural, produzido pela atividade solar, as emissões planetárias, o campo magnético terrestre e os fenómenos meteorológicos próprios da atmosfera terrestre. Este ambiente eletromagnético caracteriza-se essencialmente por radiações não ionizantes, apesar de incluir alguns tipos de radiações ionizantes como os raios X e gama. A proliferação de fontes eletromagnéticas não ionizantes ao longo do século XX foi considerável, tendo os CEM (Campos Eletromagnéticos) invadido o nosso ambiente quotidiano. De facto, a iluminação, os eletrodomésticos das habitações, os ecrãs dos computadores nos escritórios, os sistemas de segurança nos aeroportos e estabelecimentos comerciais, as redes de transporte de energia, as estações de radiocomunicações, os equipamentos de soldadura, entre outros, contribuem de forma significativa para que a exposição aos CEM seja permanente. A eletricidade é uma das principais bases do modo de vida dos países desenvolvidos, sendo hoje uma forma de energia vital, não só para a indústria como também para a vida doméstica. O seu transporte, a sua distribuição e a sua utilização pelos consumidores, geram um ambiente eletromagnético nas habitações e nos locais de trabalho de muito baixa frequência, cujo carácter alternado é fundamentalmente diferente do ambiente natural. Anteriormente à revolução industrial, as fontes de exposição estavam confinadas aos CEM produzidos pelo nosso próprio meio envolvente. Ao longo do século XX a exposição aos CEM criados pelo homem aumentou, até pelas próprias alterações do comportamento social. Até meados da década de 60 do século passado, as grandes preocupações relacionadas com linhas de transporte de energia elétrica estavam essencialmente relacionadas com aspetos estéticos, a sua interferência com receção de transmissões de rádio e de televisão, bem como problemas de ruído e de perceção. Em 1979, com o aparecimento do estudo epidemiológico: “Electrical wiring configurations and childhood cancer” (Wertheimer e Leeper, 1979) no qual é estudado a associação entre a incidência de uma forma de cancro pediátrico (leucemia linfoide aguda, LLA) e a exposição a CEM devido à proximidade das habitações a linhas de distribuição de energia elétrica, estas preocupações alargaram-se a possíveis associações a outras formas de cancro e a exposição a CEM. Estas preocupações, também pelo interesse que o público e os meios de comunicação lhe dedicaram, estimularam a investigação de carácter científico que se lhe seguiu. Desde então, têm sido publicados, um pouco por todo o mundo, resultados de estudos sobre a influência dos CEM na saúde humana. Em 1996, a OMS (Organização Mundial de Saúde) criou o International EMF Project para avaliar a evidência científica de possíveis efeitos na saúde dos CEM na gama de frequências de 0 a 300 GHz. Em 2002, a IARC (International Agency for Research on Cancer) classifica os campos magnéticos de frequência extremamente baixa (ELF: 1Hz – 100 kHz) como possivelmente cancerígenos para o homem (Grupo 2B), os campos elétricos e magnéticos estáticos e os Mestrado em Engenharia de Segurança e Higiene Ocupacionais 2 Introdução campos elétricos de frequência extremamente baixa como não classificáveis como cancerígenos para o homem (Grupo 3). Esta avaliação foi publicada no Volume 80 das monografias da IARC. Em 2011, a 31 de maio em Lyon, França, a OMS/IARC classificou os campos eletromagnéticos de radiofrequência (RF: 100 kHz – 300 GHz) como possivelmente cancerígenos para o homem (Grupo 2B), tendo por base o aumento do risco de glioma, um tipo de cancro cerebral maligno, associado ao uso de telemóveis. Esta avaliação está prevista ser publicada no Volume 102 das monografias da IARC. De 24 a 31 de maio de 2011, um grupo de 31 cientistas de 14 países estiveram reunidos na IARC em Lyon, França, para avaliar o potencial risco da exposição a campos eletromagnéticos de radiofrequências. Este grupo de trabalho discutiu a possibilidade deste tipo de exposição produzir efeitos de longo prazo, em particular um aumento de risco de cancro. Isto é particularmente importante para a saúde pública, em particular para os utilizadores de telemóveis, dado o grande número de utilizadores adultos, jovens e crianças. Os processos de soldadura são amplamente utilizados em toda a indústria metalomecânica, automóvel, da construção, entre outros. O elevado número de trabalhadores expostos (soldadores) aos CEM produzidas pelos processos de soldadura e o facto de existirem um número reduzido de estudos relativos à exposição a CEM em processos de soldadura justificam a elaboração do presente trabalho. Por outro lado, na Comunidade Europeia os empregadores são obrigados a avaliar a exposição a CEM nos locais de trabalho e, para além disso, existem requisitos obrigatórios a respeitar, por parte de fabricantes e importadores, para a colocação de equipamentos de soldadura no mercado europeu. Existem diversos tipos de processos de soldadura, contudo os mais comumente utilizados são a soldadura por arco elétrico: elétrodo revestido, MIG (Metal Inert Gas)/MAG (Metal Active Gas); TIG (Tungsten Inert Gas) e a soldadura por resistência elétrica (soldadura por pontos). Estes dois tipos de soldadura são, provavelmente, os que resultam em exposições mais elevadas a radiações não ionizantes. O presente estudo incidirá sobre estes processos de soldadura, recorrendo para o efeito a equipamentos de soldadura existentes no mercado. Os principais riscos inerentes aos processos de soldadura resultam de:  Contaminantes químicos libertados durante a operação, para o qual existem diversos estudos e que não serão considerados no âmbito deste trabalho;  Radiações óticas que, embora não existam muitos estudos nesta matéria, não serão abordados neste trabalho;  Campos elétricos, magnéticos e eletromagnéticos para os quais não existem muitos estudos relacionados com os processos de soldadura e que serão aqui abordados. Avaliação da Exposição a Campos Eletromagnéticos em Processos de Soldadura Garrido, António 3 1.1 Âmbito e objetivos do trabalho Este trabalho pretende avaliar a exposição de trabalhadores a campos elétricos, magnéticos e eletromagnéticos em operações de soldadura mais comumente utilizadas nas diversas atividades. Pretende-se pois, verificar para os processos de soldadura em estudo (MIG e soldadura por pontos), se os CEM produzidos ultrapassam os níveis de exposição definidos na Diretiva 2013/35/EU, e qual a magnitude e frequência da exposição. Serão os CEM produzidos nestes processos de soldadura suscetíveis de provocar efeitos adversos na saúde dos soldadores? A atualidade do tema, a falta de estudos neste setor industrial, no que diz respeito à exposição a radiações ionizantes e a publicação de legislação recente nesta matéria são os principais fatores que justificam este trabalho. Os principais objetivos deste trabalho são:  Fornecer informação sobre o nível de exposição a CEM em processos de soldadura;  Constituir uma base de reflexão crítica para que os empregadores possam garantir aos trabalhadores que a exposição aos CEM é avaliada, minimizada e está abaixo dos níveis de exposição definidos na Diretiva 2013/35/UE, de 26 de junho. 1.2 Estrutura do Trabalho Este trabalho está estruturado em sete capítulos, descritos a seguir de forma resumida: No Capítulo 1 é feita a introdução ao trabalho, dando a conhecer o seu âmbito, objetivos gerais e estrutura. No Capítulo 2 são apresentados o equipamento e os locais em que o trabalho é realizado. São abordados os processos de soldadura, com particular destaque no processo de soldadura por arco elétrico e por resistência, objeto do presente estudo. É também efetuado o enquadramento legal e normativo bem como uma revisão bibliográfica sobre o estado do conhecimento científico atual. No Capítulo 3 é feita a contextualização dos conceitos teóricos inerentes ao tema. São também apresentados os efeitos biológicos conhecidos da exposição a campos eletromagnéticos. No Capítulo 4 são apresentados os objetivos da dissertação, descritos os equipamentos de soldadura utilizados para a concretização prática do trabalho bem como o equipamento de medição a que se recorreu para a avaliação da exposição aos campos eletromagnéticos. No Capítulo 5 apresentam-se os resultados das medições realizadas. No Capítulo 6 é efetuada a discussão dos resultados apresentados no Capítulo 5. No Capítulo 7 são feitas as conclusões finais do trabalho e discutidos aspetos a serem explorados em trabalhos futuros. Avaliação da Exposição a Campos Eletromagnéticos em Processos de Soldadura Garrido, António 5 2 ESTADO DA ARTE / REVISÃO DA LITERATURA 2.1 Referenciais Tecnológicas e de Contexto A avaliação da exposição a campos eletromagnéticos em processos de soldadura foi efetuada no contexto real de trabalho de três empresas. Uma do sector da metalomecânica (ligeira) – Facosta – Indústria de Cortantes para o Calçado, Lda, outra também da metalomecânica (pesada) – Cancé – Construções Metálicas, Lda e outra do setor automóvel – Caetano Baviera, SA. A escolha destas empresas foi fundamentada em:  Elevada representatividade dos processos e parâmetros de soldadura utilizados por estas empresas face à realidade nacional;  Interesse e disponibilidade demonstrada pela direção destas empresas em participar no estudo. A Facosta – Indústria de Cortantes para o Calçado, Lda é uma microempresa que emprega 7 trabalhadores (todos do sexo masculino), dos quais 2 são soldadores. Esta empresa localizada na Vila de Cucujães, insere-se numa região com um grande número de empresas da indústria do calçado. Dedica-se exclusivamente ao fabrico de elementos cortantes para a indústria do calçado. Estes elementos são basicamente moldes que servem para efetuar o corte das diferentes peças que compõe um sapato. A sua produção é maioritariamente para o mercado nacional, tendo iniciado à cerca de 2 anos a comercialização dos seus produtos junto de algumas fábricas de calçado espanholas. As medições foram efetuadas numa de duas máquinas de soldar MIG que utilizam diariamente – ESAB MIG C280. A Cancé – Construções Metálicas, Lda é uma empresa de origem francesa (Grupo Cancé) do ramo da metalomecânica. O Grupo Cancé, foi criado em 1961 por Robert Cancé. Em 1979, depois do falecimento do seu fundador, a direção é assumida pelo filho Christian Cancé, que muito rapidamente dinamiza a empresa e a faz crescer tanto a nível nacional como internacional. Atualmente o grupo tem unidades de produção implantadas em várias cidades de França e também em Portugal. Em 2012 o Grupo Cancé empregava cerca de 530 trabalhadores, dos quais 370 na Cancé Construções Metálicas, 60 na Cancé Metalúrgica e 100 na Cancé Alumínios. A principal atividade da Cancé Construções Metálicas consiste no fabrico de edifícios em estrutura metálica para a indústria (fábricas, armazéns), comércio (supermercados, oficinas), serviços (ginásios, edifícios administrativos) e agricultura (edifícios para Mestrado em Engenharia de Segurança e Higiene Ocupacionais 6 Estado da arte cereais). Para além disso, fabrica sob encomenda outro tipo de construções, como são exemplo a arena de Montpellier, o aeroporto de Roissy (Paris) e o estádio do Havre. A Cancé Metalúrgica e Alumínios complementam a atividade da Cancé Construções Metálicas, garantindo aos clientes uma resposta mais abrangente, fornecendo produtos como escadas metálicas, gradeamentos, corrimões, janelas, entre outros produtos. Em 2002, este grupo francês decidiu instalar em Portugal uma unidade de produção de estruturas metálicas. Deste modo foi criada a Cancé - Construções Metálicas, Lda, que se localiza no Parque Industrial de Sampaio, na freguesia de Oliveirinha, concelho de Carregal do Sal, distrito de Viseu. Esta unidade de produção fabrica, de acordo com o projeto que recebe da casa mãe, componentes de estruturas metálicas para a conceção de edifícios, pavilhões, armazéns e outros tipos de construções. Toda a produção desta unidade destina-se a exportação. As instalações têm uma área total de 35.000 m2, dos quais cerca de 12.640 m2 são cobertos. A empresa tem neste momento 70 colaboradores (5 femininos e 65 masculinos), dos quais 31 estão afetos à atividades de soldadura. A média de idades dos trabalhadores da empresa é de 43 anos. Labora de 2.ª a 6.ª em regime de turnos (3 turnos de 8h cada). As medições foram efetuadas em 3 das mais de 10 máquinas de soldar MIG que utilizam diariamente – ESAB MIG 5004i. A Caetano Baviera, SA é uma empresa do Grupo Salvador Caetano que se dedica ao comércio e assistência pós-venda de veículos automóveis. O Grupo Salvador Caetano atua no setor automóvel ao nível do fabrico, comércio e assistência pós-venda. É responsável por mais de 6.500 postos de trabalho, distribuídos por diversos países – Portugal, Angola, Cabo Verde, Espanha, Alemanha e Inglaterra. Nas suas diversas empresas, nomeadamente do fabrico e reparação de veículos são utilizados diversos processos de soldadura, englobando um elevado número de trabalhadores. As medições ocorreram nas suas unidades de Vila Nova de Gaia e Porto, tendo-se utilizado para o efeito as duas máquinas de soldar por resistência, com transformador remoto, que dispõe nestas unidades – Blackhawk/CompuSpot WEL 750. Em cada uma destas duas empresas existem 4 soldadores que habitualmente trabalham com estas máquinas. 