Uma lâmpada é um conversor de energia. Embora possa realizar funções secundárias, seu objetivo principal é a transformação de energia elétrica em radiação eletromagnética visível. Existem muitas maneiras de criar luz. O método padrão para criar iluminação geral é a conversão de energia elétrica em luz.

Tipos de luz

Incandescência

Quando sólidos e líquidos são aquecidos, eles emitem radiação visível a temperaturas acima de 1,000 K; isso é conhecido como incandescência.

Esse aquecimento é a base da geração de luz nas lâmpadas de filamento: uma corrente elétrica passa por um fino fio de tungstênio, cuja temperatura sobe para cerca de 2,500 a 3,200 K, dependendo do tipo de lâmpada e de sua aplicação.

Há um limite para este método, que é descrito pela Lei de Planck para o desempenho de um radiador de corpo negro, segundo o qual a distribuição espectral da energia irradiada aumenta com a temperatura. A cerca de 3,600 K e acima, há um ganho acentuado na emissão de radiação visível, e o comprimento de onda da potência máxima muda para a faixa visível. Essa temperatura é próxima ao ponto de fusão do tungstênio, que é usado para o filamento, então o limite prático de temperatura é em torno de 2,700 K, acima do qual a evaporação do filamento torna-se excessiva. Um resultado dessas mudanças espectrais é que grande parte da radiação emitida não é emitida como luz, mas como calor na região do infravermelho. As lâmpadas de filamento podem, portanto, ser dispositivos de aquecimento eficazes e são usadas em lâmpadas projetadas para secagem de impressão, preparação de alimentos e criação de animais.

Descarga elétrica

A descarga elétrica é uma técnica utilizada em modernas fontes de luz para comércio e indústria devido à produção mais eficiente de luz. Alguns tipos de lâmpadas combinam a descarga elétrica com a fotoluminescência.

Uma corrente elétrica passando por um gás excitará os átomos e moléculas para emitir radiação de um espectro que é característico dos elementos presentes. Dois metais são comumente usados, sódio e mercúrio, porque suas características fornecem radiações úteis dentro do espectro visível. Nenhum dos metais emite um espectro contínuo e as lâmpadas de descarga têm espectros seletivos. Sua renderização de cores nunca será idêntica aos espectros contínuos. As lâmpadas de descarga são frequentemente classificadas como de alta ou baixa pressão, embora esses termos sejam apenas relativos, e uma lâmpada de sódio de alta pressão opera abaixo de uma atmosfera.

Tipos de luminescência

Fotoluminescência Ocorre quando a radiação é absorvida por um sólido e então reemitida em um comprimento de onda diferente. Quando a radiação reemitida está dentro do espectro visível, o processo é chamado fluorescência or fosforescência.

Eletroluminescência Ocorre quando a luz é gerada por uma corrente elétrica que passa por certos sólidos, como materiais de fósforo. É usado para sinais autoiluminados e painéis de instrumentos, mas não provou ser uma fonte de luz prática para a iluminação de edifícios ou exteriores.

Evolução das Lâmpadas Elétricas

Embora o progresso tecnológico tenha permitido a produção de diferentes lâmpadas, os principais fatores que influenciaram seu desenvolvimento foram as forças externas do mercado. Por exemplo, a produção de lâmpadas de filamento em uso no início deste século só foi possível após a disponibilidade de boas bombas de vácuo e a trefilação do fio de tungstênio. No entanto, foi a geração e distribuição em larga escala de energia elétrica para atender à demanda por iluminação elétrica que determinou o crescimento do mercado. A iluminação elétrica oferece muitas vantagens sobre a luz gerada a gás ou óleo, como luz constante que requer manutenção pouco frequente, bem como maior segurança de não ter chama exposta e nenhum subproduto local da combustão.

Durante o período de recuperação após a Segunda Guerra Mundial, a ênfase estava na produtividade. A lâmpada fluorescente tubular tornou-se a fonte de luz dominante porque possibilitou a iluminação sem sombras e comparativamente sem calor de fábricas e escritórios, permitindo o máximo aproveitamento do espaço. A saída de luz e os requisitos de potência para uma lâmpada tubular fluorescente típica de 1,500 mm são fornecidos na tabela 1.

Tabela 1. Saída de luz aprimorada e requisitos de potência de algumas lâmpadas fluorescentes típicas de 1,500 mm

Na década de 1970, os preços do petróleo subiram e os custos de energia tornaram-se uma parte significativa dos custos operacionais. Lâmpadas fluorescentes que produzem a mesma quantidade de luz com menor consumo elétrico foram demandadas pelo mercado. O design da lâmpada foi refinado de várias maneiras. À medida que o século se aproxima, há uma crescente conscientização sobre as questões ambientais globais. Melhor uso de matérias-primas em declínio, reciclagem ou descarte seguro de produtos e a preocupação contínua com o consumo de energia (particularmente energia gerada a partir de combustíveis fósseis) estão impactando os projetos atuais de lâmpadas.

Critérios de desempenho

Os critérios de desempenho variam de acordo com a aplicação. Em geral, não existe uma hierarquia específica de importância desses critérios.

Saída de luz: A saída de lúmen de uma lâmpada determinará sua adequação em relação à escala da instalação e à quantidade de iluminação necessária.

Aparência de cores e renderização de cores: Escalas separadas e valores numéricos se aplicam à aparência e renderização de cores. É importante lembrar que os números fornecem apenas orientação e alguns são apenas aproximações. Sempre que possível, as avaliações de adequação devem ser feitas com lâmpadas reais e com as cores ou materiais que se aplicam à situação.

Vida da lâmpada: A maioria das lâmpadas exigirá substituição várias vezes durante a vida útil da instalação de iluminação, e os projetistas devem minimizar a inconveniência para os ocupantes de falhas ocasionais e manutenção. As lâmpadas são usadas em uma ampla variedade de aplicações. A vida média prevista é muitas vezes um compromisso entre custo e desempenho. Por exemplo, a lâmpada de um projetor de slides terá uma vida útil de algumas centenas de horas porque a saída máxima de luz é importante para a qualidade da imagem. Por outro lado, algumas lâmpadas de iluminação rodoviária podem ser trocadas a cada dois anos, o que representa cerca de 8,000 horas de funcionamento.