2.1.1 Soldadura Soldadura por Arco Elétrico Existem diferentes processos de soldadura por arco elétrico, utilizando corrente alterna (CA), corrente contínua (CC) e corrente pulsada. Alguns dos processos são manuais e outros mecanizados. O mais comum é o elétrodo revestido (MMAmanual metal arc), MIG (metal inert gas) ou MAG (metal active gas) e TIG (tungsten inert gas). Existe Avaliação da Exposição a Campos Eletromagnéticos em Processos de Soldadura Garrido, António 7 também a soldadura (e corte) por plasma e a soldadura por arco submerso, que habitualmente são mecanizados. O processo de soldadura por elétrodo revestido, que é o processo de soldadura por arco elétrico mais comum, utiliza habitualmente elétrodos revestidos com comprimento de cerca de 200-400 mm. O arco é estabelecido entre a extremidade do elétrodo e a peça a ser soldada, derretendo o elétrodo dentro da junta. Cada elétrodo leva cerca de 45 a 90 segundos para ser consumido, formando então o cordão de soldadura. Este processo é levado a cabo quer com corrente alterna (CA) quer contínua (CC), com uma tendência nos últimos anos para a corrente contínua (CC). Além disso, estão também a ser cada vez mais utilizadas pequenas máquinas com tecnologia inverter (inversor), particularmente em serviços de manutenção e em usos domésticos. A corrente de soldadura depende da dimensão do elétrodo e das características das peças a soldar, fundamentalmente do tipo de material e espessura, e varia normalmente na gama 40-400 A. Neste tipo de equipamento, o comprimento dos cabos varia normalmente entre os 3 m e os 10 m, tendo os mais usuais 3 ou 4 m. Nos processos de soldadura por MIG/MAG o elétrodo é substituído por uma bobine de arame que é alimentada de forma contínua através da tocha. Os processos de soldadura MIG/MAG são normalmente semiautomáticos, podendo contudo ser robotizados. A soldadura pode processar-se de forma continuada por vários minutos, sendo normalmente limitada pelo tamanho da peça a soldar ou pela necessidade do soldador mudar de posição. O processo MIG/MAG é predominantemente contínuo (CC) contudo, recentemente foi desenvolvido um processo a corrente alterna (CA) mas que não é muito utilizado. Além disso, a corrente de soldadura pode ser pulsada a 10-150 Hz entre um baixo nível de intensidade de corrente (50 A) e um valor elevado de pico (habitualmente 400-600 A). O processo TIG é utilizado principalmente na soldadura de componentes de precisão em aço inox, ligas de níquel e alumínio. O arco é estabelecido entre um elétrodo de tungsténio não consumível e o componente a ser soldado. Se for necessário efetuar enchimento normalmente é fornecida uma vareta externa que é derretida no banho de fusão. A soldadura TIG é efetuada utilizando corrente contínua (CC) e alterna (30-300Hz) para o alumínio e corrente pulsada (2 Hz – 20 kHz). A corrente de soldadura normalmente varia entre 5 – 500 A. A soldadura por arco submerso é um processo mecanizado semelhante ao processo MIG/MAG, em que o arco é submerso sob o fluxo de soldadura ao longo da junta, em vez de ser protegido com um gás de proteção. A soldadura por arco submerso é efetuada utilizando corrente contínua (CC) ou alterna (CA) com intensidades até os 1500 A, ou eventualmente superiores. O processo de soldadura por plasma é semelhante ao TIG, contudo o elétrodo está recuado na tocha e o arco do plasma é apertado por meio de um orifício estrito. O processo por plasma pode ser manual ou mecanizado e utiliza normalmente corrente contínua (CC) ou pulsada. Pode também ser utilizado para cortar se o ar for substituído por um gás inerte. Mestrado em Engenharia de Segurança e Higiene Ocupacionais 8 Estado da arte Os equipamentos de soldadura variam em complexidade entre um simples transformador e um microprocessador que controla uma fonte de alimentação com inverter. Ao longo dos últimos anos os principais desenvolvimentos ocorreram na aplicação da tecnologia inverter de forma a tornar as fontes de alimentação mais pequenas, leves e com melhor desempenho e eficiência energética. Numa fonte de alimentação com inverter a entrada monofásica ou trifásica é primeiro retificada, filtrada (CC) e de seguida comutada para alta frequência através do inverter gerando-se elevada voltagem e baixa amperagem (CA). Normalmente, passa de seguida por um transformador onde é convertida em baixa voltagem e elevada amperagem. O secundário é então geralmente retificado e filtrado para dar uma saída em corrente contínua (CC). Por conseguinte, embora a saída seja nominalmente contínua (CC) pode conter uma onda de alta frequência o que produz um campo magnético a esta frequência. As frequências de comutação passaram de alguns kilohertz para cerca de 100 kHz atualmente. Além disso, a soldadura pulsada é cada vez mais aplicada, em particular para a soldadura MIG, para melhorar as caraterísticas do arco e reduzir as projeções de soldadura. No presente estudo apenas será abordado o processo MIG. Soldadura por Resistência A soldadura por resistência é o processo de soldadura mais amplamente utilizado para ligar componentes de chapa metálica nas indústrias de produção em massa. A peça a soldar, constituída por duas ou mais chapas a soldar, face a face, é colocada entre dois elétrodos de cobre e a corrente passa entre eles. A resistência de aquecimento localizada produz uma zona fundida. Na soldadura por pontos, os elétrodos são cilíndricos e a soldadura é efetuada num único ponto. Existem outras aplicações da soldadura por resistência, em que a peça passa entre duas rodas que funcionam de elétrodos e uma corrente contínua ou pulsada produz a soldadura. Muitas das máquinas de soldar por pontos atualmente produzidas trabalham à frequência da rede com corrente alterna (CA) monofásica. O input de calor para a soldadura é controlado pela corrente de soldadura, que é de muitos milhares de amperes, e pelo tempo de soldadura, geralmente expresso como um número de ciclos. Cada vez mais têm vindo a ser utilizadas máquinas com corrente de soldadura contínua (CC), o que melhora o fator de potência e equilibra a demanda de energia entre as três fases. Tal como na soldadura por arco elétrico, estão a ser cada vez mais utilizados inversores (inverters) de elevada (média) frequência. As frequências de comutação em torno dos 600 – 1200 Hz são menores do que as utilizadas no caso da soldadura por arco elétrico. As máquinas de soldar por resistência CA geralmente trabalham a 50 Hz, contudo estão habitualmente presentes harmónicos da frequência fundamental. No caso das máquinas CC, devido ao tipo de retificação utilizada, geralmente são produzidos harmónicos da frequência da rede (50 Hz) e, para além da exposição a campos estáticos, ocorre também exposição a campos eletromagnéticos variáveis no tempo. Avaliação da Exposição a Campos Eletromagnéticos em Processos de Soldadura Garrido, António 9 A soldadura por resistência manual pode ser efetuada com o soldador a segurar a tocha com as mãos, podendo esta ser de aperto manual ou pneumático, ou através de uma máquina com os elétrodos fixos (tipo prensa), em que o operador posiciona as peças a soldar entre eles e aciona-os através de um comando (pedal ou botão). Atualmente, alguns fabricantes, com o intuito de reduzir o campo magnético ao longo dos cabos de soldadura, aplicaram o transformador na tocha de soldadura. A soldadura por resistência utiliza elevadas correntes elétricas, podendo mesmo atingir algumas centenas de quilo amperes. Estas correntes são geradas pela fonte de energia do equipamento de soldadura, fluem através dos cabos de soldadura, da tocha e também da peça a soldar e retornam à fonte de energia. Em qualquer ponto os campos magnéticos são gerados pelo fluxo de corrente, contudo as partes do circuito elétrico mais próximas do soldador são as principais fontes desses campos. As propriedades do campo em torno do equipamento de soldadura são primariamente definidas pelas propriedades da corrente de soldadura, que é dependente do processo de soldadura e das características da fonte de energia utilizada. Além disso, a tipologia do percurso da corrente, isto é, a geometria e dimensões da tocha e cabos e a sua posição relativamente ao corpo dos soldadores é importante para determinar o nível de exposição. No presente estudo apenas será abordado o processo de soldadura por resistência com o transformador remoto (isto é, integrado na máquina propriamente dita). 2.2 Enquadramento Legal e Normativo Existem vários guias de orientação internacionalmente aceites relativamente aos níveis de exposição permissíveis a campos eletromagnéticos, como por exemplo os publicados pelo ICNIRP e os do IEEE. Muitas das normas internacionais e da legislação europeia são baseados nas linhas de orientação do ICNIRP (1998), no intervalo de 0 a 300GHz e ICNIRP (1994) para 0 Hz. De referir que o ICNIRP (1998) foi parcialmente atualizado pelo ICNIRP (2010), isto é na faixa de 1 Hz a 100 kHz. O ICNIRP (1994) respeitante aos campos estáticos foi atualizado pelo ICNIRP (2009). Os níveis de exposição normalmente estabelecem dois limites: um para o público em geral e outro para exposições ocupacionais. A população com exposição ocupacional consiste em adultos que são geralmente expostos sob condições conhecidas e são treinados para estar cientes do potencial risco e tomar as precauções adequadas. Em contraste, o público em geral compreende indivíduos de todas as idades e de diferentes estados de saúde, e podem incluir particularmente grupos ou indivíduos suscetíveis. Em muitos casos, os membros do público não sabem da sua exposição a CEM e como tal, não se espera que tomem precauções para minimizar ou evitar a exposição. São estas considerações que fundamentam a adoção de restrições mais exigentes para a exposição do público em geral do que para a população ocupacional. Mestrado em Engenharia de Segurança e Higiene Ocupacionais 16 Estado da arte Tabela 4 – VLE aplicáveis aos efeitos na saúde para intensidades do campo elétrico interno entre 1 Hz e 10 MHz Gama de frequências VLE aplicáveis aos efeitos na saúde 1 Hz ≤ f < 3 kHz 1,1 V.m-1 (pico) 3 kHz ≤ f ≤ 10 MHz 3,8 x 10-4f V.m-1 (pico) (Fonte: Diretiva n.º 2013/35/UE) Nota: f é a frequência em Hz Tabela 5 – VLE aplicáveis aos efeitos sensoriais para intensidades do campo elétrico interno entre 1 Hz e 400 Hz Gama de frequências VLE aplicáveis aos efeitos na saúde 1 Hz ≤ f < 10 Hz 0,7/f V.m-1 (pico) 10 Hz ≤ f < 25 Hz 0,07 V.m-1 (pico) 25 Hz ≤ f ≤ 400 Hz 0,0028.f V.m-1 (pico) (Fonte: Diretiva n.º 2013/35/UE) Nota: f é a frequência em Hz Tabela 6 – NA para exposições a campos elétricos de 1 Hz a 10 MHz Gama de frequências Intensidade do campo elétrico NA baixo (E) [V.m-1] (rms) Intensidade do campo elétrico NA alto (E) [V.m-1] (rms) 1 Hz ≤ f < 25 Hz 2,0 x 104 2,0 x 104 25 Hz ≤ f < 50 Hz 5,0 x 105/f 2,0 x 104 50 Hz ≤ f < 1,64 kHz 5,0 x 105/f 1,0 x 106/f 1,64 kHz ≤ f < 3 kHz 5,0 x 105/f 6,1 x 102 3 kHz ≤ f ≤ 10 MHz 1,7 x 102 6,1 x 102 (Fonte: Diretiva n.º 2013/35/UE) Nota: f é a frequência em Hz Tabela 7 – NA para exposições a campos magnéticos de 1 Hz e 10 MHz Gama de frequências Densidade do fluxo magnético NA(B) baixo [µT] (rms) Densidade do fluxo magné3ico NA(B) alto [µT] (rms) Densidade do fluxo magnético NA para a exposição dos membros a um campo magnético localizado [µT] (rms) 1 Hz ≤ f < 8 Hz 2,0 x 105/f2 3,0 x 105/f 9,0 x 105/f 8 Hz ≤ f < 25 Hz 2,5 x 104/f 3,0 x 105/f 9,0 x 105/f 25 Hz ≤ f < 300 Hz 1,0 x 103 3,0 x 105/f 9,0 x 105/f 300 Hz ≤ f < 3 kHz 3,0 x 105/f 3,0 x 105/f 9,0 x 105/f 3 kHz ≤ f ≤ 10 MHz 1,0 x 102 1,0 x 102 3,0 x 102 (Fonte: Diretiva n.º 2013/35/UE) Nota: f é a frequência em Hz Avaliação da Exposição a Campos Eletromagnéticos em Processos de Soldadura Garrido, António 17 Tabela 8 – NA para corrente de contacto, IC Gama de frequências NA (IC) corrente de contacto em estado estacionário [mA] (rms) Até 2,5 kHz 1,0 2,5 kHz ≤ f < 100 kHz 0,4.f 100 kHz ≤ f ≤ 10.000 Hz 40 (Fonte: Diretiva n.º 2013/35/UE) Nota: f é a frequência em kHz Tabela 9 – NA para densidades do fluxo magnético de campos magnéticos estáticos Perigos NA (B0) Interferência em implantes médicos ativos, por exemplo, estimuladores cardíacos 0,5 mT Risco de atração e projeção na extremidade alta do campo magnético (> 100 mT) 3 mT (Fonte: Diretiva n.º 2013/35/UE) EFEITOS TÉRMICOS Tabela 10 – VLE aplicáveis aos efeitos na saúde para uma exposição a campos eletromagnéticos de 100 kHz a 6 GHz VLE aplicáveis aos efeitos na saúde Valores médios de SAR medidos a intervalos de seis minutos VLE relativo ao stress causado pelo calor no corpo todo, expresso como SAR média no corpo 0,4 W.kg-1 VLE relativo ao stress causado pelo calor localizado na cabeça e no tronco, expresso como SAR localizada no corpo 10 W.kg-1 VLE relativo ao stress causado pelo calor localizado nos membros, expresso como SAR localizada nos membros 20 W.kg-1 (Fonte: Diretiva n.º 2013/35/UE) Tabela 11 – VLE aplicáveis aos efeitos sensoriais para exposição a campos eletromagnéticos 0,3 GHz a 6 GHz Gama de frequências Absorção específica de energia (SA) localizada 0,3 GHz ≤ f ≤ 6 GHz 10 mJ.kg-1 (Fonte: Diretiva n.º 2013/35/UE) Tabela 12 – VLE aplicáveis aos efeitos na saúde para exposição a campos eletromagnéticos 6 GHz a 300 GHz Gama de frequências VLE aplicáveis aos efeitos na saúde relacionados com a densidade de potência 6 GHz ≤ f ≤ 300 GHz 50 W.m-2 (Fonte: Diretiva n.º 2013/35/UE) Mestrado em Engenharia de Segurança e Higiene Ocupacionais 18 Estado da arte Tabela 13 – NA para exposições a campos elétricos e magnéticos de 100 kHz a 300 GHz Gama de frequências Intensidade do campo elétrico NA (E) [V.m-1] (rms) Densidade do fluxo magnético NA(B) [µT] (rms) Densidade de potência, NA(S) [W.m-2] 100 kHz ≤ f < 1 MHz 6,1 x 102 2,0 x 106/f - 1 MHz ≤ f < 10 MHz 6,1 x 108/f 2,0 x 106/f - 10 MHz ≤ f < 400 MHz 61 0,2 - 400 MHz ≤ f < 2 GHz 3,0 x 10-3.f1/2 1,0 x 10-5.f1/2 - 2 GHz ≤ f ≤ 6 GHz 1,4 x 102 4,5 x 10-1 - 6 GHz ≤ f ≤ 300 GHz 1,4 x 102 4,5 x 10-1 50 (Fonte: Diretiva n.º 2013/35/UE) Nota: f é a frequência em Hz Tabela 14 – NA para correntes de contacto em estado estacionário e para correntes induzidas nos membros Gama de frequências Correntes de contacto em estado estacionário, NA(IC) [mA] (rms) Corrente induzida em qualquer membro, NA(IL) [mA] (rms) 100 kHz ≤ f < 10 MHz 40 - 10 MHz ≤ f ≤ 110 MHz 40 100 (Fonte: Diretiva n.º 2013/35/UE) De referir que comparativamente à Diretiva 2004/40/CE, esta nova Diretiva, para além de introduzir novos conceitos e novos VLE e VA, manteve também alguns VLE e VA e alterou outros, em geral tornando-os menos restritivos. De acordo com a Diretiva 2013/35/UE, a entidade patronal deve avaliar e, se for caso disso, medir e/ou calcular os níveis dos campos eletromagnéticos a que os trabalhadores se encontram expostos. Quando sejam ultrapassados os níveis de ação (NA) a entidade patronal deve avaliar e, se necessário, calcular se foram ultrapassados os VLE. A avaliação dos riscos deve ser regularmente atualizada, especialmente no caso de alterações significativas suscetíveis de a desatualizar, ou quando os resultados da vigilância da saúde demonstrarem que tal é necessário. Com base na avaliação dos riscos, logo que sejam ultrapassados os valores que desencadeiam a ação, e a menos que a avaliação efetuada prove que os VLE não foram ultrapassados e que podem ser excluídos os riscos de segurança, a entidade patronal deve elaborar e pôr em prática um programa de ação com medidas técnicas e/ou organizacionais destinadas a evitar que a exposição ultrapasse os VLE, tendo em conta:  Outros métodos de trabalho que permitam reduzir a exposição a CEM;  A escolha de equipamento que crie menos CEM, atendendo ao trabalho a executar;  Medidas técnicas destinadas a reduzir as emissões dos CEM, incluindo, se necessário, a utilização de encravamentos, blindagens ou mecanismos semelhantes de proteção da saúde; Avaliação da Exposição a Campos Eletromagnéticos em Processos de Soldadura Garrido, António 19  Programas adequados de manutenção para o equipamento de trabalho, o local de trabalho e os postos de trabalho;  Conceção e disposição dos locais e postos de trabalho;  Limitação da duração e da intensidade da exposição;  Disponibilidade de equipamentos de proteção individual (EPI’s). Com base na avaliação de riscos, os locais de trabalho onde os trabalhadores possam encontrar-se expostos a CEM que ultrapassem os valores que desencadeiam a ação devem ser sinalizados por meios adequados, a menos que a avaliação efetuada prove que os valores-limite de exposição não foram excedidos e que podem ser excluídos os riscos de segurança. Os locais em causa devem também ser delimitados e de acesso restrito, sempre que isso seja tecnicamente possível e exista um risco de os VLE serem ultrapassados. Os trabalhadores não podem em qualquer caso ser sujeitos a exposições acima do valorlimite de exposição. 