Além disso, a vida útil da lâmpada é afetada pelas condições de operação e, portanto, não há uma figura simples que se aplique a todas as condições. Além disso, a vida útil efetiva da lâmpada pode ser determinada por diferentes modos de falha. A falha física, como a ruptura do filamento ou da lâmpada, pode ser precedida por redução na saída de luz ou alterações na aparência da cor. A vida útil da lâmpada é afetada por condições ambientais externas, como temperatura, vibração, frequência de partida, flutuações de tensão de alimentação, orientação e assim por diante.

Deve-se notar que a vida média cotada para um tipo de lâmpada é o tempo para 50% de falhas de um lote de lâmpadas de teste. Esta definição de vida não é aplicável a muitas instalações comerciais ou industriais; assim, a vida prática da lâmpada é geralmente menor do que os valores publicados, que devem ser usados ​​apenas para comparação.

Eficiência: Como regra geral, a eficiência de um determinado tipo de lâmpada melhora à medida que a potência nominal aumenta, porque a maioria das lâmpadas tem alguma perda fixa. No entanto, diferentes tipos de lâmpadas apresentam variações marcantes na eficiência. Devem ser utilizadas lâmpadas da mais alta eficiência, desde que os critérios de tamanho, cor e vida útil também sejam atendidos. A economia de energia não deve ocorrer em detrimento do conforto visual ou da capacidade de desempenho dos ocupantes. Algumas eficácias típicas são dadas na tabela 2.

Tabela 2. Eficácias típicas das lâmpadas

Principais tipos de lâmpadas

Ao longo dos anos, vários sistemas de nomenclatura foram desenvolvidos por normas e registros nacionais e internacionais.

Em 1993, a Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC) publicou um novo Sistema Internacional de Codificação de Lâmpadas (ILCOS) destinado a substituir os sistemas de codificação nacionais e regionais existentes. Uma lista de alguns códigos curtos ILCOS para várias lâmpadas é fornecida na tabela 3.

Tabela 3. Sistema de codificação de forma abreviada do Sistema Internacional de Codificação de Lâmpadas (ILCOS) para alguns tipos de lâmpadas

Lâmpadas incandescentes

Essas lâmpadas usam um filamento de tungstênio em um gás inerte ou vácuo com um envelope de vidro. O gás inerte suprime a evaporação do tungstênio e diminui o escurecimento do envelope. Existe uma grande variedade de formas de lâmpadas, que são em grande parte decorativas na aparência. A construção de uma lâmpada típica de Serviço de Iluminação Geral (GLS) é dada na figura 1.

Figura 1. Construção de uma lâmpada GLS

As lâmpadas incandescentes também estão disponíveis em uma ampla gama de cores e acabamentos. Os códigos ILCOS e algumas formas típicas incluem aqueles mostrados na tabela 4.

Tabela 4. Cores e formas comuns de lâmpadas incandescentes, com seus códigos ILCOS

As lâmpadas incandescentes ainda são populares para iluminação doméstica devido ao seu baixo custo e tamanho compacto. No entanto, para iluminação comercial e industrial a baixa eficácia gera custos operacionais muito elevados, pelo que as lâmpadas de descarga são a escolha normal. Uma lâmpada de 100 W tem uma eficácia típica de 14 lúmens/watt em comparação com 96 lúmens/watt para uma lâmpada fluorescente de 36 W.

As lâmpadas incandescentes são simples de escurecer reduzindo a tensão de alimentação e ainda são usadas onde o escurecimento é um recurso de controle desejado.

O filamento de tungstênio é uma fonte de luz compacta, facilmente focalizada por refletores ou lentes. Lâmpadas incandescentes são úteis para iluminação de display onde o controle direcional é necessário.

Lâmpadas halógenas de tungstênio

São semelhantes às lâmpadas incandescentes e produzem luz da mesma maneira a partir de um filamento de tungstênio. No entanto, o bulbo contém gás halogênio (bromo ou iodo), que é ativo no controle da evaporação do tungstênio. Veja a figura 2.

Figura 2. O ciclo do halogênio

Fundamental para o ciclo de halogênio é uma temperatura mínima da parede do bulbo de 250 °C para garantir que o haleto de tungstênio permaneça em estado gasoso e não condense na parede do bulbo. Esta temperatura significa lâmpadas feitas de quartzo em vez de vidro. Com o quartzo é possível reduzir o tamanho do bulbo.

A maioria das lâmpadas halógenas de tungstênio tem uma vida útil melhorada em relação às equivalentes incandescentes e o filamento está em uma temperatura mais alta, criando mais luz e cores mais brancas.

As lâmpadas halógenas de tungstênio tornaram-se populares onde o tamanho pequeno e o alto desempenho são os principais requisitos. Exemplos típicos são a iluminação de palco, incluindo filmes e TV, onde o controle direcional e o escurecimento são requisitos comuns.

Lâmpadas halógenas de tungstênio de baixa tensão

Estes foram originalmente projetados para projetores de slides e filmes. Em 12 V, o filamento para a mesma potência de 230 V torna-se menor e mais grosso. Isso pode ser focado com mais eficiência, e a massa maior do filamento permite uma temperatura operacional mais alta, aumentando a saída de luz. O filamento grosso é mais robusto. Esses benefícios foram percebidos como sendo úteis para o mercado de exibição comercial e, embora seja necessário ter um transformador abaixador, essas lâmpadas agora dominam a iluminação de vitrines. Veja a figura 3.

Figura 3. Lâmpada refletora dicróica de baixa tensão

Embora os usuários de projetores de filme desejem o máximo de luz possível, muito calor danifica o meio de transparência. Foi desenvolvido um tipo especial de refletor, que reflete apenas a radiação visível, permitindo que a radiação infravermelha (calor) passe pela parte de trás da lâmpada. Esse recurso agora faz parte de muitas lâmpadas refletoras de baixa tensão para iluminação de exibição, bem como equipamentos de projetor.

Sensibilidade de tensão: Todas as lâmpadas de filamento são sensíveis à variação de tensão e a saída de luz e a vida útil são afetadas. A mudança para “harmonizar” a tensão de alimentação em toda a Europa em 230 V está sendo alcançada através do alargamento das tolerâncias às quais as autoridades geradoras podem operar. A variação é de ±10%, que é uma faixa de voltagem de 207 a 253 V. Lâmpadas incandescentes e halógenas de tungstênio não podem ser operadas de forma sensata nessa faixa, então será necessário combinar a voltagem de alimentação real com as classificações da lâmpada. Veja a figura 4.