2.2.2 ICNIRP O ICNIRP (International Commission on Non-ionizing Radiation Protection) é uma Comissão Internacional constituída por um corpo de especialistas independentes de diversas áreas, medicina, dermatologia, oftalmologia, epidemiologia, biologia, física, dosimetria, eletricidade, de vários países, cujo objetivo é produzir e difundir informação sobre os efeitos da exposição a RNI. Em 1974 o IRPA (International Radiation Protection Association) formou um grupo de trabalho com o objetivo de estudar os problemas colocados à proteção face às radiações não ionizantes. Em 1977 este grupo de trabalho tornou-se no INIRC (International Non-Ionizing Radiation Committee), tendo em 1992 dado lugar ao ICNIRP. Tendo em conta a revisão científica de várias publicações relevantes sobre este assunto o ICNIRP publicou em 1998 as Linhas de Orientação para os Limites de Exposição a Campos Elétricos e Magnéticos Variáveis ao Longo do Tempo (0-300 GHz). O principal objetivo desta publicação foi estabelecer linhas de orientação para limitar a exposição ocupacional e do público em geral a CEM, de forma a proporcionar proteção contra conhecidos efeitos adversos à saúde. Um efeito adverso à saúde causa prejuízo detetável na saúde do indivíduo exposto ou dos seus descendentes. Um efeito biológico, por outro lado, pode ou não resultar num efeito adverso à saúde. Não existe informação suficiente sobre os efeitos biológicos e na saúde da exposição aos CEM da população humana e animais que permita definir com rigor fatores de segurança em toda a faixa de frequência. Deste modo, o ICNIRP (1998) considerou as seguintes variáveis para desenvolver os fatores de segurança para os campos de altas frequências:  Efeitos da exposição a CEM sob condições ambientais severas (elevadas temperaturas, etc) e/ou níveis de atividade elevados; Mestrado em Engenharia de Segurança e Higiene Ocupacionais 20 Estado da arte  Sensibilidade térmica potencialmente mais elevada em certos grupos da população, idosos, crianças, bebés, pessoas com doenças ou que estão sob medicação passível de comprometer a tolerância térmica. Na definição dos níveis de referência para as altas frequências, foram tidos em conta os seguintes fatores adicionais:  Diferenças na absorção de energia eletromagnética por indivíduos de diferentes tamanhos e orientações relativas ao campo;  Reflexão, focalização e espalhamento do campo incidente, o que pode resultar numa maior absorção localizada de energia de alta frequência. O principal objetivo dos limites estabelecidos nos guias do ICNIRP é proteger dos efeitos adversos conhecidos para a saúde, tanto os efeitos diretos como os indiretos da exposição a CEM. Tais limites baseiam-se nos efeitos a curto prazo, efeitos imediatos sobre a saúde tais como a estimulação dos músculos e nervos periféricos, aquecimento dos tecidos provocado pela absorção de energia devido à exposição a campos eletromagnéticos tais como descargas e queimaduras provocadas pelo contato com objetos condutores. Na avaliação dos possíveis efeitos da radiação eletromagnética sobre a saúde, os guias contemplam dois tipos de restrições:  As restrições à exposição a campos eletromagnéticos variáveis no tempo, baseadas diretamente nos efeitos conhecidos sobre a saúde;  As restrições baseadas em considerações biológicas que recebem o nome de restrições básicas. De referir que foram utilizadas diferentes bases científicas para o desenvolvimento das restrições básicas das várias gamas de frequências (Tabela 15). Tabela 15 – Grandezas físicas (dosimétricas/exposimétricas) para especificar as restrições básicas relativas aos CEM nas diversas gamas de frequência Gama de frequências (f) Grandezas físicas Efeitos a prevenir 0 – 1 Hz Densidade do fluxo magnético (B) – para campos estáticos (0 Hz) Densidade de corrente (J) – para campos variáveis no tempo Efeitos sobre o aparelho cardiovascular e o sistema nervoso central 1 Hz – 10 MHz Densidade de corrente (J) Funções do sistema nervoso 100 kHz – 10 MHz Densidade de corrente (J) Stress térmico em todo o corpo e um aquecimento localizado excessivo dos tecidos SAR 10 MHz – 10 GHz SAR 10 GHz – 300 GHz Densidade de Potência (S) Aquecimento excessivo dos tecidos à superfície do corpo ou próximo dela (Fonte: D.L. 1421/2004; ICNIRP 1998) Avaliação da Exposição a Campos Eletromagnéticos em Processos de Soldadura Garrido, António 21 O ICNIRP utiliza um fator de redução de 10 para limites ocupacionais e cerca de 50 para os limites de exposição do público em geral. A Tabela 16 apresenta as restrições básicas para o público em geral e ocupacionais para os CEM (0-300 GHz) publicadas pelo ICNIRP (1998). Tabela 16 - Restrições básicas para a exposição de seres humanos a campos magnéticos e elétricos variáveis ao longo do tempo até 300 GHz Características da exposição Gama de frequências (f) Densidade de corrente para cabeça e tronco, J [mA/m2] (rms) SAR média para todo o corpo [W/kg] SAR localizada (cabeça e tronco) [W/kg] SAR localizada (membros) [W/kg] Densidade de potência, S [W/m2]] Ocupacional Público em geral Até 1Hz 1-4 Hz 4 Hz-1 kHz 1–100 kHz 100 kHz-10 MHz 10 MHz-10 GHz 10 GHz-300 GHz Até 1Hz 1-4 Hz 4 Hz-1 kHz 1–100 kHz 100 kHz-10 MHz 10 MHz-10 GHz 10 GHz-300 GHz 40 40/f 10 f/100 f/100 - - 8 8/f 2 f/500 f/500 - - - - - - 0,4 0,4 - - - - - 0,08 0,08 - - - - - 10 10 - - - - - 2 2 - - - - - 20 20 - - - - - 4 4 - - - - - - - 50 - - - - - - 10 (Fonte: ICNIRP 1998) Nota: f é a frequência em Hz A Figura 1 apresenta as restrições básicas na exposição ocupacional para a densidade de corrente induzida (rms). Figura 1 – Restrições básicas para a densidade de corrente induzida em exposição ocupacional. (Fonte: Grassi et al., 2012) Mestrado em Engenharia de Segurança e Higiene Ocupacionais 22 Estado da arte Os níveis de referência são obtidos a partir das restrições básicas através de modelos matemáticos e por extrapolação de resultados de investigações laboratoriais a frequências específicas. Os níveis de referência são dados para as condições de máximo acoplamento do campo com o indivíduo exposto, proporcionando assim a máxima proteção. A Tabela 17 apresenta os níveis de referência para exposições ocupacionais e do público em geral. Tabela 17– Níveis de referência para a exposição de seres humanos a campos magnéticos e elétricos variáveis ao longo do tempo até 300 GHz Características da exposição Gama de frequências (f) Intensidade do campo, E [V/m] Intensidade do campo, H [A/m] Intensidade do campo, B [T] Densidade de potência equivalente de onda plana, Seq [W/m2] Ocupacional Público em geral Até 1Hz 1-8 Hz 8 Hz-25 Hz 0,025–0,82 kHz 0,82-65 kHz 0,065-1 MHz 1-10 MHz 10-400 MHz 400-2000MHz 2-300 GHz Até 1Hz 1-8 Hz 8 Hz-25 Hz 0,025–0,8 kHz 0,8 -3 kHz 3-150 kHz 0,15-1 MHz 1-10 MHz 10-400 MHz 400-2000MHz 2-300 GHz - 20.000 20.000 500/f 610 610 610/f 61 3f1/2 137 - 10.000 10.000 250/f 250/f 87 87 87/f1/2 28 1,375f1/2 61 1,63x105 1,63x105/f2 2x104/f 20/f 24,4 1,6/f 1,6/f 0,16 0,008f1/2 0,36 3,2x104 3,2x104/f 4.000/f 4/f 5 5 0,73/f 0,73/f 0,073 0,0037f1/2 0,16 2x105 2x105/f2 2,5x104/f 25/f 30,7 2/f 2/f 0,2 0,01f1/2 0,45 4x104 4x104/f2 5.000/f 5/f 6,25 6,25 0,92/f 0,92/f 0,092 0,0046f1/2 0,20 - - - - - - - 10 f/40 50 - - - - - - - - 2 f/200 10 (Fonte: ICNIRP 1998) Nota: f é a frequência nas unidades indicadas na coluna da gama de frequências As Figura 2 e Figura 3 apresentam os níveis de referência para exposições ocupacionais e do público em geral para os campos elétrico e magnético. Avaliação da Exposição a Campos Eletromagnéticos em Processos de Soldadura Garrido, António 23 Figura 2– Níveis de referência para exposições ocupacionais e do público em geral a campos elétricos variáveis no tempo. (Fonte: ICNIRP 1998) Figura 3 – Níveis de referência para exposições ocupacionais e do público em geral a campos magnéticos variáveis no tempo. (Fonte: ICNIRP, 1998) Para frequências até 110 MHZ, o que inclui as bandas de frequência de transmissão de rádio FM, recomendam-se níveis de referência adicionais para evitar os perigos devidos às correntes de contacto (choque e queimaduras). As correntes de contacto limiar, que provocam respostas biológicas em crianças e mulheres adultas são aproximadamente metade e dois terços, respetivamente, das relativas a homens adultos, pelo que os níveis de referência para o público em geral foram definidos em metade do valor definido para a exposição ocupacional. Deveremos notar que os níveis de referência não se destinam a Mestrado em Engenharia de Segurança e Higiene Ocupacionais 24 Estado da arte evitar a perceção mas sim a evitar choques elétricos dolorosos. A perceção da corrente de contacto não é por si só perigosa mas pode ser considerada um incómodo. É possível efetuar a prevenção de correntes de contacto excessivas através de meios técnicos. A Tabela 18 apresenta os níveis de referência para correntes variáveis no tempo, provocadas por contacto com objetos condutores. A Tabela 19 apresenta os níveis de referência para correntes induzidas em qualquer membro nas frequências entre 10 e 110 MHZ. Tabela 18 – Níveis de referência para correntes de contacto variáveis no tempo em objetos condutores Caraterísticas da exposição Gama de frequências (f) Corrente máxima de contacto, IC [mA] Ocupacional Até 2,5 kHz 2,5-100 kHZ 100 kHz-110MHz 1,0 0,4f 40 Público em geral Até 2,5 kHz 2,5-100 kHZ 100 kHz-110MHz 0,5 0,2f 20 (Fonte: ICNIRP 1998) Nota: f é a frequência nas unidades indicadas na coluna da gama de frequências Tabela 19 – Níveis de referência para corrente induzida em qualquer membro nas frequências 10 – 110 MHZ Caraterísticas da exposição Corrente induzida nos membros [mA] Ocupacional 100 Público em geral 45 (Fonte: ICNIRP 1998) Nas situações em que se verifica uma exposição simultânea a campos de diferentes frequências, deve ter-se em conta a possibilidade de haver um somatório dos efeitos destas exposições. Com base nesta conjugação de efeitos, devem realizar-se cálculos separados para cada efeito. Deste modo, devem fazer-se avaliações separadas para os efeitos de estimulação térmica e elétrica sobre o corpo, de acordo com o previsto nas linhas de orientação para os limites de exposição a campos elétricos e magnéticos variáveis ao longo do tempo - ICNIRP (1998), com as atualizações introduzidas pelo ICNIRP (2010). A secção sobre baixas frequências (1 Hz a 100 kHz) incluída nas linhas de orientação de 1998 (ICNIRP 1998) foi atualizada em 2010 pelo ICNIRP 2010. As principais alterações incluem modificações nos níveis de referência e a substituição da corrente induzida, enquanto quantidade dosimétrica significativa, pelo campo elétrico interno. Por outro lado, esta alteração está em linha com a norma C95.6 do IEEE emitida em 2002. Nestas linhas de orientação (ICNIRP 2010), a grandeza física utilizada para especificar a restrição básica à exposição a CEM é a intensidade do campo elétrico interno Ei, uma vez que é o campo elétrico que afeta as células nervosas e outras células eletricamente sensíveis. Avaliação da Exposição a Campos Eletromagnéticos em Processos de Soldadura Garrido, António 25 A intensidade do campo elétrico interno é difícil de avaliar. Portanto, para o efeito prático de avaliação da exposição, são fornecidos níveis de referência de exposição. As restrições básicas são apresentadas na Tabela 20 e na Figura 4. Tabela 20 - Restrições básicas para exposição de seres humanos a CEM variáveis ao longo do tempo Características da exposição Gama de frequências Campo elétrico interno [V.m-1] Exposição ocupacional Tecido do SNC da cabeça Todos os tecidos da cabeça e do corpo Exposição do público em geral Tecido do SNC da cabeça Todos os tecidos da cabeça e do corpo 1-10 Hz 10-25 Hz 25-400 Hz 400 Hz–3 kHz 3 kHz-10MHz 1 Hz-3 kHz 3 kHz-10 MHz 1-10 Hz 10-25 Hz 25-1000 Hz 1000 Hz–3 kHz 3 kHz-10MHz 1 Hz-3 kHz 3 kHz-10 MHz 0,5/f 0,05 2x10-3f 0,8 2,7x10-4f 0,8 2,7x10-4f 0,1/f 0,01 4x10-4f 0,4 1,35x10-4f 0,4 1,35x10-4f (Fonte: ICNIRP 2010) Notas: - f – frequência [Hz] - Todos os valores são rms - Na gama de frequências acima de 100 kHz, as restrições básicas específicas de RF têm de ser tidas em conta adicionalmente Figura 4 – Restrições básicas para o público em geral e para a exposição ocupacional em termos de intensidade do campo elétrico interno relativamente aos efeitos sobre o sistema nervoso central (SNC) e o sistema nervoso periférico (SNP). (Fonte: ICNIRP 2010) Mestrado em Engenharia de Segurança e Higiene Ocupacionais 32 Estado da arte magnético ou radiação eletromagnética), a categoria e o número da norma EN 12198, conforme apresenta a Figura 9. Figura 9 – Sinal de aviso para as emissões de campo magnético da categoria 1 e eletromagnéticas de categoria 2, respetivamente. (Fonte: NP EN 12198-1:2000+A1 2011)  EN 12198-2:2000 + A1:2008 (Ed.1) - Segurança de máquinas. Avaliação e redução dos riscos devidos às radiações emitidas pelas máquinas. Parte 2: Procedimentos de medição da radiação emitida. Define requisitos básicos dos equipamentos de medição de radiações, bem como alguns princípios a ter em conta nas medições.  EN 12198-3:2002 + A1:2008 (Ed.1) - Safety of machinery. Assessment and reduction of risks arising from radiation emitted by machinery. Part 3: Reduction of radiation by attenuation or screening. Define princípios básicos que as proteções das máquinas de equipamentos que emitem radiações perigosas devem respeitar por forma a que sejam eficientes e, deste modo reduzam o risco para a saúde dos trabalhadores.  