Figura 4. Lâmpadas de filamento GLS e tensão de alimentação

As lâmpadas de descarga também serão afetadas por essa ampla variação de tensão, portanto, a especificação correta do reator se torna importante.

Lâmpadas fluorescentes tubulares

Estas são lâmpadas de mercúrio de baixa pressão e estão disponíveis nas versões “cátodo quente” e “cátodo frio”. O primeiro é o tubo fluorescente convencional para escritórios e fábricas; “cátodo quente” refere-se ao acionamento da lâmpada pelo pré-aquecimento dos eletrodos para criar ionização suficiente do gás e do vapor de mercúrio para estabelecer a descarga.

As lâmpadas de cátodo frio são usadas principalmente para sinalização e publicidade. Veja a figura 5.

Figura 5. Princípio da lâmpada fluorescente

As lâmpadas fluorescentes requerem um dispositivo de controle externo para iniciar e controlar a corrente da lâmpada. Além da pequena quantidade de vapor de mercúrio, há um gás de partida (argônio ou criptônio).

A baixa pressão do mercúrio gera uma descarga de luz azul pálida. A maior parte da radiação está na região UV em 254 nm, uma frequência de radiação característica para o mercúrio. Dentro da parede do tubo há um fino revestimento de fósforo, que absorve os raios ultravioleta e irradia a energia como luz visível. A qualidade da cor da luz é determinada pelo revestimento de fósforo. Uma variedade de fósforos está disponível com várias aparências de cores e renderização de cores.

Durante a década de 1950, os fósforos disponíveis ofereciam uma escolha de eficácia razoável (60 lúmens/watt) com luz deficiente em vermelhos e azuis, ou reprodução de cores aprimorada de fósforos “de luxo” de menor eficiência (40 lúmens/watt).

Na década de 1970, novos fósforos de banda estreita foram desenvolvidos. Estes separadamente irradiavam luz vermelha, azul e verde, mas, combinados, produziam luz branca. Ajustar as proporções deu uma variedade de aparências de cores diferentes, todas com excelente renderização de cores semelhantes. Esses trifósforos são mais eficientes do que os tipos anteriores e representam a melhor solução de iluminação econômica, embora as lâmpadas sejam mais caras. A eficácia aprimorada reduz os custos operacionais e de instalação.

O princípio do tri-fósforo foi estendido para lâmpadas multi-fósforo onde é necessária uma reprodução de cores crítica, como para galerias de arte e correspondência de cores industriais.

Os modernos fósforos de banda estreita são mais duráveis, têm melhor manutenção do lúmen e aumentam a vida útil da lâmpada.

Lâmpadas fluorescentes compactas

O tubo fluorescente não é um substituto prático para a lâmpada incandescente por causa de sua forma linear. Tubos pequenos e estreitos podem ser configurados com aproximadamente o mesmo tamanho da lâmpada incandescente, mas isso impõe uma carga elétrica muito maior no material de fósforo. O uso de tri-fósforos é essencial para alcançar uma vida útil aceitável da lâmpada. Veja a figura 6.

Figura 6. Fluorescente compacta de quatro pontas

Todas as lâmpadas fluorescentes compactas usam trifósforo, portanto, quando usadas em conjunto com lâmpadas fluorescentes lineares, estas últimas também devem ser trifósforas para garantir a consistência da cor.

Algumas lâmpadas compactas incluem o mecanismo de controle operacional para formar dispositivos de adaptação para lâmpadas incandescentes. A gama está a aumentar e permite uma fácil atualização das instalações existentes para uma iluminação mais eficiente em termos energéticos. Essas unidades integrais não são adequadas para dimerização onde isso fazia parte dos controles originais.

Engrenagem de controle eletrônico de alta frequência: Se a frequência normal de alimentação de 50 ou 60 Hz for aumentada para 30 kHz, há um ganho de 10% na eficácia das lâmpadas fluorescentes. Circuitos eletrônicos podem operar lâmpadas individuais em tais frequências. O circuito eletrônico é projetado para fornecer a mesma saída de luz que o mecanismo de controle de fio enrolado, a partir da potência reduzida da lâmpada. Isso oferece compatibilidade do pacote de lúmen com a vantagem de que a carga reduzida da lâmpada aumentará significativamente a vida útil da lâmpada. A engrenagem de controle eletrônico é capaz de operar em uma faixa de tensões de alimentação.

Não existe um padrão comum para o equipamento de controle eletrônico e o desempenho da lâmpada pode diferir das informações publicadas pelos fabricantes das lâmpadas.

O uso de equipamento eletrônico de alta frequência elimina o problema normal de cintilação, ao qual alguns ocupantes podem ser sensíveis.

lâmpadas de indução

Lâmpadas que usam o princípio da indução surgiram recentemente no mercado. São lâmpadas de mercúrio de baixa pressão com revestimento trifósforo e como produtoras de luz são semelhantes às lâmpadas fluorescentes. A energia é transferida para a lâmpada por radiação de alta frequência, a aproximadamente 2.5 MHz de uma antena posicionada centralmente dentro da lâmpada. Não há conexão física entre a lâmpada e a bobina. Sem eletrodos ou outras conexões de fios, a construção do vaso de descarga é mais simples e mais durável. A vida útil da lâmpada é determinada principalmente pela confiabilidade dos componentes eletrônicos e pela manutenção do lúmen do revestimento de fósforo.

Lâmpadas de mercúrio de alta pressão

Descargas de alta pressão são mais compactas e possuem cargas elétricas maiores; portanto, requerem tubos de arco de quartzo para suportar a pressão e a temperatura. O tubo de arco está contido em um invólucro de vidro externo com uma atmosfera de nitrogênio ou argônio-nitrogênio para reduzir a oxidação e formação de arco. A lâmpada filtra efetivamente a radiação UV do tubo de arco. Veja a figura 7.