IEEE C95.3.1 – 2010 – Recommended Practice for Measurement and Computations of Electric, Magnetic and Electromagnetic Fields with Respect to Human Exposure to Such Fields, 0 to 100 kHz.  IEEE C95.3. – 2002 (R2008) – Recommended Practice for Measurement and Computations of Radio Frequency Electromagnetic Fields with Respect to Human Exposure to Such Fields, 100 kHz to 300 GHz.  IEEE C95.6 – 2002 – Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Electromagnetic Fields, 0 to 3 kHz.  IEEE C95.7 – 2005 – Recommended Practice for Radio Frequency Safety Programs, 3 kHz to 300 GHz.  IEEE C95.1 – 2006 - Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields, 3 kHz to 300 GHz. Avaliação da Exposição a Campos Eletromagnéticos em Processos de Soldadura Garrido, António 33 2.3 Conhecimento Científico Há um reduzido número de estudos contendo medições de campos magnéticos realizados para a soldadura por arco elétrico e por resistência. Em 1979, Wertheimer e Leeper (1979), através do estudo epidemiológico: “Electrical wiring configurations and childhood cancer”, associaram a incidência de uma forma de cancro pediátrico (leucemia linfoide aguda, LLA) com a exposição a CEM, devido ao facto dessas crianças habitarem em casas junto a linhas de distribuição de energia elétrica. Este estudo veio alertar a comunidade científica internacional e as populações para os eventuais riscos inerentes à exposição a CEM. Estas preocupações, também pelo interesse que o público e os meios de comunicação lhe dedicaram, estimularam a investigação de carácter científico que se lhe seguiu. Desde então, têm sido publicados, um pouco por todo o mundo, resultados de estudos sobre a influência dos CEM na saúde humana. Em 1988, Bowman et al. (1988), num estudo com trabalhadores eletricistas efetuaram medições a frequências extremamente baixas (FEB) abaixo de 100 Hz, junto a oito soldadores TIG. Os campos magnéticos medidos eram extremamente baixos comparativamente com os reportados por outros investigadores, de 2,4 – 9,0 T (média) para processos TIG com corrente alterna (CA) e de 0,4-1,6 T (média) para processos TIG com corrente contínua (CC). Não foram dados valores para as correntes de soldadura. Em 1989 Stuchly e Lecuyer efetuaram um estudo, que foi reproduzido em 1994 pelo NRPB (National Radiological Protection Board) através do relatório R265 de Allen et al. (1994), em que foram efetuadas medições, de campos magnéticos em processos de soldadura por arco elétrico, afastadas 10 cm do corpo do soldador. Foram medidos campos magnéticos de 200 T, 300 T e 400 T ao nível da cabeça dos soldadores, peito e cintura, respetivamente, e de cerca de 1000 T junto à mão que segura a tocha. Foram também efetuadas medições a 10 cm dos cabos de soldadura. O campo magnético máximo obtido nestas condições foi superior a 1256 T, o que é cerca de 3 vezes superior aos níveis de referência do ICNIRP (1998/2010 – exposição ocupacional: 25/f=417 T) a 60 Hz. Todas as medições foram efetuadas em rms à frequência onde o campo é mais elevado, o que na maior parte dos casos foi observado aos 60 Hz, embora tenham sido verificadas situações em que o campo magnético foi mais elevado por volta dos 120 – 180 Hz. Neste estudo, foram também efetuadas medições em máquinas de soldar por pontos, a 10 cm do corpo, para a cabeça, peito, cintura, gónadas, mãos e pernas, contudo não foi fornecida informação sobre a posição dos soldadores relativamente ao equipamento de soldadura. Os valores de campo magnético mais elevado foram obtidos para uma máquina de soldar por pontos portátil, tendo-se obtido 438 T, 625 T e 1000 T para a cintura, gónadas e mãos respetivamente. Este artigo sugere que para a soldadura por resistência o conteúdo harmónico dos campos é menor do que para a soldadura por arco elétrico. Em 1994 Allen et al. (1994) apresentou algumas medições efetuadas pelo NRPB em soldadores TIG. Foram medidos campos magnéticos de 100-200 T na posição do Mestrado em Engenharia de Segurança e Higiene Ocupacionais 34 Estado da arte operador, 100 T junto à fonte de energia (junto ao equipamento) e 1000 T à superfície do cabo de soldadura. Não foram fornecidas informações sobre a corrente de soldadura nem sobre se o equipamento era de corrente contínua (CC) ou alterna (CA). Em 1997, Skotte e Hjollund (1997) avaliaram a exposição a campos magnéticos de frequência extremamente baixa (FEB) de soldadores e outros trabalhadores da metalomecânica e compararam a exposição para diferentes processos de soldadura. As medições foram realizadas ao longo do dia de trabalho usando um dosímetro pessoal fixo ao cinto, tendo sido obtidos campos magnéticos instantâneos típicos de 100 T para soldadura por elétrodo revestido (CA) e 10 T para soldadura MIG/MAG (CC). Para o turno completo dos soldadores o valor médio diário foi de 21,2 T para a soldadura por elétrodo revestido e 2,3 T para MIG/MAG. Isto equivale a exposições médias ao longo do tempo de soldadura real de 65 T para a soldadura por elétrodo revestido e 7 T para o processo MIG/MAG. Foram também efetuadas algumas medições de curta duração (duração de uma tarefa de soldadura) a 1 cm dos cabos de soldadura, tendo-se obtido 5 mT para a soldadura por arco submerso e 0,9 – 1,9 mT para o MIG/MAG. Silny et al. (2001) mediram campos magnéticos entre 20 T e 700 T nas proximidades de equipamentos de soldadura por resistência. Em 2002, Cooper (2002) apresentou resultados de um número considerável de medições efetuadas pelo NRPB em máquinas de soldar por resistência. As medições foram efetuadas variando o afastamento aos elétrodos. Algumas das medições foram realizadas à altura da cabeça. Foram medidos campos estáticos de 30 mT e 10 mT a respetivamente, 5 cm e 20 cm dos elétrodos, utilizando uma máquina de soldar por pontos a 14,1 kA (CC). Para correntes de soldadura de 8 kA o campo magnético obtido na posição do operador foi de apenas 0,2 mT e de 1 mT na posição dos membros. Doebbelin et al. (2002), investigaram o output e os campos magnéticos de uma máquina de soldar por resistência de elevada frequência, a operar a 1 kHz (CC). As componentes fundamentais do campo ocorreram para as frequências de 2 kHz e 300 Hz a partir da corrente alterna retificada. Através de medições e cálculos concluiu-se que a distância mínima admissível aos elétrodos era de 30 cm. Este trabalho foi suportado por Nadeem et al. (2002) que simularam a corrente induzida no corpo através de um modelo humano 3D. Verificou-se que para 34 cm de afastamento da máquina a densidade de corrente induzida era de 7 mA/m2, o que é inferior às restrições básicas do ICNIRP (1998). Em 2005, GB Melton (2005) efetuou várias medições de campos magnéticos em processos de soldadura por resistência e por arco elétrico. O valor mais elevado registado foi de 13,08 mT a 50 Hz e 15 kA, a 10 cm de distância dos elétrodos, de uma máquina de soldar por resistência monofásica (CA). Com este equipamento de soldadura, verificou-se que os níveis de referência do ICNIRP (1998) são excedidos para a posição de afastamento típico de 30 cm dos elétrodos e até distâncias de 1 m. Verificou-se que os campos magnéticos produzidos por uma máquina de soldar por resistência trifásica (CC) são inferiores aos produzidos por uma máquina de soldar por resistência monofásica (CA) para frequências Avaliação da Exposição a Campos Eletromagnéticos em Processos de Soldadura Garrido, António 35 comparáveis, contudo os níveis de referência foram excedidos para um afastamento aos elétrodos de 30 cm. Melton constatou que os campos magnéticos de uma máquina trifásica de soldadura por resistência predominavam nos 150 Hz, onde se obteve o valor máximo de 1605 T, contudo apresentavam harmónicos significativos até aos 1200 Hz (3 T). Medições efetuadas com uma máquina de soldar por resistência com inverter (CC) revelaram a uma distância de 30 cm dos elétrodos e a 2000 Hz, 11 T e 19 T, para uma corrente de soldadura de 5 kA e 15 kA, respetivamente. Para a soldadura por elétrodo revestido convencional (CA), verificou-se que os campos magnéticos predominam na frequência dos 50 Hz, com harmónicos a 100 Hz e 150 Hz, tendo-se registado 644 T a 10 cm de distância dos cabos e para uma corrente de soldadura de 200 A. Para a soldadura por elétrodo revestido com inverter, na posição do soldador, para uma corrente de soldadura de 200 A, foram registados 175 T a 155 Hz e a uma altura do solo de 100 cm, verificando-se que o campo magnético é maior para a parte inferior do tronco. Em processos de soldadura MIG/MAG, verificou-se que para baixas correntes (150 A) e correntes altas (300 A) os níveis de referência do ICNIRP (1998) não foram ultrapassados, contudo para os 200 A e com o equipamento em corrente pulsada (pulse) obteve-se 170 T aos 191 Hz, tendo o nível de referência do ICNIRP (1998) sido ultrapassado num fator de 1,3. Em 2006, o Herrault (INRS) efetuou um estudo com máquinas de soldar por resistência, recorrendo a quatro soluções distintas existentes no mercado: máquina de soldar por pontos fixa (tipo prensa); máquina de soldar por pontos com transformador integrado na tocha; máquina de soldar por pontos com transformador remoto; máquina de soldar por pontos contínuos (com recurso a 2 rodas nas extremidades dos elétrodos e que permitem efetuar soldaduras contínuas). Todas as medições foram efetuadas a 50 Hz em planos horizontais e de acordo com três eixos de medição: o primeiro de frente para os elétrodos (0º), o segundo a 45º relativamente aos elétrodos/tocha e o terceiro a 90º relativamente aos elétrodos/tocha. Para cada uma dessas direções foram recolhidos valores a cada 10 cm, até aos 90 cm de afastamento. Foram também recolhidos valores junto às máquinas e junto às consolas de comando. Verificou-se, para todas as máquinas em estudo que:  O campo magnético é mais fraco para a posição frontal aos elétrodos (0º). Para a mesma distância ele aumenta de intensidade para o eixo de medição a 45º relativamente aos elétrodos, atingindo-se os valores mais elevados no eixo a 90º, isto é, medição perpendicular à tocha/elétrodos;  Para os três eixos (0º, 45º e 90º) em que foram efetuadas as medições, o campo magnético é mais forte no plano situado à altura do ponto de soldadura. Há medida que se afasta o ponto de medição, para baixo ou para cima, mais o campo magnético decresce;  Para as prensas de soldadura, verificou-se que o campo magnético é muito baixo na parte traseira da máquina e junto à consola de comando; Mestrado em Engenharia de Segurança e Higiene Ocupacionais 36 Estado da arte  Para o caso das máquinas com o transformador integrado nas pinças/tocha, o campo magnético é baixo na parte traseira destas, local onde o operador habitualmente se posiciona;  Para o caso das máquinas em que o transformador é remoto, isto é está integrado na máquina propriamente dita, existindo apenas entre estas e a tocha os cabos de ligação, constatou-se que o campo é muito elevado ao longo do cabo de ligação entre o transformador e a pinça;  O tempo de soldadura não tem influência sobre o valor do campo magnético, exceto que deve ser superior a 100 ms para que seja medido pelo equipamento de medição;  Conforme previsto teoricamente, este estudo demonstrou que o campo magnético é diretamente proporcional ao valor da corrente de soldadura;  A altura da tocha/elétrodos tem uma influência sobre o campo magnético superior à do seu comprimento. Para uma mesma superfície, uma tocha mais alta produzirá um campo mais forte;  O campo magnético é mais forte, para todas as máquinas objeto de estudo, do lado do circuito da corrente de soldadura (perpendicularmente ao plano da pinça). Ah-Keow Man e Radiman Shahidan (2007) elaboraram um estudo com o objetivo de estimarem a exposição de soldadores a campos magnéticos ao longo da vida, uma vez que os efeitos adversos na saúde dependem do tipo de processo de soldadura (MIG/MAG, TIG, soldadura por resistência, elétrodo revestido, etc.) e também da duração das mesmas. De facto, muitos soldadores trabalham o dia inteiro apenas nesta tarefa, enquanto que outros executam pequenas tarefas de soldadura durante curtos intervalos de tempo. A exposição foi quantificada através de medições, entrevistas aos soldadores (idade, duração diária das tarefas de soldadura e número de anos como soldadores), observação do local e tarefas de soldadura. A Figura 10 apresenta os valores médios do campo magnético, para cada um dos processos de soldadura, obtidos nos soldadores (56 soldadores) em estudo. Figura 10 – Níveis médios de exposição aos campos magnéticos, obtidos ao nível da cintura. (Fonte: Man AK, 2007) Avaliação da Exposição a Campos Eletromagnéticos em Processos de Soldadura Garrido, António 37 A exposição ao longo da vida (LE – Lifelong Exposure), foi determinada por: LE = B [µT] x número médio de horas/dia x número de dias/ano em que as tarefas de soldadura são executadas x número de anos de exposição. Dado que 6 dos soldadores não sabiam exatamente o ano em que tinham iniciado a sua atividade, não foram considerados no cálculo de LE. Verificou-se que estes soldadores (50) apresentaram uma vasta gama de níveis de exposição a campos magnéticos ao longo da vida (LE), dependendo dos tipos de processos de soldadura e duração das tarefas. Este é um indicador importante a ter em conta na avaliação dos efeitos adversos na saúde, resultantes da exposição a campos magnéticos nos processos de soldadura. A exposição simultânea aos fumos da soldadura pode complicar a interpretação dos efeitos adversos dos CEM da soldadura sobre a saúde. Em 2011, Sachiko Yamaguchi-Sekino et al. (2011), efetuaram um estudo sobre o nível de exposição a campos eletromagnéticos de soldadores durante o trabalho para a posição da mão. Uma vez que os efeitos biológicos dos CEM dependem das propriedades do campo, é fundamental caraterizar as frequências em que ocorrem e as respetivas densidades de fluxo magnético. As propriedades do campo na soldadura dependem do tipo de processo (MIG/MAG, TIG, elétrodo revestido, etc.) e das características da fonte de alimentação (CC, sinusoidal CA, onda quadrada, etc.). Para efetuar as medições utilizaram uma pinça amperimétrica e um osciloscópio para caraterizar a intensidade de corrente de soldadura e a frequência fundamental do campo. A exposição máxima ao campo magnético foi de 0,35-3,35 mT (média ± SD: 1,55±0,93 mT, para 17 medições realizadas em 5 empresas). O valor médio da exposição diária foi de 0,04-0,12 mT (média ± SD: 0,07±0,02 mT, para 17 medições realizadas em 5 empresas). O resultado do campo magnético, obtido por dosimetria ao nível do pulso, foi de 1,49 mT, o que induz no pulso uma densidade de corrente de 4,28 mA/m2, o que é bastante inferior ao estabelecido no ICNIRP (1998). Em 2012, Kamil J. Ali (2012) efetuou medições em três tipos de máquinas de soldar por arco elétrico – máquina de soldar DC, máquina de soldar monofásica AC/AC e máquina de soldar trifásica AC/DC. As medições foram efetuadas a 10 cm, 50 cm e 1 m da tocha. Os campos mais elevados foram obtidos, a 10 cm da tocha, para a máquina de soldar por arco elétrico trifásica AC/DC a 50 Hz – 410 µT para uma corrente de soldadura de 250 A, 220 µT para 150 A e 92 µT para 100 A. Para a máquina de soldar monofásica AC/AC, a 50 Hz, a 10 cm de distância da tocha e para a corrente de soldadura de 250 A, 130 A e 92 A, obteve respetivamente, 180 µT, 140 µT e 58 µT. Nas mesmas condições, foram obtidos a 50 cm de distância, 140 µT, 49 µT e 34 µT e a 1 m de distância 18 µT, 22 µT e 18 µT. Para a máquina de soldar DC a 50 Hz e para a corrente de soldadura de 120 A, 90 A e 60 A, obteve 81 µT, 40 µT e 18 µT a 10 cm de distância da tocha; 26 µT, 13 µT e 8 µT a 50 cm da tocha; 6 µT, 7 µT e 3 µT a 1 m de distância da tocha. A revisão da literatura sugere que os níveis de referência do ICNIRP (1998) para os campos magnéticos podem ser ultrapassados para os processos de soldadura por arco elétrico e por resistência. Foram medidos junto ao corpo dos operadores, campos magnéticos de 400 T para a soldadura por arco elétrico e cerca de 4000 T para a soldadura por resistência. Na soldadura por arco elétrico é comum que o operador esteja Mestrado em Engenharia de Segurança e Higiene Ocupacionais 38 Estado da arte em contato com o cabo de soldadura para os quais foram medidos campos magnéticos de 5000 T. Infelizmente, devido à falta de dados experimentais, é difícil de interpretar muitas das medições pois, faltam ou são incorretas algumas informações importantes, tais como a corrente de soldadura e a distância de medição. Alguns estudos têm indicado que o campo magnético é composto por muitas componentes harmónicas, mas a maioria das medições têm sido efetuadas em toda a banda de medição do equipamento de medição. O conhecimento das componentes da frequência do campo magnético é fundamental para fazer uma avaliação precisa da exposição e comparar com os níveis de referência estabelecidos. Por conseguinte, as medições detalhadas da amplitude e do espectro de frequência do campo magnético nas proximidades do equipamento de soldadura são necessárias para fazer uma verdadeira avaliação dos campos aos quais os soldadores estão expostos. Habitualmente, as amplitudes das componentes relevantes da frequência dos campos gerados durante a soldadura são baixas. A informação atualmente disponível não sugere efeitos térmicos excessivos devido aos campos eletromagnéticos produzidos pela corrente de soldadura (ao contrário dos bem conhecidos efeitos térmicos superficiais provocados pela radiação infravermelha que emerge do processo de soldadura por arco elétrico), quer nos processos por arco elétrico quer por resistência. Avaliação da Exposição a Campos Eletromagnéticos em Processos de Soldadura Garrido, António 39 3 FUNDAMENTOS TEÓRICOS 3.1 Radiação Eletromagnética 3.1.1 Origem e Classificação A radiação eletromagnética está presente desde os primórdios dos tempos, sendo a luz visível a sua expressão mais habitual. O Sol é a maior e mais importante fonte de radiação eletromagnética natural para os seres terrestres, cuja vida depende do calor e da luz recebidos através de ondas eletromagnéticas. A palavra radiação está relacionada com a noção de propagação de energia no espaço, e o termo eletromagnética revela que se trata de campos elétricos e magnéticos, normalmente perpendiculares entre si e variando periodicamente. Isto significa que, num determinado ponto do espaço sujeito a radiação, o campo elétrico varia periodicamente com o tempo, assim como o campo magnético. O espectro da radiação eletromagnética estende-se desde a eletricidade (linhas de transporte, distribuição e consumo de eletricidade – muito alta, alta, média e baixa tensões), passando pelas radiofrequências (banda de frequências em que operam os telemóveis) e micro-ondas (usadas pelos fornos de micro-ondas), radiação infravermelha, luz visível, radiação ultravioleta (conhecida pelos riscos associados às prolongadas exposições solares – radiações não ionizantes, até às radiações ionizantes, como é o caso dos raios X (utilizados em exames médicos de diagnóstico). Figura 11 – Espectro Eletromagnético. (Fonte: Direção-Geral da Saúde, 2007) Mestrado em Engenharia de Segurança e Higiene Ocupacionais 40 Fundamentos Teóricos Toda a radiação eletromagnética pode ser caracterizada pela energia dos seus fotões, pelo seu comprimento de onda () e pela frequência (f). A quantidade de energia contida numa onda eletromagnética depende da sua frequência e do comprimento de onda (Eq. 2). Quanto menor é o comprimento de onda, maior a frequência e a energia da onda eletromagnética.  c hfhE ..  Eq. 2 em que, h - constante de Planck c - velocidade de propagação da luz no vácuo (≈3×108m/s) f - frequência, em Hz (número de ciclos por segundo) λ - comprimento de onda, em m (distância entre dois máximos consecutivos de uma onda eletromagnética) A Figura 11 mostra o espetro eletromagnético com alguns exemplos de aplicações associadas a cada gama do espectro, que vai desde os campos estáticos a 0 Hz, passando pelas linhas de transporte de energia elétrica de alta tensão (50-60Hz), até aos raios x e , com frequências muito altas e comprimentos de onda muito pequenos. As radiações não ionizantes (RNI) não possuem energia suficiente para ionizar átomos e moléculas, podem contudo, interagir direta ou indiretamente com o corpo humano, causando efeitos biológicos a curto ou longo prazo. Estes efeitos podem ser classificados em térmicos e não térmicos. As RNI podem ser geradas de forma natural, sendo a principal fonte o Sol (radiações infravermelhas, visíveis e ultravioletas) e de forma artificial – transporte e distribuição de energia elétrica, todos os equipamentos elétricos e eletrónicos, domésticos e industriais. De referir que em 2002, a IARC classificou os campos magnéticos de frequência extremamente baixa (ELF: 1Hz – 100 kHz) como possivelmente cancerígenos para o homem (Grupo 2B), e, mais tarde, em 2011 classificou os campos eletromagnéticos de radiofrequência (RF: 100 kHz – 300 GHz) como possivelmente cancerígenos para o homem (Grupo 2B). Por outro lado, classificou os campos elétricos e magnéticos estáticos e os campos elétricos de frequência extremamente baixa como não classificáveis como cancerígenos para o homem (Grupo 3). A radiação ionizante (RI) – radiação com energia suficiente de modo que durante uma interação com um átomo, possa remover os eletrões da órbita de um átomo, fazendo com que este se torne ionizado (OMS, 2012). Avaliação da Exposição a Campos Eletromagnéticos em Processos de Soldadura Garrido, António 41 As principais fontes de radiação ionizante são naturais. A radiação ionizante encontra-se presente em toda a parte da nossa vida. Ocorre naturalmente na terra podendo também ter origem no espaço exterior – os designados raios cósmicos. A radiação ionizante pode também estar presente na água e nos solos. Pode igualmente existir nos alimentos, nos materiais de construção, e também no corpo humano. A radiação é usada na investigação científica, em aplicações médicas e, em muitos outros sectores industriais para além do nuclear. A origem da exposição às radiações ionizantes a que a população em geral poderá estar exposta encontra-se representada na Figura 12. Figura 12 – Distribuição da exposição média à radiação ionizante por tipo de fonte. (Fonte: OMS, 2012) As RI interagem com a matéria a nível atómico. Ao atravessarem um material transferem energia para as partículas que encontram na sua trajetória. Quando esta energia é superior à energia de ligação do eletrão com o átomo, este é separado da estrutura atómica, formando um ião positivo (protão) e um negativo (eletrão). Se o número de eletrões na nuvem envolvente é igual ao número de protões no núcleo, o átomo no seu todo não está carregado. Se faltam eletrões, o átomo terá carga positiva estando assim ionizado. Os átomos de um elemento podem ter um número variável de neutrões no núcleo. Assim, o núcleo do hidrogénio pode conter um ou dois neutrões para além de um protão. Os átomos do mesmo elemento que se diferenciam pelo número de neutrões no núcleo designam-se por isótopos do mesmo elemento. Estes átomos instáveis transformam-se espontaneamente perdendo energia, transformando-se progressivamente em átomos mais estáveis. Os efeitos destas transformações variam para cada molécula, com diferentes impactos nas diferentes células do corpo humano. No caso das radiações ionizantes, os efeitos biológicos dependem da dose absorvida (alta ou baixa), da taxa de exposição (crónica ou aguda) e da forma de exposição (localizada ou corpo inteiro). Qualquer dose absorvida, inclusive das doses provenientes de radiação natural, pode potencialmente induzir cancro. Em 2000, o IARC classificou os raios x,  e neutrões como cancerígenos para o homem – Grupo 1. Mestrado em Engenharia de Segurança e Higiene Ocupacionais 48 Fundamentos Teóricos lado do eixo central de uma linha subterrânea são menores do que os valores de campo magnético ao lado do eixo central da linha aérea equivalente, mas os valores de campo magnético sobre o eixo central da linha subterrânea são maiores se comparados aos valores da linha aérea equivalente. Figura 20 – Comparação dos valores de campos magnéticos de linhas aéreas (a verde) e subterrâneas (a vermelho) da mesma Tensão. (Fonte: NRPB, 2001) A intensidade do campo magnético não depende da complexidade, ruído ou dimensão dos equipamentos. Além disso, equipamentos aparentemente semelhantes podem apresentar valores de campos magnéticos muito diferentes. A Tabela 27, ilustra valores típicos de alguns eletrodomésticos que se encontram habitualmente nas habitações e locais de trabalho. As medições foram efetuadas na Alemanha e todos os aparelhos operam na frequência de 50 Hz. Tabela 27 – Valores típicos de campos magnéticos em aparelhos domésticos a várias distâncias Tipo de aparelho a 3 cm [T] a 30 cm [T] a 1 m [T] Secador de cabelo 6 – 2000 0,01 – 7 0,01 – 0,03 Máquina de barbear elétrica 15 – 1500 0,08 – 9 0,01 – 0,03 Aspirador de pó 200 – 800 2 – 20 0,13 – 2 Lâmpada fluorescente 40 – 400 0,5 – 2 0,02 – 0,25 Forno de micro-ondas 73 – 200 4 – 8 0,25 – 0,6 Rádio portátil 16 – 56 1 < 0,01 Forno elétrico 1 – 50 0,15 – 0,5 0,01 – 0,04 Máquina de lavar roupa 0,8 – 50 0,15 – 3 0,01 – 0,15 Ferro de engomar 8 – 30 0,12 – 0,3 0,01 – 0,03 Máquina de lavar louça 3,5 – 20 0,6 – 3 0,07 – 0,3 Computador 0,5 – 30 < 0.01 - Frigorífico 0,5 – 1,7 0,01 – 0,25 <0,01 Televisão 2,5 - 50 0,04 - 2 0,01 – 0,15 Nível de referência para o público em geral (ICNIRP 2008; Portaria 1421/2004): 100 T (Fonte: OMS, 2012) Avaliação da Exposição a Campos Eletromagnéticos em Processos de Soldadura Garrido, António 49 A Figura 21 ilustra a variação da densidade de fluxo magnético com a distância à fonte, para alguns eletrodomésticos de uso comum. Figura 21 – Variação da densidade de fluxo magnético com a distância, para alguns eletrodomésticos. (Fonte: NRPB, 2001) 3.2 Efeitos Biológicos dos Campos Eletromagnéticos Os efeitos biológicos são respostas mensuráveis de organismos ou células a um estímulo ou a uma mudança no ambiente (OMS, 2002). Essas mudanças não são necessariamente prejudiciais à sua saúde. Por exemplo, ouvir música, ler um livro, comer uma maçã ou jogar ténis irá produzir uma série de efeitos biológicos. No entanto, nenhuma destas atividades se espera que possam causar efeitos adversos na saúde. O corpo tem mecanismos sofisticados para se adaptarem às muitas e variadas influências que encontramos no nosso ambiente, contudo, pode não possuir mecanismos de compensação adequados para mitigar todas as mudanças ou pressões ambientais. A exposição ambiental prolongada, mesmo que não muito intensa, pode constituir uma ameaça se dela resultar fadiga. Em seres humanos um efeito adverso resulta de um efeito biológico que cause um agravo detetável na saúde ou bem estar dos indivíduos expostos (OMS, 2002). A observância dos limites de exposição recomendados nas regulamentações nacionais e internacionais ajuda a controlar os riscos das exposições a CEM que possam ser prejudiciais à saúde humana. O debate atual está centrado em saber se a exposição durante longos períodos em níveis abaixo dos limites de exposição pode causar efeitos adversos à saúde ou influenciar o bem estar das pessoas. Dentro de qualquer organismo vivo existem correntes elétricas endógenas que desempenham um papel importante nos mecanismos complexos de regulação fisiológica, como a atividade neuromuscular, as secreções glandulares, o funcionamento das membranas celulares e outros. Estes processos eletrofisiológicos podem, portanto, ser influenciados por CEM externos, naturais ou artificiais. Mestrado em Engenharia de Segurança e Higiene Ocupacionais 50 Fundamentos Teóricos A radiação eletromagnética não ionizante não tem energia suficiente para provocar uma ionização, mas, em função da sua frequência, é capaz de induzir outros efeitos biológicos. A produção de calor foi a primeira a ser identificada, contudo os estudos mais recentes revelaram outras interações biológicas. De tais factos, é importante perceber os possíveis efeitos patológicos das ondas eletromagnéticas. Para determinar se uma substância tem efeito nocivo sobre a saúde humana, os cientistas consideram os resultados de estudos em várias disciplinas e nenhum estudo ou tipo de estudo é definitivo. Para a avaliação dos possíveis efeitos dos CEM são utilizados estudos laboratoriais, clínicos e epidemiológicos. Os CEM podem classificar-se em 3 grandes classes:  CEM estáticos (0 Hz);  CEM de baixas frequências (1 Hz a 100 kHz);  CEM de altas frequências (100 kHz a 300 GHz). Os campos magnéticos variáveis no tempo induzem correntes parasitas nas estruturas dos materiais condutores. A condutividade média () dos tecidos vivos é de 0,2 S.m-1, a qual é suficientemente elevada para criar correntes