Figura 7. Construção da lâmpada de mercúrio

Em alta pressão, a descarga de mercúrio é principalmente radiação azul e verde. Para melhorar a cor, um revestimento de fósforo da lâmpada externa adiciona luz vermelha. Existem versões de luxo com um teor de vermelho aumentado, que proporcionam maior saída de luz e reprodução de cores aprimorada.

Todas as lâmpadas de descarga de alta pressão levam algum tempo para atingir a potência máxima. A descarga inicial ocorre através do preenchimento de gás condutor e o metal evapora à medida que a temperatura da lâmpada aumenta.

Na pressão estável, a lâmpada não reiniciará imediatamente sem um equipamento de controle especial. Há um atraso enquanto a lâmpada esfria o suficiente e a pressão diminui, de modo que a tensão de alimentação normal ou o circuito do ignitor seja adequado para restabelecer o arco.

As lâmpadas de descarga têm uma característica de resistência negativa e, portanto, o reator externo é necessário para controlar a corrente. Existem perdas devido a esses componentes do equipamento de controle, portanto, o usuário deve considerar os watts totais ao considerar os custos operacionais e a instalação elétrica. Há uma exceção para lâmpadas de mercúrio de alta pressão, e um tipo contém um filamento de tungstênio que atua como dispositivo limitador de corrente e acrescenta cores quentes à descarga azul/verde. Isso permite a substituição direta de lâmpadas incandescentes.

Embora as lâmpadas de mercúrio tenham uma vida longa de cerca de 20,000 horas, a saída de luz cairá para cerca de 55% da saída inicial no final deste período e, portanto, a vida econômica pode ser menor.

Lâmpadas de iodetos metálicos

A cor e a saída de luz das lâmpadas de descarga de mercúrio podem ser melhoradas adicionando diferentes metais ao arco de mercúrio. Para cada lâmpada, a dose é pequena e, para uma aplicação precisa, é mais conveniente manusear os metais em pó como haletos. Isso se decompõe à medida que a lâmpada aquece e libera o metal.

Uma lâmpada de iodetos metálicos pode usar vários metais diferentes, cada um dos quais emite uma cor característica específica. Esses incluem:

• disprósio - largo azul-esverdeado
• índio - azul estreito
• lítio - vermelho estreito
• escândio - amplo verde-azulado
• sódio - amarelo estreito
• tálio - verde estreito
• estanho - largo vermelho-alaranjado

Não há mistura padrão de metais, então lâmpadas de iodetos metálicos de diferentes fabricantes podem não ser compatíveis em aparência ou desempenho operacional. Para lâmpadas com classificações de potência mais baixas, 35 a 150 W, há uma compatibilidade física e elétrica mais próxima com um padrão comum.

As lâmpadas de iodetos metálicos requerem um mecanismo de controle, mas a falta de compatibilidade significa que é necessário combinar cada combinação de lâmpada e mecanismo para garantir as condições corretas de partida e operação.

Lâmpadas de sódio de baixa pressão

O tubo de arco é semelhante em tamanho ao tubo fluorescente, mas é feito de vidro especial com revestimento interno resistente ao sódio. O tubo de arco é formado em forma de “U” estreito e está contido em uma jaqueta de vácuo externa para garantir a estabilidade térmica. Durante a partida, as lâmpadas têm um forte brilho vermelho devido ao preenchimento de gás neon.

A radiação característica do vapor de sódio de baixa pressão é um amarelo monocromático. Isso está próximo ao pico de sensibilidade do olho humano, e as lâmpadas de sódio de baixa pressão são as lâmpadas mais eficientes disponíveis em quase 200 lúmens/watt. No entanto, as aplicações são limitadas onde a discriminação de cores não tem importância visual, como estradas principais e passagens subterrâneas e ruas residenciais.

Em muitas situações essas lâmpadas estão sendo substituídas por lâmpadas de sódio de alta pressão. Seu tamanho menor oferece melhor controle óptico, principalmente para iluminação de estradas, onde há uma preocupação crescente com o brilho excessivo do céu.

Lâmpadas de sódio de alta pressão

Essas lâmpadas são semelhantes às lâmpadas de mercúrio de alta pressão, mas oferecem melhor eficácia (mais de 100 lúmens/watt) e excelente manutenção do lúmen. A natureza reativa do sódio exige que o tubo de arco seja fabricado a partir de alumina policristalina translúcida, pois vidro ou quartzo não são adequados. O bulbo de vidro externo contém um vácuo para evitar arco elétrico e oxidação. Não há radiação UV da descarga de sódio, portanto, os revestimentos de fósforo não têm valor. Algumas lâmpadas são foscas ou revestidas para difundir a fonte de luz. Veja a figura 8.

Figura 8. Construção da lâmpada de sódio de alta pressão

À medida que a pressão de sódio aumenta, a radiação torna-se uma faixa larga ao redor do pico amarelo e a aparência é branca dourada. No entanto, à medida que a pressão aumenta, a eficiência diminui. Atualmente, existem três tipos separados de lâmpadas de sódio de alta pressão disponíveis, conforme mostrado na tabela 5.

Tabela 5. Tipos de lâmpadas de sódio de alta pressão

Geralmente, as lâmpadas padrão são usadas para iluminação externa, lâmpadas de luxo para interiores industriais e White SON para aplicações comerciais/de exibição.

Escurecimento das Lâmpadas de Descarga

As lâmpadas de alta pressão não podem ser reguladas satisfatoriamente, pois a alteração da potência da lâmpada altera a pressão e, portanto, as características fundamentais da lâmpada.

As lâmpadas fluorescentes podem ser reguladas usando fontes de alta frequência geradas tipicamente dentro do equipamento de controle eletrônico. A aparência da cor permanece muito constante. Além disso, a saída de luz é aproximadamente proporcional à potência da lâmpada, com consequente economia de energia elétrica quando a saída de luz é reduzida. Ao integrar a saída de luz da lâmpada com o nível predominante de luz natural, um nível de iluminância quase constante pode ser fornecido em um interior.

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O ser humano possui uma extraordinária capacidade de adaptação ao seu ambiente e ao seu entorno imediato. De todos os tipos de energia que os humanos podem utilizar, a luz é a mais importante. A luz é um elemento chave na nossa capacidade de ver, sendo necessário apreciar a forma, a cor e a perspetiva dos objetos que nos rodeiam no nosso quotidiano. A maior parte das informações que obtemos por meio de nossos sentidos, obtemos por meio da visão – cerca de 80%. Muitas vezes, e porque estamos tão acostumados a tê-lo disponível, damos por certo. Não devemos deixar de ter em mente, no entanto, que aspectos do bem-estar humano, como nosso estado de espírito ou nosso nível de fadiga, são afetados pela iluminação e pela cor das coisas que nos cercam. Do ponto de vista da segurança no trabalho, a capacidade visual e o conforto visual são extraordinariamente importantes. Isso porque muitos acidentes devem-se, entre outros motivos, a deficiências de iluminação ou a erros cometidos pelo trabalhador pela dificuldade em identificar objetos ou pelos riscos associados a máquinas, meios de transporte, contêineres perigosos etc.

Distúrbios visuais associados a deficiências no sistema de iluminação são comuns no ambiente de trabalho. Devido à capacidade de adaptação da visão a situações de iluminação deficiente, estes aspetos, por vezes, não são considerados com a seriedade que deveriam ter.

O projeto correto de um sistema de iluminação deve oferecer as condições ideais para o conforto visual. Para a consecução deste objetivo deve ser estabelecida uma linha precoce de colaboração entre arquitetos, luminografistas e responsáveis ​​pela higiene no local de trabalho. Essa colaboração deve preceder o início do projeto, para evitar erros que seriam difíceis de corrigir após a conclusão do projeto. Entre os aspectos mais importantes que devem ser levados em consideração estão o tipo de lâmpada que será utilizada e o sistema de iluminação que será instalado, a distribuição da luminância, as eficiências de iluminação e a composição espectral da luz.

O fato de a luz e a cor afetarem a produtividade e o bem-estar psicofisiológico do trabalhador deve estimular as iniciativas dos técnicos de iluminação, fisiologistas e ergonomistas, para estudar e determinar as condições mais favoráveis ​​de luz e cor em cada posto de trabalho. A combinação da iluminação, o contraste das luminâncias, a cor da luz, a reprodução da cor ou a seleção das cores são os elementos que determinam o clima cromático e o conforto visual.

Fatores que determinam o conforto visual

Os pré-requisitos que um sistema de iluminação deve cumprir para proporcionar as condições necessárias ao conforto visual são os seguintes:

• iluminação uniforme
• luminância ideal
• sem brilho
• condições de contraste adequadas
• cores corretas
• ausência de efeito estroboscópico ou luz intermitente.

É importante considerar a luz no local de trabalho não apenas por critérios quantitativos, mas também por critérios qualitativos. O primeiro passo é estudar o posto de trabalho, a precisão exigida das tarefas executadas, a quantidade de trabalho, a mobilidade do trabalhador e assim por diante. A luz deve incluir componentes de radiação difusa e direta. O resultado da combinação produzirá sombras de maior ou menor intensidade que permitirão ao trabalhador perceber a forma e a posição dos objetos no posto de trabalho. Os reflexos incômodos, que dificultam a percepção dos detalhes, devem ser eliminados, assim como o brilho excessivo ou sombras profundas.

A manutenção periódica da instalação de iluminação é muito importante. O objetivo é evitar o envelhecimento das lâmpadas e o acúmulo de poeira nas luminárias que resultará em uma perda constante de luz. Por esse motivo, é importante selecionar lâmpadas e sistemas de fácil manutenção. Uma lâmpada incandescente mantém sua eficiência até os momentos antes da falha, mas não é o caso das lâmpadas fluorescentes, que podem baixar sua potência para 75% após mil horas de uso.

Níveis de iluminação

Cada atividade requer um nível específico de iluminação na área onde a atividade ocorre. Em geral, quanto maior a dificuldade de percepção visual, maior também deve ser o nível médio de iluminação. Diretrizes para níveis mínimos de iluminação associados a diferentes tarefas existem em várias publicações. Concretamente, as listadas na figura 1 foram extraídas das normas europeias CENTC 169, e baseiam-se mais na experiência do que no conhecimento científico.

Figura 1. Níveis de iluminação em função das tarefas executadas

O nível de iluminação é medido com um luxímetro que converte a energia luminosa em um sinal elétrico, que é amplificado e oferece uma leitura fácil em uma escala calibrada de lux. Ao selecionar um determinado nível de iluminação para uma determinada estação de trabalho, os seguintes pontos devem ser estudados:

• a natureza do trabalho
• refletância do objeto e das imediações
• diferenças com a luz natural e a necessidade de iluminação diurna
• a idade do trabalhador.

Unidades e magnitudes de iluminação

Várias magnitudes são comumente usadas no campo da iluminação. Os básicos são:

Fluxo luminoso: Energia luminosa emitida por unidade de tempo por uma fonte de luz. Unidade: lúmen (lm).

Intensidade luminosa: Fluxo luminoso emitido em uma determinada direção por uma luz que não é igualmente distribuída. Unidade: candela (cd).

Nível de iluminação: Nível de iluminação de uma superfície de um metro quadrado quando recebe um fluxo luminoso de um lúmen. Unidade: lux = lm/m².

Luminância ou brilho fotométrico: É definido para uma superfície em uma determinada direção, e é a relação entre a intensidade luminosa e a superfície vista por um observador situado na mesma direção (superfície aparente). Unidade: CD/m².

contraste: Diferença de luminância entre um objeto e seus arredores ou entre diferentes partes de um objeto.

reflectância: Proporção de luz que é refletida por uma superfície. É uma quantidade adimensional. Seu valor varia entre 0 e 1.

Fatores que afetam a visibilidade dos objetos

O grau de segurança com que uma tarefa é executada depende, em grande parte, da qualidade da iluminação e das capacidades visuais. A visibilidade de um objeto pode ser alterada de várias maneiras. Um dos mais importantes é o contraste das luminâncias devido aos fatores de reflexão, às sombras ou às cores do próprio objeto e aos fatores de reflexão da cor. O que o olho realmente percebe são as diferenças de luminância entre um objeto e seus arredores, ou entre diferentes partes do mesmo objeto. A Tabela 1 lista os contrastes entre as cores em ordem decrescente.

A luminância de um objeto, de seus arredores e da área de trabalho influenciam a facilidade com que um objeto é visto. Portanto, é de fundamental importância que a área onde a tarefa visual é realizada e seus arredores sejam cuidadosamente analisados.