nos tecidos do corpo humano. Essas correntes, fluindo em seções transversais do corpo são caracterizadas pela densidade de corrente J, habitualmente expressa em [mA.m-2]. As células podem ser estimuladas por estas correntes se a sua amplitude for suficientemente elevada, o tempo de duração da corrente induzida excede o tempo de resposta da célula e o tempo de subida da excitação é superior a um valor limite estabelecido. Estas condições para os efeitos da estimulação fazem com que a densidade de corrente induzida admissível e os correspondentes efeitos sejam dependentes dos níveis de frequência. A Figura 22 apresenta um resumo dos valores limite para a densidade de corrente induzida em função da frequência. Figura 22 – Efeitos biológicos (estimulação) da densidade de corrente induzida na gama de frequências de 1 Hz a 100 kHz. (Fonte: Mair, 2006) Avaliação da Exposição a Campos Eletromagnéticos em Processos de Soldadura Garrido, António 51 Em que, P – Intervalo estabelecido do limiar da perceção; L – Intervalo estabelecido para o limiar do agarrar (let-go threshold); F – Intervalo estabelecido para o limiar da fibrilação cardíaca irreversível. Na Figura 22 todas as gamas são dadas para uma probabilidade de 0,5% a 99,5%. Os limites (restrição básica) para a densidade de corrente induzida (exposição ocupacional) do ICNIRP (1998) são apresentados a laranja. Até à data, os estudos laboratoriais ainda não responderam à questão dos efeitos adversos na saúde humana dos CEM. Contudo, estes estudos deram pistas sobre o modo como os CEM interagem com os processos biológicos. A membrana celular pode ser um local importante de interação com as correntes induzidas dos CEM. Alguns destes efeitos são:  Alterações nas funções das células e tecidos;  Diminuição da produção de melatonina (hormona que regula o sono);  Alterações no sistema imunitário;  Acelera o crescimento de tumores;  Altera os biorritmos;  Alteração da atividade cerebral e da frequência cardíaca. Os processos de soldadura por arco elétrico e resistência produzem radiação eletromagnética. Os efeitos potenciais sobre o corpo humano dependem da frequência dos CEM, da intensidade, da distância e duração de exposição. Os efeitos (conhecidos) da exposição a campos eletromagnéticos classificam-se em:  Efeitos biofísicos diretos;  Efeitos indiretos. Os efeitos biofísicos diretos são diretamente provocados no corpo humano pela presença de um campo eletromagnético. Podem ser:  Efeitos térmicos – aquecimento de um tecido por absorção de energia proveniente dos CEM no tecido;  Efeitos não térmicos – estimulação dos músculos, nervos ou órgãos sensoriais, que podem ter consequências negativas para a saúde mental e física dos trabalhadores expostos. A estimulação dos órgãos sensoriais pode produzir sintomas passageiros como vertigens ou fosfenos. Estes efeitos podem provocar perturbações transitórias ou afetar a cognição ou outras funções cerebrais ou musculares;  Correntes nos membros. Mestrado em Engenharia de Segurança e Higiene Ocupacionais 52 Fundamentos Teóricos Os efeitos indiretos são provocados pela presença de um objeto num campo eletromagnético que podem dar origem a perigos para a segurança e saúde, nomeadamente:  Interferência em equipamentos e instrumentos médicos eletrónicos, nomeadamente estimuladores cardíacos e outros implantes ou dispositivos médicos usados no corpo;  Risco de projeção de objetos ferromagnéticos em campos magnéticos estáticos;  Ativação de aparelhos eletroexplosivos (detonadores);  Incêndios e explosões resultantes da inflamação de materiais inflamáveis devido a faíscas originadas por campos induzidos ou por correntes de contacto;  Correntes de contacto. 3.2.1 Campos Eletromagnéticos Estáticos (0 Hz) Um campo estático não varia ao longo do tempo. A corrente contínua (DC) é uma corrente elétrica que flui numa única direção. Em qualquer aparelho alimentado por bateria a corrente flui da bateria para o equipamento e depois volta para a bateria. Isto cria um campo magnético estático. O campo magnético da Terra é também um campo estático. O efeito dominante no corpo humano devido aos campos estáticos são forças resultantes sobre os elementos ferromagnéticos (i.é, implantes metálicos) ou movimento de cargas (i.é iões do sangue). Implantes médicos passivos e ativos, tais como pacemakers podem ser suscetíveis aos campos estáticos e aos CEM produzidos pelos equipamentos de soldadura. Este assunto é importante para os soldadores que utilizam tais implantes e deve ser tratado com cuidado. Uma das dificuldades ao lidar com implantes médicos é a suscetibilidade destes dispositivos, que varia consideravelmente para diferentes produtos, mesmo para configurações diferentes do mesmo modelo de implante. Este assunto está fora do âmbito deste trabalho, pelo que não será aqui considerado. Tabela 28 – Efeitos devidos à exposição a campos estáticos Tipo de efeitos Efeitos Intensidade Diretos Vertigens, nauseas e fosfenos B > 4 T Indiretos Deslocamento ou abrandamentos dos implantes passivos ferromagnéticos B > 3 mT Disfunção e/ou paragem de dispositivos de implantes médicos ativos (exemplos: estimuladores cardíacos, bombas de insulina e próteses auditivas) B > 0,5 mT (Fonte: Demaret, 2013 (INRS)) 3.2.2 Campos Eletromagnéticos de Baixa Frequência (1 Hz a 100 kHz) A exposição a campos elétricos e magnéticos de baixa frequência normalmente não provoca efeitos adversos sobre o organismo. A absorção de energia é desprezável e não se verifica qualquer aumento mensurável de temperatura do corpo. No entanto, exposição a Avaliação da Exposição a Campos Eletromagnéticos em Processos de Soldadura Garrido, António 53 campos magnéticos superiores a cerca de 100 kHz pode conduzir a uma significativa absorção de energia e ao aumento de temperatura. Os campos elétricos de baixas frequências influenciam a distribuição de cargas elétricas na superfície dos tecidos condutores e causam um fluxo de corrente elétrica através do corpo para a terra (Figura 23). Figura 23 – Acumulação de cargas na superfície do corpo devido à exposição a campos elétricos de linhas de transmissão. (Fonte: HPA, 2012) Campos magnéticos de baixas frequências induzem correntes circulantes dentro do corpo humano (Figura 24). A intensidade dessas correntes induzidas depende da intensidade do campo magnético externo, do comprimento do percurso através do qual a corrente flui e da frequência. Quando suficientemente intensas essas correntes podem causar o estímulo de nervos e músculos, ou afetar outros processos biológicos. Os campos elétricos e magnéticos induzem tensões e correntes no corpo contudo, mesmo considerando o indivíduo exposto imediatamente por baixo de uma linha de transmissão de alta tensão, as correntes induzidas são muito pequenas comparativamente com os limites para a produção de choques ou outros efeitos elétricos. Figura 24 – Fluxo de correntes elétricas circulando em todo o corpo, devido à exposição a campos magnéticos de linhas de transmissão. (Fonte: HPA, 2012) Mestrado em Engenharia de Segurança e Higiene Ocupacionais 54 Fundamentos Teóricos Os campos magnéticos podem causar pequenas oscilações visuais, chamados fosfenos, ou até mesmo estimular os nervos e músculos (Figura 25), embora esses efeitos ocorram habitualmente para níveis muito superiores aos encontrados normalmente em edifícios e ou residências. Figura 25 – Sensações visuais conhecidas como fosfenos podem ser produzidas em campos magnéticos fortes. (Fonte: HPA, 2012) A gama de baixa frequência varia entre 1 Hz e 100 kHz. Acima dos 100 kHz, têm de ser considerados efeitos como o aquecimento (ICNIRP, 2010). Contudo, na gama de frequências entre 100 kHz e 10 MHz (aproximadamente), deverá ser tida em conta a proteção contra os efeitos das baixas frequências no sistema nervoso e a proteção contra os efeitos das altas frequências, dependendo das condições de exposição. A Tabela 29 ilustra os principais efeitos indiretos sobre o organismo humano para as gamas de corrente indicadas. Tabela 29 – Efeitos indiretos (em crianças, homens e mulheres) causados por correntes limite a 50/60 Hz, 1 kHz e 100 kHz Efeitos indiretos Corrente limite [mA] na frequência 50/60 Hz 1 kHz 100 kHz Perceção ao toque Dor ao contacto com o dedo Choque doloroso / Limiar de não largar Choque severo / dificuldade em respirar 0,2-0,4 0,9-1,8 8-16 12-23 0,4-0,8 1,6-3,3 12-24 21-41 25-40 33-55 112-224 160-320 (Fonte: ICNIRP, 1998) Ao contrário do que acontece com os campos elétricos, o ser humano não é muito sensível aos campos magnéticos. Visto o corpo ser condutor, quando submetido a campos magnéticos, são gerados nele correntes de indução de fraca intensidade que não são percetíveis, pelo menos nos níveis de exposição habituais. No caso de exposição a campos magnéticos de grande intensidade, o ser humano tem perceção imediata mas, tal como no caso dos campos elétricos, esta perceção varia de pessoa para pessoa. As observações registadas pela OMS são que de 1 a 10 mA/m2 de corrente induzida por campos magnéticos entre os 0,5 mT e os 5 mT a 50/60 Hz, ou entre 10 a 100 mT a 3 Hz, existem pequenos efeitos biológicos. De 10 a 100 mA/m2 de corrente Avaliação da Exposição a Campos Eletromagnéticos em Processos de Soldadura Garrido, António 55 induzida por campos magnéticos entre os 5 mT e os 50 mT a 50/60 Hz, ou entre os 100 a 1000 mT a 3 Hz existem efeitos bem estabelecidos sobre o sistema nervoso e a visão. Estão estudadas algumas aplicações terapêuticas de reparação de fraturas ósseas baseadas na indução magnética. De 100 a 1000 mA/m2 de corrente induzida para campos magnéticos superiores a 500 mT a 50/60 Hz, ou superiores a 10 T a 3 Hz surgem episódios de fibrilação ventricular e de sístoles, ou seja a ocorrência de efeitos agudos (Tabela 30). Tabela 30 – Efeitos da corrente induzida no corpo à frequência de 50 Hz Densidade de corrente induzida, J Efeitos 1 – 10 mA/m2 Efeitos mínimos, aleatórios e não reproduzíveis 10 – 100 mA/m2 Efeitos mínimos, reversíveis ao nível da visão e do sistema nervoso. 100 – 1000 mA/m2 Efeitos sobre os tecidos excitáveis, possíveis efeitos sobre a saúde > 1000 mA/m2 Risco de fibrilação ventricular (Fonte: Demaret, 2013 (INRS)) De acordo com Floderus et al. (1996), há consideráveis variações na exposição, dependendo das tarefas e do tipo de equipamento de soldadura. Em geral, os soldadores por resistência elétrica estão expostos a níveis muito elevados de campos magnéticos de frequência extremamente baixa (CM-FEB / ELF-MF) estimando-se um valor médio diário de 1,12 T. O processo pode envolver correntes elétricas de 1.000-100.000 A, produzindo exposições de pico na ordem do militesla. De referir que no caso da soldadura por resistência, a exposição a agentes potencialmente cancerígenos é menor quando comparada com a soldadura por arco (fumos de soldadura). Risco Relativo – relação entre a probabilidade de um evento ocorrer no grupo exposto contra a ocorrência deste evento no grupo de controlo. Assim, a falta de aumento do risco implica um risco relativo igual a 1 (ICNIRP, 2010). N. Hakansson et al (2002), realizaram um estudo na Suécia, com o objetivo de investigar a incidência de cancro em trabalhadores expostos a elevados níveis de campos magnéticos de frequência extremamente baixa (CM-FEB / ELF-MF). Verificaram que no grupo de exposição muito elevada (>0,530 T), os homens apresentaram um aumento na incidência de tumores do rim (RR=1,4), da glândula pituitária (RR=2,4) e fígado (RR=1,6), enquanto que as mulheres apresentaram um aumento da incidência de astrocitoma I-IV (RR=3). Mohammad Nadeem, et al. (2004), realizaram um estudo na Suécia com o objetivo de investigar a densidade de corrente induzida no corpo humano exposto a campos magnéticos sinusoidais de 50 Hz, produzidos por uma máquina de soldar por pontos típica, e determinar também se as restrições básicas eram excedidas. A medição pontual do campo magnético próximo da máquina (na posição do operador) revelou que a densidade do fluxo magnético (1-4mT) estava acima dos níveis de referência (500 T a 50 Hz) do ICNIRP (1998). A experiência foi efetuada com máquina vulgar de soldadura por pontos, utilizada em soldaduras horizontais, cuja corrente nos elétrodos de soldadura era de cerca de 11 kA, Mestrado em Engenharia de Segurança e Higiene Ocupacionais 56 Fundamentos Teóricos tendo-se verificado uma densidade de fluxo magnético (rms) de 3,7 mT e 1,1 mT, a 26 cm e 42 cm de distância dos elétrodos, respetivamente. De notar que a variação do campo magnético com o tempo foi registada com osciloscópio, tendo-se verificado uma onda praticamente sinusoidal com uma frequência de 50 Hz. Para verificar se as restrições básicas foram ultrapassadas, calcularam as correntes induzidas num modelo humano 3D completo. Verificou-se que numa posição do operador de 34 cm de distância afastado dos elétrodos da máquina a densidade de corrente máxima induzida (1,5 mA/m2 nos braços, 1 mA/m2 nas mãos, 8 mA/m2 no tronco) era inferior às restrições básicas (10 mA/m2) do ICNIRP (1998). Contudo, se o operador estiver junto dos elétrodos da máquina, isto é, a 5 cm de distância e 45º inclinado para fora (2,5 mA/m2 nos braços, 2 mA/m2 nas mãos, 14 mA/m2 no tronco), a restrição básica é excedida no tronco e pernas. Por outro lado, o campo magnético espacial médio para o corpo inteiro foi de 30 T e 87 T a 34 cm e 5 cm dos elétrodos da máquina respetivamente, o que está manifestamente abaixo do nível de referência (500 T a 50HZ). Assim, ainda que o valor médio do campo magnético esteja bem abaixo do nível de referência, a restrição básica não é completamente cumprida. Isto demonstra que as conclusões relativas ao cumprimento das restrições básicas, a partir dos valores médios do campo magnético, devem ser retiradas com muito cuidado no caso de campos magnéticos não homogéneos. N. Hakansson et al. (2005), realizaram um estudo na Suécia, com o objetivo de analisar o risco de tumores das glândulas endócrinas de soldadores em processos de soldadura por arco e resistência, enquanto fontes de exposição a campos magnéticos de frequência extremamente baixa (FEB). Concluíram que a soldadura por arco produz campos magnéticos de FEB de algumas centenas de Tesla, e a soldadura por resistência pode produzir intensidades do campo magnético mais elevadas. Tendo por base medições efetuadas em 13 soldadores selecionados aleatoriamente obtiveram um valor médio de 1,90 T e um valor máximo de 142 T, o que revela uma exposição com um grande contraste. Este estudo revelou um aumento em duas vezes do risco de tumores das glândulas endócrinas dos trabalhadores expostos a soldadura por arco ou resistência. Para os subtipos de tumores da glândula endócrina (glândulas supra-renais, glândula pituitária e glândula paratiroide), observou-se o seguinte: aumento do risco de três a quatro vezes para tumores das glândulas supra-renais e paratiroide nos soldadores por arco elétrico. Para a soldadura por resistência foi estimado o risco relativo de 2,6 para as glândulas da paratiroide. Não se obtiveram resultados conclusivos quanto aos tumores da glândula pituitária. 