Tabela 1. Contrastes de cores

O tamanho do objeto a ser observado, que pode ser adequado ou não dependendo da distância e do ângulo de visão do observador, é outro fator. Estes dois últimos fatores determinam a disposição do posto de trabalho, classificando diferentes zonas de acordo com sua facilidade de visão. Podemos estabelecer cinco zonas na área de trabalho (ver figura 2).

Figura 2. Distribuição das zonas visuais no posto de trabalho

Outro fator é o período de tempo durante o qual ocorre a visão. O tempo de exposição será maior ou menor dependendo se o objeto e o observador estão estáticos, ou se um ou ambos estão em movimento. A capacidade adaptativa do olho para se ajustar automaticamente às diferentes iluminações dos objetos também pode ter uma influência considerável na visibilidade.

Distribuição de luz; brilho

Os principais fatores nas condições que afetam a visão são a distribuição da luz e o contraste das luminâncias. No que diz respeito à distribuição da luz, é preferível ter uma boa iluminação geral em vez de uma iluminação localizada para evitar ofuscamento. Por este motivo, os acessórios elétricos devem ser distribuídos da forma mais uniforme possível para evitar diferenças de intensidade luminosa. A passagem constante por zonas que não são uniformemente iluminadas causa fadiga ocular e, com o tempo, isso pode levar a uma redução da produção visual.

O ofuscamento é produzido quando uma fonte brilhante de luz está presente no campo visual; o resultado é uma diminuição na capacidade de distinguir objetos. Trabalhadores que sofrem os efeitos do ofuscamento constante e sucessivamente podem sofrer de fadiga ocular, bem como de distúrbios funcionais, embora em muitos casos não tenham consciência disso.

O ofuscamento pode ser direto quando sua origem são fontes brilhantes de luz diretamente na linha de visão, ou por reflexão quando a luz é refletida em superfícies com alta refletância. Os fatores envolvidos no ofuscamento são:

1. Luminância da fonte de luz: A luminância máxima tolerável por observação direta é de 7,500 cd/m². A Figura 3 mostra alguns dos valores aproximados de luminância para diversas fontes de luz.
2. Localização da fonte de luz: esse tipo de ofuscamento ocorre quando a fonte de luz está dentro de um ângulo de 45 graus da linha de visão do observador e será minimizado na medida em que a fonte de luz for colocada além desse ângulo. Formas e métodos para evitar o brilho direto e reflexivo podem ser vistos nas figuras a seguir (veja a figura 4).

Figura 3. Valores aproximados de luminância

Figura 4. Fatores que afetam o ofuscamento

Em geral, há mais ofuscamento quando as fontes de luz são montadas em elevações mais baixas ou quando instaladas em salas grandes, porque fontes de luz em salas grandes ou fontes de luz muito baixas podem facilmente cair dentro do ângulo de visão que produz o ofuscamento.

3. Distribuição de luminância entre diferentes objetos e superfícies: Quanto maiores forem as diferenças de luminância entre os objetos dentro do campo de visão, maior será o ofuscamento criado e maior será a deterioração na capacidade de ver devido aos efeitos sobre os processos adaptativos da visão. As disparidades máximas de luminância recomendadas são:

• tarefa visual—superfície de trabalho: 3:1
• tarefa visual - arredores: 10:1

4. Período de tempo da exposição: Mesmo as fontes de luz com baixa luminância podem causar ofuscamento se a duração da exposição for muito prolongada.

Evitar o ofuscamento é uma proposta relativamente simples e pode ser alcançada de diferentes maneiras. Uma maneira, por exemplo, é colocar grades sob as fontes de iluminação, ou usar difusores envolventes ou refletores parabólicos que possam direcionar a luz adequadamente, ou instalar as fontes de luz de forma que não interfiram no ângulo de visão. Ao projetar o canteiro de obras, a distribuição correta da luminância é tão importante quanto a própria iluminação, mas também é importante considerar que uma distribuição de luminância muito uniforme dificulta a percepção tridimensional e espacial dos objetos.

Sistemas de iluminação

O interesse pela iluminação natural aumentou recentemente. Isso se deve menos à qualidade de iluminação que proporciona do que ao bem-estar que proporciona. Mas como o nível de iluminação de fontes naturais não é uniforme, é necessário um sistema de iluminação artificial.

Os sistemas de iluminação mais comuns utilizados são os seguintes:

Iluminação geral uniforme

Neste sistema, as fontes de luz são distribuídas uniformemente, independentemente da localização das estações de trabalho. O nível médio de iluminação deve ser igual ao nível de iluminação necessário para a tarefa que será realizada. Esses sistemas são usados ​​principalmente em locais de trabalho onde as estações de trabalho não são fixas.

Deve obedecer a três características fundamentais: A primeira é estar equipada com dispositivos anti-encandeamento (grelhas, difusores, reflectores, etc.). A segunda é que deve distribuir uma fração da luz em direção ao teto e à parte superior das paredes. E o terceiro é que as fontes de luz devem ser instaladas o mais alto possível, para minimizar o ofuscamento e obter uma iluminação o mais homogênea possível. (Veja a figura 5)

Figura 5. Sistemas de iluminação

Este sistema procura reforçar o esquema de iluminação geral colocando candeeiros perto das bancadas de trabalho. Esses tipos de lâmpadas geralmente produzem ofuscamento e os refletores devem ser colocados de forma a bloquear a fonte de luz da visão direta do trabalhador. O uso de iluminação localizada é recomendado para aquelas aplicações onde as demandas visuais são muito críticas, como níveis de iluminação de 1,000 lux ou mais. Geralmente, a capacidade visual se deteriora com a idade do trabalhador, o que torna necessário aumentar o nível de iluminação geral ou secundá-lo com iluminação localizada. Este fenômeno pode ser claramente apreciado na figura 6.

Figura 6. Perda da acuidade visual com a idade

Iluminação geral localizada

Este tipo de iluminação consiste em fontes de teto distribuídas tendo em mente duas coisas – as características de iluminação do equipamento e as necessidades de iluminação de cada estação de trabalho. Este tipo de iluminação é indicado para aqueles espaços ou áreas de trabalho que irão requerer um alto nível de iluminação, e requer conhecer a futura localização de cada posto de trabalho antes da fase de projeto.

Cor: Conceitos Básicos

A escolha de uma cor adequada para um canteiro de obras contribui muito para a eficiência, segurança e bem-estar geral dos funcionários. Da mesma forma, o acabamento das superfícies e dos equipamentos presentes no ambiente de trabalho contribui para criar condições visuais agradáveis ​​e um ambiente de trabalho agradável.

A luz comum consiste em radiações eletromagnéticas de diferentes comprimentos de onda que correspondem a cada uma das bandas do espectro visível. Ao misturar luz vermelha, amarela e azul, podemos obter a maioria das cores visíveis, incluindo o branco. Nossa percepção da cor de um objeto depende da cor da luz com a qual ele é iluminado e da maneira como o próprio objeto reflete a luz.

As lâmpadas podem ser classificadas em três categorias, dependendo da aparência da luz que emitem:

• cor com aspecto quente: uma luz branca e avermelhada recomendada para uso residencial
• cor com aparência intermediária: uma luz branca recomendada para locais de trabalho
• cor com aspecto frio: luz branca, azulada, indicada para trabalhos que requeiram alto nível de iluminação ou para climas quentes.

As cores também podem ser classificadas como quentes ou frias de acordo com sua tonalidade (ver figura 7).

Figura 7. Tonalidade das cores "quentes" e "frias"

Contraste e temperatura de cores diferentes

Os contrastes de cores são influenciados pela cor da luz selecionada, por isso a qualidade da iluminação dependerá da cor da luz escolhida para uma aplicação. A seleção da cor da luz a ser utilizada deve ser feita com base na tarefa que será realizada sob ela. Se a cor estiver próxima do branco, a reprodução da cor e a difusão da luz serão melhores. Quanto mais a luz se aproximar do extremo vermelho do espectro, pior será a reprodução da cor, mas o ambiente ficará mais quente e convidativo.

A aparência da cor da iluminação depende não apenas da cor da luz, mas também do nível de intensidade luminosa. Uma temperatura de cor está associada às diferentes formas de iluminação. A sensação de satisfação com a iluminação de um determinado ambiente depende dessa temperatura de cor. Desta forma, por exemplo, uma lâmpada de filamento incandescente de 100 W tem uma temperatura de cor de 2,800 K, um tubo fluorescente tem uma temperatura de cor de 4,000 K e um céu nublado tem uma temperatura de cor de 10,000 K.

Kruithof definiu, por meio de observações empíricas, um diagrama de bem-estar para diferentes níveis de iluminação e temperaturas de cor em um determinado ambiente (ver figura 8). Dessa forma, ele demonstrou que é possível se sentir confortável em determinados ambientes com baixos níveis de iluminação se a temperatura de cor também for baixa – se o nível de iluminação for de uma vela, por exemplo, com temperatura de cor de 1,750 K.

Figura 8. Diagrama de conforto em função da iluminação e temperaturas de cor

As cores das lâmpadas elétricas podem ser subdivididas em três grupos relacionados às suas temperaturas de cor:

• luz do dia branca - cerca de 6,000 K
• branco neutro - cerca de 4,000 K
• branco quente - cerca de 3,000 K

Combinação e seleção de cores

A seleção de cores é muito relevante quando a consideramos em conjunto com aquelas funções onde é importante identificar os objetos que devem ser manipulados. Também é relevante ao delimitar vias de comunicação e naquelas tarefas que exigem contraste nítido.

A seleção da tonalidade não é uma questão tão importante quanto a seleção das qualidades reflexivas adequadas de uma superfície. Existem várias recomendações que se aplicam a este aspecto das superfícies de trabalho:

tectos: A superfície de um teto deve ser o mais branca possível (com um fator de reflexão de 75%), pois a luz será refletida de maneira difusa, dissipando a escuridão e reduzindo o brilho de outras superfícies. Isso também significará uma economia em iluminação artificial.

Paredes e pisos: as superfícies das paredes ao nível dos olhos podem produzir ofuscamento. Cores claras com fatores de reflexão de 50 a 75% tendem a ser adequadas para paredes. Enquanto as tintas brilhantes tendem a durar mais do que as cores foscas, elas são mais reflexivas. As paredes devem, portanto, ter um acabamento fosco ou semibrilhante.

Os pisos devem ser acabados em cores ligeiramente mais escuras do que as paredes e tetos para evitar reflexos. O fator de reflexão dos pisos deve estar entre 20 e 25%.

Equipamentos necessários: Superfícies de trabalho, máquinas e mesas devem ter fatores de reflexão entre 20 e 40%. O equipamento deve ter um acabamento duradouro de cor pura – marrons claros ou cinzas – e o material não deve ser brilhante.

O uso adequado das cores no ambiente de trabalho facilita o bem-estar, aumenta a produtividade e pode impactar positivamente na qualidade. Também pode contribuir para uma melhor organização e prevenção de acidentes.

Existe uma crença generalizada de que branquear paredes e tetos e fornecer níveis adequados de iluminação é tudo o que pode ser feito no que diz respeito ao conforto visual dos funcionários. Mas estes fatores de conforto podem ser melhorados combinando o branco com outras cores, evitando assim o cansaço e o tédio que caracterizam os ambientes monocromáticos. As cores também afetam o nível de estimulação de uma pessoa; as cores quentes tendem a ativar e relaxar, enquanto as cores frias são usadas para induzir o indivíduo a liberar ou liberar sua energia.