3.2.3 Campos Eletromagnéticos de alta frequência (100 kHz a 300 GHz) Para frequências superiores a 100 kHz a energia de um campo eletromagnético é parcialmente absorvida nos tecidos do corpo, o que pode conduzir a um efeito dielétrico de corpo inteiro ou a aquecimento localizado. Avaliação da Exposição a Campos Eletromagnéticos em Processos de Soldadura Garrido, António 57 Os efeitos térmicos são os únicos efeitos experimentados e validados pela comunidade científica. Relativamente à absorção de energia pelo corpo humano, os campos eletromagnéticos podem dividir-se em quatro intervalos (Durney et al. 1985):  100 kHz – 20 MHz: a absorção de energia no tronco diminui rapidamente com o decréscimo da frequência; a absorção significativa de energia pode ocorrer no pescoço e pernas;  20 – 300 MHz: absorção de energia relativamente elevada pode ocorrer em todo o corpo, podendo os valores ainda ser mais elevados se se considerar ressonância parcial do corpo (ex.: cabeça);  300 MHz – 10 GHz: ocorre absorção de energia não-uniforme local significativa;  10 GHz – 300 GHz: a absorção de energia ocorre principalmente na superfície corporal. Vários estudos com voluntários em repouso demonstraram que uma exposição de aproximadamente 30 minutos a CEM produz uma SAR de corpo inteiro entre 1 e 4 W.kg-1, provocando um aumento de temperatura corporal inferior a 1ºC (ICNIRP, 1998). Estudos em animais indicam comportamento idêntico. Exposições a campos mais intensos, produzindo uma SAR superior a 4 W.kg-1, podem ultrapassar a capacidade de termorregulação do corpo e produzir níveis de aquecimento prejudiciais nos tecidos. Muitos estudos de laboratório com roedores e modelos de primatas não humanos têm demonstrado que os danos nos tecidos resultantes quer do aquecimento parcial quer de corpo inteiro provocam um aumento de temperatura superior a 1-2ºC. A sensibilidade aos danos térmicos dos vários tipos de tecido biológico é muito variável, contudo o limiar dos efeitos irreversíveis mesmo nos tecidos mais sensíveis é superior a 4 W.kg-1 em condições ambientais normais. Estes dados constituem a base para a restrição da exposição ocupacional de 4 W.kg-1, o que fornece uma grande margem de segurança para outras condicionantes, tais como a elevada temperatura ambiente, humidade ou nível de atividade física (ICNIRP, 1998). Estudos epidemiológicos em trabalhadores e público em geral demonstram não haver efeitos adversos na reprodução humana nem aumento do risco de cancro para níveis de exposição individual típicos, sendo consistentes com os resultados de estudos laboratoriais (ICNIRP, 1998). Mestrado em Engenharia de Segurança e Higiene Ocupacionais 64 Objetivos e metodologia exposição a CEM variáveis no tempo nas aplicações de soldadura (por resistência e por arco elétrico) deve idealmente cumprir os seguintes requisitos:  Gama de frequência e magnitude ampla para cobrir adequadamente todas as componentes de campos pertinentes, isto é, uma largura de banda desde os 0 HZ (CC) a cerca de 100 kHz e a densidade do fluxo magnético até 100 mT;  Caraterísticas isotrópicas da sonda utilizada na medição por forma a que a orientação da sonda não influencie os resultados;  Cálculo numérico 3D interno e ponderação dos valores medidos. Existem no mercado equipamentos que disponibilizam ainda os resultados em percentagem dos valores de referência aplicáveis. Para a realização das medições foi utilizado o seguinte equipamento: Marca: AARONIA AG Modelo: Spectran NF-5035 Principais características técnicas:  Gama de frequências: 1 Hz a 30 MHz;  Campo elétrico – gama de níveis: 0,1 V/m a 20 kV/m;  Campo magnético – gama de níveis: 0,1 nT a 2 mT;  Precisão da medição: ± 3%;  Menor intervalo de amostragem: 10 ms;  Sensor para medição isotrópica (3D) de campos magnéticos variáveis no tempo e campos estáticos;  Input analógico de 200 nV a 2 V;  Datalogger: memória interna de 64 k (capacidade para cerca de 100 aquisições);  Cálculo dos limites de exposição de acordo com a DIN/VDE 0848 e ICNIRP;  Gama de acordo com o ICNIRP;  Controlo em tempo real via USB. Avaliação da Exposição a Campos Eletromagnéticos em Processos de Soldadura Garrido, António 65 Figura 30 - Equipamento utilizado nas medições Spectran NF-5035. Foi também utilizado o software MCS da Aaronia (MCS Real Time Spectrum analyzer software) que permite, através do computador, gravar em tempo real a exposição a CEM e aceder a qualquer momento a essas gravações e deste modo efetuar análises à posterior mais detalhadas. Para cada uma das máquinas, efetuou-se inicialmente a medição junto aos cabos, por se suspeitar ser esta uma das posições em que os campos são mais elevados. Primeiro fez-se a medição do campo magnético estático e, em seguida, fizeram-se medições em diversas gamas da banda de medição de frequências do equipamento, respeitando sempre as indicações do fabricante, nomeadamente:  RBW (bandwith – largura de banda, ou seja o filtro) – deve ser pelo menos 10 vezes menor do que o SPAN (SPAN=FHIGHT – FLOW, isto é, o SPAN é a diferença entre a frequência mais alta e a frequência mais baixa de uma determinada largura de banda);  SPAN < 20 x RBW;  SPAN < FLOW – 0. As medições foram sempre executadas com a sonda isotrópica (3D) ativa. As medições foram efetuadas com o NF-5035 ligado através do cabo USB ao PC, sendo os dados recolhidos e gravados através do software MCS da Aaronia. A duração de cada medição variou em função da tarefa de soldadura, contudo foi sempre superior a 1 minuto. Avaliação da Exposição a Campos Eletromagnéticos em Processos de Soldadura Garrido, António 67 5 RESULTADOS 5.1 Resultados das medições As medições foram efetuadas em cada uma das 3 empresas durante 5 turnos de 8 horas. Para além disso, despendeu-se de 1 turno, por cada empresa, para analisar o trabalho, observar os soldadores e processos de soldadura, verificar o tipo de peças a soldar e perceber o tempo de duração das tarefas de soldadura. De referir que no caso da Facosta, dos 2 soldadores existentes um despende diariamente cerca de 4 horas em processos de soldadura e durante o restante tempo executa outras tarefas. Este trabalhador já é soldador à cerca de 18 anos, dos quais 6 na Facosta. O outro soldador em média, despende uma hora diária em operações de soldadura, tendo iniciado a sua atividade profissional nesta empresa e enquanto soldador à cerca de 10 anos. Os 31 soldadores da Cancé soldam, em média, durante 6 horas por dia, utilizando apenas um tipo de máquina (ESAB MIG 5004i), sendo o resto do tempo distribuído por intervalos entre tarefas de soldadura, planeamento do trabalho, limpeza da peça e arrumação do local de trabalho. Note-se que destes 31, 20 são soldadores que iniciaram à 10 anos a sua vida profissional. Relativamente aos restantes 11, 3 iniciaram à 4 anos e os outros já eram soldadores aquando da sua admissão na empresa, desconhecendo-se exatamente o seu percurso enquanto soldadores. No caso da Caetano Baviera, quer a unidade do Porto quer a de Vila Nova de Gaia têm 4 chapeiros/soldadores que em média executam tarefas de soldadura durante 1 hora por dia, distribuídas aproximadamente do seguinte modo: 10 minutos em operações de soldadura por pontos (monoponto e pinça em “C”), 10 minutos com máquinas de soldar MIG/MAG, 10 minutos com soldadura oxiacetilénica e cerca de 30 minutos com o vulgar tira mossas (soldadura por resistência, tipo monoponto, contudo com baixa intensidade de corrente). Destes, apenas se sabe que 3 deles iniciaram a sua atividade profissional e de soldadores à cerca de 15 anos, desconhecendo-se o padrão de exposição ao longo desses anos. Na totalidade, realizaram-se 28 medições na Facosta (Tabela B.1), 61 na Cancé (Tabela B.2), 32 na Caetano Baviera utilizando a máquina de soldar por pontos com pinça em “C” (Tabela B.3) e 9 na versão monoponto (Tabela B.4). As Tabela 35, Tabela 36, Tabela 37 e Tabela 38 apresentam uma síntese dos valores mais relevantes dessas medições. Para a avaliação da exposição dos soldadores aos CEM devem utilizar-se os níveis estabelecidos para a exposição ocupacional, constantes da Diretiva 2013/35/UE e seguir os procedimentos da norma EN 50499:2008. Os níveis estabelecidos para o público em geral devem ser aplicados para avaliar a exposição de pessoas em zonas próximas com acesso público, tais como escritórios ou trabalho em espaços públicos. Nas situações práticas em estudo estes locais de trabalho são interditos ao público. Assim, deve verificar-se em primeira análise, o cumprimento dos níveis de ação (níveis de referência ocupacionais) e, caso não sejam cumpridos devem ser tomadas medidas, nomeadamente respeitadas as distâncias mínimas do corpo do soldador à tocha e cabos. Se tal não for possível deve verificar-se através de cálculo analítico e/ou simulação com Mestrado em Engenharia de Segurança e Higiene Ocupacionais 68 Tratamento e Análise de Dados recurso a software já desenvolvido para o efeito (exemplo: Flux 3D da CEDRAT; Dughiero, 2010). 5.1.1 Processo de soldadura MIG/MAG Foram realizadas várias medições em diferentes posições, nomeadamente junto ao operador – cabeça, peito e cintura, bem como medições junto à máquina e cabos. As medições foram efetuadas em locais de trabalho distintos e em diferentes modelos de máquinas de soldadura. Tabela 35 – Resultados das medições (B, H e E) efetuadas na máquina – ESAB MIG C280 Máquina: ESAB MIG C280, regulada na gama: [140 - 175A]; fio de 0,8 mm; 9-10 m/min; 98% Árgon + 2% CO2 Distância a 1 cm de a 20 cm de a 50 cm de a 1 m de a 2m de Posição de medição Freq. [Hz] B [µT] H [A/m] E [V/m] B [µT] H [A/m] B [µT] H [A/m] B [µT] H [A/m] B [µT] H [A/m] Cabos de soldadura 0 760,3 605,0 - 463,9 369,1 141,0 112,2 79,2 63,0 75,6 60,2 49 - - 835,1 - - - - - - - - 53 225,7 179,6 - - - - - - - - - 98 95,0 75,6 - - - - - - - - - 108,8 - - 60,2 - - - - - - - - 204,4 48,6 38,7 - - - - - - - - - 206,8 - - 221,1 - - - - - - - - Máq. (laterais) 0 108,5 86,4 - - - - - - - - - Máq. (lateral com cabos) 0 496,0 394,7 - 477,9 380,3 71,8 57,1 62,3 49,6 - - Tocha 0 480,0 382,0 - - - - - - - - - Cabeça 0 322,3 256,5 - - - - - - - - - Peito/Cintura 0 231,0 183,0 - - - - - - - - - Mesa magnética 0 773,2 615,3 - - - - - - - - - Figura 31 – Ponto de medição junto às mãos/tocha (Facosta). Figura 32 – Ponto de medição junto às mãos/tocha (Facosta). Avaliação da Exposição a Campos Eletromagnéticos em Processos de Soldadura Garrido, António 69 Tabela 36 – Resultados da medição (B, H e E) efetuada na máquina ESAB MIG 5004i Máquina: ESAB MIG 5004i, regulada na gama: [26,2 V/265 A - 29 V/285A]; fio de 1,2 mm; 10-12 m/min; 75% Argon + 25% CO2 Distância a 1 cm de a 20 cm de a 50 cm de a 1 m de a 2m de Posição de medição Freq. [Hz] B [µT] H [A/m] E [V/m] B [µT] H [A/m] E [V/m] B [µT] H [A/m] B [µT] H [A/m] B [µT] H [A/m] Cabos de soldadura 0 761,7 606,2 - 185,0 147,2 - 105,0 83,6 76,5 60,9 66,1 52,6 45 133,0 105,8 - - - - 70,9 56,4 - - - - 47,8 - - 273,2 - - - 70,7 56,3 - - - - 49,8 - - - - - - - - - - - - 50,2 111,1 88,4 - - - 714,9 - - - - - - 51,4 - - 828,8 - - - - - - - - - 53,4 116,3 92,5 108,3 77,9 62,0 - - - - - - - 56,2 104,4 83,1 95,4 - - - - - - - - - 80 1,6 1,3 - - - - - - - - - - 98 6,4 5,1 - - - - - - - - - - 132 60,0 47,7 - - - - - - - - - - 154 49,3 39,3 - - - - - - - - - - 238 - - 185,0 - - - - - - - - - 242,8 - - 165,5 - - - - - - - - - 281,8 26,2 20,9 - - - - - - - - - - Máquina (laterais) 0 214,9 171,0 - - - - - - - - - - Máq. (lateral com cabos) 0 485,0 386,0 - - - - - - - - - - Tocha 0 635,5 505,7 - - - - - - - - - - 53,4 82,2 65,4 - - - - - - - - - - 173 - - 39,2 - - - - - - - - - Cabeça 0 105,0 83,6 - - - - - - - - - - 137,2 - - 5,2 - - - - - - - - - Peito/Cintura 0 495,0 394,0 - - - - - - - - - - Figura 33 – Pormenor do local de trabalho, objeto da medição (Cancé). Figura 34 – Pormenor da posição de trabalhodeitado-cabos junto ao corpo (Cancé). Mestrado em Engenharia de Segurança e Higiene Ocupacionais 70 Tratamento e Análise de Dados Figura 35–Ponto de medição junto à cabeça (Cancé). Figura 36–Ponto de medição junto aos cabos (Cancé). Pela análise das medições verifica-se que o campo magnético mais elevado ocorreu, para as duas situações anteriores, junto aos cabos para 0 Hz (761,7 µT), seguindo-se junto à tocha, junto à máquina (do lado dos cabos) e cabeça. De acordo com a Diretiva 2013/35/UE, os VLE aplicáveis aos efeitos sensoriais e s efeitos na saúde, para a densidade do fluxo magnético externo (B0) não são ultrapassados (Tabela 3). Refira-se contudo, que os níveis de ação para densidades do fluxo magnético de campos magnéticos estáticos, NA(B0) (Tabela 9), relativos à interferência em implantes médicos ativos (por exemplo, estimuladores cardíacos), são em ambos os casos ultrapassados para as medições junto aos cabos. Ainda que os campos predominem aos 0 Hz, constata-se que os NA não são ultrapassados para as outras frequências, quer para os campos magnéticos quer para os campos elétricos (Tabela 6 e Tabela 7). Salienta-se o facto do campo magnético estático obtido para a mesa magnética (apenas) ser da mesma ordem de grandeza do campo verificado junto dos cabos. 5.1.2 Processo de soldadura por resistência Foram realizadas várias medições em diferentes posições, nomeadamente junto ao operador – cabeça, peito e cintura, bem como medições junto à máquina e cabos. A máquina de soldadura utilizada é a que consta da Figura 29. Avaliação da Exposição a Campos Eletromagnéticos em Processos de Soldadura Garrido, António 71 Tabela 37 – Resultados da medição (B, H e E) efetuada na Máquina de soldar por pontos Blackhawk/CompuSpot WEL 750, com pinça em C Máquina: WEL 750, regulada na gama: [8100 A; 300 ms; 67%]; 400 daN Distância a 1 cm de a 20 cm de Posição de medição Frequência [Hz] B [µT] H [A/m] E [V/m] B [µT] H [A/m] E [V/m] Cabos de soldadura 0 646,8 514,7 - - - - 53,8 95,5 76,0 - - - - 1004 1,4 1,1 - - - - 1992 8,0 6,3 88,3 - - - Máquina (laterais) 0 190,0 151,2 - 53,8 115,7 92,1 - - - - 968 10,4 8,3 - 3,2 2,6 - 1222 - - 14,8 - - - Máquina (lateral com cabos) 0 591,0 470,3 - - - - 1992 - - 30,1 - - - Tocha 0 590,4 469,8 - 49,5 2,6 2,0 - - - - 50,6 - - 278,1 - - - 53,8 111,2 88,5 - - - - 54,2 - - 140,9 - - - 1200 - - 23,1 - - - 2014 6,9 5,5 - - - - Cabeça 0 95,0 76,4 - - - - Peito/Cintura 53,8 108,0 86,9 - - - - Tabela 38 – Resultados da medição (B e H) efetuada na Máquina de soldar por pontos Blackhawk/CompuSpot WEL 750, com soldadura monoponto Máquina: MONOPONTO WEL 750, regulada na gama: [8600 A; 70 ms; 85%] Distância a 1 cm de a 20 cm de a 50 cm de Posição de medição Freq. [Hz] B [µT] H [A/m] B [µT] H [A/m] B [µT] H [A/m] Cabos de soldadura 0 1064,5 847,1 510,0 405,8 494,5 393,5 Máquina (lateral c/ cabos) 0 237,5 189,0 - - - - Tocha 0 375,9 299,1 247,0 196,6 - - Pela análise das medições constata-se que o campo magnético mais elevado ocorreu, para as duas situações anteriores, junto aos cabos para 0 Hz, 1064,5 µT para a soldadura monoponto e 646,8 µT para a pinça em “C”. Seguiu-se junto à tocha, junto à máquina (do lado dos cabos), e cabeça. De acordo com a Diretiva 2013/35/UE, os VLE aplicáveis aos efeitos sensoriais e efeitos na saúde, para a densidade do fluxo magnético externo (B0) não são ultrapassados (Tabela 3). Refira-se contudo, que os níveis de ação para densidades do fluxo magnético de campos magnéticos estáticos, NA(B0) (Tabela 9), são ultrapassados para as medições junto aos cabos. Para o caso da soldadura monoponto só a partir dos 50 cm de afastamento aos cabos é que o NA(B0) não é ultrapassado. Ainda que os campos predominem aos 0 Hz, constata-se que os NA não são ultrapassados para as outras frequências, quer para os campos magnéticos quer para os campos elétricos (Tabela 6 e Tabela 7). Mestrado em Engenharia de Segurança e Higiene Ocupacionais 72 Tratamento e Análise de Dados Figura 37Pormenor do local de trabalho, objeto da medição. Figura 38–Operação com a WEL 750. Avaliação da Exposição a Campos Eletromagnéticos em Processos de Soldadura Garrido, António 73 6 DISCUSSÃO Neste trabalho efetuou-se a avaliação da exposição aos campos eletromagnéticos junto a duas máquinas de soldar por arco elétrico e a uma de soldar por pontos, todas a operarem nas suas condições habituais de soldadura. Os resultados das medições encontram-se nas Tabela 35,Tabela 36,Tabela 37 e Tabela 38, de forma resumida, encontrando-se no Anexo B o resultado de todas as medições. De referir que no Anexo C, podem também ser analisados alguns registos, que foram gravados no momento das medições, através do equipamento NF-5035 e do software MCS. Das medições efetuadas poderemos constatar que em todas as máquinas e para todas as condições de ensaio os níveis de ação da Diretiva 2013/35/UE, são cumpridos, com exceção para o facto dos níveis de ação para densidades do fluxo magnético de campos magnéticos estáticos serem ultrapassados, o que reforça a ideia de se limitar este tipo de atividade a pessoas que tenham implantes médicos ativos (por exemplo estimuladores cardíacos). De referir que estes níveis de ação são uma novidade comparativamente à Diretiva 2004/40/CE, agora revogada. Note-se que, em geral, esta nova Diretiva não é tão restritiva quanto à anterior, contudo, para as medições efetuadas concluímos que nas condições de trabalho ensaiadas são também cumpridos os níveis de referência do ICNIRP (1998) e os valores de ação da Diretiva 2004/40/CE, para exposições ocupacionais. Na primeira situação, máquina ESAB Mig C280, constata-se que o campo magnético mais elevado ocorreu, junto aos cabos para 0 Hz, 760,30 µT, seguindo-se junto à máquina (do lado dos cabos), 496 µT, junto à tocha, 480 µT, e junto à cabeça, 322,30 µT, tudo isto à frequência de 0 Hz. Embora não faça parte do objetivo do presente estudo, verificou-se que os soldadores da Facosta utilizam uma mesa magnética nas operações de soldadura, por forma a facilitar o trabalho com peças de pequena dimensão mas com elevado grau de dificuldade, dado o rigor que é exigido ao produto final. De facto, o campo magnético estático registado para a mesa magnética, sem influência do processo de soldadura, foi da mesma ordem de grandeza do campo verificado junto dos cabos (773,2 µT a 0 Hz). É importante que estes trabalhadores estejam conscientes desta exposição, de modo a que possam tomar medidas tendo em vista a redução da exposição. Na segunda situação, ESAB Mig 5004i, verificou-se que o campo magnético mais elevado ocorreu, junto aos cabos para 0 Hz, 761,70 µT, seguindo-se junto à tocha, 635,5 µT, depois junto ao peito/cintura, 495 µT. Valor idêntico (485 µT) foi encontrado junto à máquina do lado dos cabos. Na terceira situação, máquina de soldar por resistência (com transformador remoto), com pinças em C, o valor mais elevado foi, mais uma vez obtido junto aos cabos para a frequência de 0 Hz, 646,8 µT, seguindo-se junto à máquina do lado dos cabos, 591 µT, e junto à tocha, 590,4 µT. Com esta máquina, mas utilizando o sistema monoponto, obtivemos o valor mais elevado de todas as medições – 1064,5 µT, junto aos cabos. Garrido, António 81 8 BIBLIOGRAFIA Ahlbom A, Day N, Feychting M, Roman E, Skinner J, Dockerty J, Linet M, McBride M, Michaelis J, Olsen JH, Tynes T, Verkasalo PK; 2000. A Pooled analysis of magnetic fields and childhood leukaemia. Br J Cancer 83, p. 692-698. Allen SG, Blackwell RP, Chadwick PJ, Driscoll CMH, Pearson AJ, Unsworth C and Whillock MJ; 1994. Review of occupacional exposure to optical radiation and electric and magnetic fields with regard to the proposed CEC Physical Agents Directive. NRPB-R265. Bowman JD, Garabrant DH, Sobel E, Peters JM; 1988. Exposure to extremely low frequency (ELF) electromagnetic fields in occupations with elevated leukemia rates, Appl. Ind. Hyg. Vol. 3, No. 6. Cooper TG; 2002. Occupational exposure to electric and magnetic fields in the context of the ICNIRP guidelines, NRPB-W24. Demaret P; 2013. 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CANCÉ – Construções Metálicas, Lda Tabela B.2 – Tabela síntese das medições efetuadas na máquina de soldar MIG/MAG ESAB MIG 5004i Posição de medição frequência B [µT] H [A/m] E [V/m] B [µT] H [A/m] E [V/m] B [µT] H [A/m] E [V/m] B [µT] H [A/m] E [V/m] B [µT] H [A/m] E [V/m] 0 Hz 761,70 606,20 - 185,00 147,20 - 105,00 83,60 - 76,47 60,85 - 66,05 52,56 - 0 Hz 674,70 536,90 - 96,60 76,87 - 85,00 67,60 - 39,00 31,00 - - - - 0 Hz 605,00 481,50 - 78,51 62,48 - - - - - - - - - - 0 Hz 350,00 278,50 - - - - - - - - - - - - - 45 Hz 133,00 105,80 - - - - 70,92 56,44 - - - - - - - 45 Hz 111,10 88,41 - - - - - - - - - - - - - 46,6 116,70 92,89 - - - - - - - - - - - - - 47,8 - - 273,20 - - - 70,68 56,25 - - - - - - - 49,8 - - - - - - - - 735,90 - - - - - - 50,2 111,10 88,38 - - - 714,90 - - - - - 716,20 - - - 51,4 Hz - - 828,80 - - - - - - - - - - - - 53,4 Hz 116,30 92,54 108,30 77,85 61,95 - - - - - - - - - - 54,2 Hz 93,05 74,05 - - - - - - - - - - - - - 56,2 Hz 104,40 83,09 95,37 - - - - - - - - - - - - 80 Hz 1,60 1,30 - - - - - - - - - - - - - 98 Hz 6,37 5,07 - - - - - - - - - - - - - 132 Hz 60,00 47,70 - - - - - - - - - - - - - 154 Hz 49,34 39,26 - - - - - - - - - - - - - 238 Hz - - 185,00 - - - - - - - - - - - - 242,8 Hz - - 165,50 - - - - - - - - - - - - 281,8 Hz 26,20 20,85 - - - - - - - - - - - - - 427,8 Hz 3,00 2,44 - - - - - - - - - - - - - 1220 Hz 0,70 0,55 - - - - - - - - - - - - - 1540 Hz 1,12 0,89 - - - - - - - - - - - - - 1800 Hz 1,14 0,91 - - - - - - - - - - - - - 4000 Hz 0,70 0,60 - - - - - - - - - - - - - 4490 Hz 0,54 0,43 - - - - - - - - - - - - - 7600 Hz 0,29 0,24 - - - - - - - - - - - - - 12,6 kHz 0,10 0,81 - - - - - - - - - - - - - 28,08 kHz 0,59 0,47 - - - - - - - - - - - - - 55,96 kHz 4,20 3,35 - - - - - - - - - - - - - 111,52 kHz 1,69 1,35 - - - - - - - - - - - - - 169,5 kHz 2,23 1,77 - - - - - - - - - - - - - 398,4 kHz 2,37 1,88 - - - - - - - - - - - - - 918 kHz 0,69 0,55 - - - - - - - - - - - - - Máquina (laterais) 0 Hz 214,90 171,00 - - - - - - - - - - - - - Máquina (lateral c/ cabos) 0 Hz 485,00 386,00 - - - - - - - - - - - - - 0 Hz 635,50 505,70 - - - - - - - - - - - - - 0 Hz 285,00 226,90 - - - - - - - - - - - - - 53,4 Hz 82,16 65,38 - - - - - - - - - - - - - 139,6 Hz - - 17,05 - - - - - - - - - - - - 173 Hz - - 39,20 - - - - - - - - - - - - 245,2 Hz - - 10,72 - - - - - - - - - - - - 0 Hz 105,00 83,55 - - - - - - - - - - - - - 137,2 Hz - - 5,15 - - - - - - - - - - - - 146,8 Hz 1,70 1,35 - - - - - - - - - - - - - Peito/Cintura 0 Hz 495,00 394,00 - - - - - - - - - - - - - a 50 cm de a 1 m de a 2m de Distância Tocha Cabeça Máquina: ESAB MIG 5004i, regulada na gama: [26,2 V/265 A - 29 V/285A]; fio de 1,2 mm; 10-12 m/min; 75% Argon + 25% CO2 Cabos de soldadura a 1 cm de a 20 cm de B.3 B.3. CAETANO BAVIERA, SA Tabela B.3 – Tabela síntese das medições efetuadas na máquina de soldar por resistência Blackhawk/Compuspot WEL 750 (transformador remoto) – pinça em C Posição de medição frequência B [µT] H [A/m] E [V/m] B [µT] H [A/m] E [V/m] B [µT] H [A/m] E [V/m] B [µT] H [A/m] E [V/m] B [µT] H [A/m] E [V/m] 0 Hz 646,80 514,70 - - - - - - - - - - - - - 0 Hz 591,00 470,30 - - - - - - - - - - - - - 53,8 Hz 95,49 75,99 - - - - - - - - - - - - - 1004 Hz 1,37 1,10 - - - - - - - - - - - - - 1076 Hz 0,65 0,52 - - - - - - - - - - - - - 1992 Hz 7,97 6,34 88,33 - - - - - - - - - - - - 2014 HZ - - 89,53 - - - - - - - - - - - - 2102 HZ 0,35 0,28 - - - - - - - - - - - - - 0 Hz 190,00 151,20 - 53,8 Hz 115,70 92,08 - - - - - - - - - - - - - 968 Hz 10,40 8,27 - 3,20 2,56 - - - - - - - - - - 980 Hz 0,60 0,48 - - - - - - - - - - - - - 1222 Hz - - 14,76 - - - - - - - - - - - - 2168 Hz 0,21 0,16 - - - - - - - - - - - - - 0 Hz 591,00 470,30 - - - - - - - - - - - - - 1992 Hz - - 30,12 - - - - - - - - - - - - 0 Hz 590,40 469,80 - 49,5 Hz 2,60 2,00 - - - - - - - - - - - - - 50,6 Hz - - 278,10 - - - - - - - - - - - - 53,8 Hz 111,20 88,46 - - - - - - - - - - - - - 54,2 Hz - - 140,90 - - - - - - - - - - - - 84,6 Hz - - 20,99 - - - - - - - - - - - - 968 Hz - - 12,43 - - - - - - - - - - - - 1064 Hz 1,23 0,98 - - - - - - - - - - - - - 1200 Hz - - 23,10 - - - - - - - - - - - - 1304 Hz - - - 0,14 0,11 - - - - - - - - - - 2014 Hz 6,90 5,50 - - - - - - - - - - - - - Cabeça 0 Hz 95,00 76,40 - - - - - - - - - - - - - Peito/Cintura 53,8 Hz 108,00 86,90 - - - - - - - - - - - - - Cabos de soldadura Máquina (laterais) Máquina (lateral c/ cabos) Tocha Máquina: WEL 750, regulada na gama: [8100 A; 300 ms; 67%]; 400 daN Distância a 1 cm de a 20 cm de a 50 cm de a 1 m de a 2m de B.4 Tabela B.4 – Tabela síntese das medições efetuadas na máquina de soldar por resistência Blackhawk/Compuspot WEL 750 (transformador remoto) – Monoponto Posição de medição frequência B [µT] H [A/m] E [V/m] B [µT] H [A/m] E [V/m] B [µT] H [A/m] E [V/m] B [µT] H [A/m] E [V/m] B [µT] H [A/m] E [V/m] 0 Hz 1064,50 847,10 - 510,00 405,80 - 494,50 393,50 - - - - - - - 0 Hz 237,50 189,00 - - - - - - - 0 Hz 375,90 299,10 - 247,00 196,60 - - - - - - - - - - Máquina (lateral c/ fios) 0 Hz 237,50 189,00 - - - - - - - - - - - - - Tocha 0 Hz 375,90 299,10 - 247,00 196,60 - - - - - - - - - - a 1 m de a 2m de Cabos de soldadura Máquina: MONOPONTO WEL 750, regulada na gama: [8600 A; 70 ms; 85%] Distância a 1 cm de a 20 cm de a 50 cm de ANEXO C C.1 ANEXO C-FIGURAS DAS MEDIÇÕES MAIS RELEVANTES EFETUADAS C.1. FACOSTA – Indústria de Cortantes para o Calçado, Lda Figura C.1-Medição junto aos cabos. B=760,3 µT; H=605 A.m-1; f=0 Hz (Diretiva 2013/35/UE VLE= 2 T (Condições normais de trabalho); NA(B0) = 500 µT – Perigo de interferência em implantes médicos ativos (ex.: estimuladores ativos); NA(B0) = 3 mT – Logo, não há risco de atração e projeção na extremidade alta do campo magnético (> 100 mT ). Figura C. 2-Medição à distância de 20 cm dos cabos. B=463,9 µT; H=369,1 A.m-1; f=0 Hz (Diretiva 2013/35/UE VLE= 2 T (Condições normais de trabalho); NA(B0) = 500 µT – Logo, não há perigo de interferência em implantes médicos ativos (ex.: estimuladores ativos); NA(B0) = 3 mT – Logo, não há risco de atração e projeção na extremidade alta do campo magnético (> 100 mT ). C.2 Figura C. 3-Medição à distância de 50 cm dos cabos. B=141,0 µT; H=112,2A.m-1; f=0 Hz (Diretiva 2013/35/UE VLE= 2 T (Condições normais de trabalho); NA(B0) = 500 µT – Logo, não há perigo de interferência em implantes médicos ativos (ex.: estimuladores ativos); NA(B0) = 3 mT – Logo, não há risco de atração e projeção na extremidade alta do campo magnético (> 100 mT ). Figura C. 4-Medição à distância de 1 m dos cabos. B=79,18 µT; H=63,01A.m-1; f=0 Hz (Diretiva 2013/35/UE VLE= 2 T (Condições normais de trabalho); NA(B0) = 500 µT – Logo, não há perigo de interferência em implantes médicos ativos (ex.: estimuladores ativos); NA(B0) = 3 mT – Logo, não há risco de atração e projeção na extremidade alta do campo magnético (> 100 mT ). C.3 Figura C. 5-Medição à distância de 2 m dos cabos. B=75,6 µT; H=60,16A.m-1; f=0 Hz (Diretiva 2013/35/UE VLE= 2 T (Condições normais de trabalho); NA(B0) = 500 µT – Logo, não há perigo de interferência em implantes médicos ativos (ex.: estimuladores ativos); NA(B0) = 3 mT – Logo, não há risco de atração e projeção na extremidade alta do campo magnético (> 100 mT ). Figura C. 6-Medição junto aos cabos. E=835,1 V.m-1; f= 49 Hz (Diretiva 2013/35/UE NABAIXO = 5x105/f = 10.204V.m-1; NAALTO =2,0x104 V.m-1 (valores quadráticos médios); V.m-1, logo está abaixo do NA. C.4 Figura C. 7-Medição junto à mesa magnética. B=773,2 µT; H=615,30A.m-1; f=0 Hz (Diretiva 2013/35/UE VLE= 2 T (Condições normais de trabalho); NA(B0) = 500 µT – Perigo de interferência em implantes médicos ativos (ex.: estimuladores ativos); NA(B0) = 3 mT – Logo, não há risco de atração e projeção na extremidade alta do campo magnético (> 100 mT ). C.5 C.2. CANCÉ – Construções Metálicas, Lda Figura C. 8-Medição junto aos cabos. B0=761,7 µT; H= 606,2 A.m-1 ; f=0 Hz (Diretiva 2013/35/UE VLE= 2 T (Condições normais de trabalho); NA(B0) = 500 µT – Perigo de interferência em implantes médicos ativos (ex.: estimuladores ativos); NA(B0) = 3 mT – Logo, não há risco de atração e projeção na extremidade alta do campo magnético (> 100 mT ). Figura C. 9-Medição a 20 cm dos cabos. B0=185 µT; H=147,2 A.m-1; f=0 Hz (Diretiva 2013/35/UE VLE= 2 T (Condições normais de trabalho); NA(B0) = 500 µT – Logo, não há perigo de interferência em implantes médicos ativos (ex.: estimuladores ativos); NA(B0) = 3 mT – Logo, não há risco de atração e projeção na extremidade alta do campo magnético (> 100 mT ).