A cor da luz, a sua distribuição e as cores utilizadas num determinado espaço são, entre outros, fatores fundamentais que influenciam as sensações que uma pessoa sente. Dadas as muitas cores e fatores de conforto existentes, é impossível estabelecer diretrizes precisas, especialmente considerando que todos esses fatores devem ser combinados de acordo com as características e exigências de uma determinada estação de trabalho. Uma série de regras práticas básicas e gerais podem ser listadas, no entanto, que podem ajudar a criar um ambiente habitável:

• As cores vivas produzem sensações confortáveis, estimulantes e serenas, enquanto as cores escuras tendem a ter um efeito deprimente.
• Fontes de luz de cores quentes ajudam a reproduzir bem as cores quentes. Objetos de cores quentes são mais agradáveis ​​aos olhos em luz quente do que em luz fria.
• Cores claras e opacas (como pastéis) são muito apropriadas como cores de fundo, enquanto os objetos devem ter cores ricas e saturadas.
• As cores quentes estimulam o sistema nervoso e dão a sensação de que a temperatura está subindo.
• Cores frias são preferíveis para objetos. Eles têm um efeito calmante e podem ser usados ​​para produzir o efeito de curvatura. As cores frias ajudam a criar a sensação de que a temperatura está caindo.
• A sensação de cor de um objeto depende da cor de fundo e do efeito da fonte de luz em sua superfície.
• Ambientes fisicamente frios ou quentes podem ser temperados usando iluminação quente ou fria, respectivamente.
• A intensidade de uma cor será inversamente proporcional à parte do campo visual normal que ela ocupa.
• A aparência espacial de uma sala pode ser influenciada pela cor. Uma sala parecerá ter um teto mais baixo se suas paredes forem pintadas de uma cor clara e o piso e o teto forem mais escuros, e parecerá ter um teto mais alto se as paredes forem mais escuras e o teto for claro.

Identificando objetos através da cor

A seleção de cores pode influenciar a eficácia dos sistemas de iluminação ao influenciar a fração de luz que é refletida. Mas a cor também desempenha um papel fundamental quando se trata de identificar objetos. Podemos usar cores brilhantes e atraentes ou contrastes de cores para destacar situações ou objetos que requerem atenção especial. A Tabela 2 lista alguns dos fatores de reflexão para diferentes cores e materiais.

Tabela 2. Fatores de reflexão de diferentes cores e materiais iluminados com luz branca

De qualquer forma, a identificação por cores deve ser empregada apenas quando for realmente necessária, pois a identificação por cores só funcionará corretamente se não houver muitos objetos destacados por cores. A seguir estão algumas recomendações para identificar diferentes elementos por cor:

• Equipamentos de incêndio e segurança: É aconselhável identificar este equipamento colocando um gráfico reconhecível na parede mais próxima para que possa ser encontrado rapidamente.
• Maquinaria: A coloração dos dispositivos de parada ou emergência com cores vivas em todas as máquinas é crítica. Também é aconselhável marcar com cores as áreas que precisam de lubrificação ou manutenção periódica, o que pode agregar facilidade e funcionalidade a esses procedimentos.
• Tubulações e canos: Se forem importantes ou transportarem substâncias perigosas, o melhor conselho é pintá-los completamente. Em alguns casos pode ser suficiente colorir apenas uma linha ao longo de seu comprimento.
• Escadas: Para facilitar a descida, é preferível uma faixa para cada degrau do que várias.
• Riscos: A cor deve ser usada para identificar um risco somente quando o risco não pode ser eliminado. A identificação será muito mais eficaz se for realizada de acordo com um código de cores predeterminado.

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A iluminação é fornecida dentro dos interiores, a fim de satisfazer os seguintes requisitos:

• para ajudar a fornecer um ambiente de trabalho seguro
• para auxiliar no desempenho de tarefas visuais
• desenvolver um ambiente visual apropriado.

A provisão de um ambiente de trabalho seguro deve estar no topo da lista de prioridades e, em geral, a segurança aumenta ao tornar os perigos claramente visíveis. A ordem de prioridade dos outros dois requisitos dependerá em grande parte do uso que for dado ao interior. O desempenho da tarefa pode ser melhorado garantindo que os detalhes da tarefa sejam mais fáceis de ver, enquanto ambientes visuais apropriados são desenvolvidos variando a ênfase da iluminação dada aos objetos e superfícies dentro de um interior.

A nossa sensação geral de bem-estar, incluindo moral e fadiga, é influenciada pela luz e pela cor. Sob níveis de iluminação baixos, os objetos teriam pouca ou nenhuma cor ou forma e haveria uma perda de perspectiva. Por outro lado, um excesso de luz pode ser tão indesejado quanto pouca luz.

Em geral, as pessoas preferem uma sala com luz do dia a uma sala sem janelas. Além disso, considera-se que o contato com o mundo exterior auxilia na sensação de bem-estar. A introdução de controles automáticos de iluminação, juntamente com o escurecimento de alta frequência de lâmpadas fluorescentes, tornou possível fornecer aos interiores uma combinação controlada de luz natural e luz artificial. Isso tem o benefício adicional de economizar nos custos de energia.

A percepção do caráter de um interior é influenciada tanto pelo brilho quanto pela cor das superfícies visíveis, tanto internas quanto externas. As condições gerais de iluminação dentro de um interior podem ser alcançadas usando luz do dia ou iluminação artificial, ou mais provavelmente por uma combinação de ambas.

Avaliação de Iluminação

Requisitos gerais

Os sistemas de iluminação usados ​​em interiores comerciais podem ser subdivididos em três categorias principais: iluminação geral, iluminação localizada e iluminação local.

As instalações de iluminação geral normalmente fornecem uma iluminância aproximadamente uniforme em todo o plano de trabalho. Esses sistemas geralmente são baseados no método de projeto de lúmen, em que uma iluminância média é:

Iluminância média (lux) =

Os sistemas de iluminação localizada fornecem iluminação em áreas de trabalho gerais com um nível reduzido simultâneo de iluminação em áreas adjacentes.

Os sistemas de iluminação local fornecem iluminação para áreas relativamente pequenas que incorporam tarefas visuais. Tais sistemas são normalmente complementados por um nível específico de iluminação geral. A Figura 1 ilustra as diferenças típicas entre os sistemas descritos.

Figura 1. Sistemas de iluminação

Onde tarefas visuais devem ser executadas, é essencial atingir um nível de iluminância exigido e considerar as circunstâncias que influenciam sua qualidade.

O uso da luz do dia para iluminar tarefas tem méritos e limitações. As janelas que permitem a entrada da luz do dia em um interior fornecem uma boa modelagem tridimensional e, embora a distribuição espectral da luz do dia varie ao longo do dia, sua reprodução de cores é geralmente considerada excelente.

No entanto, uma iluminância constante em uma tarefa não pode ser fornecida apenas pela luz natural do dia, devido à sua ampla variabilidade, e se a tarefa estiver dentro do mesmo campo de visão de um céu claro, é provável que ocorra o ofuscamento incapacitante, prejudicando assim o desempenho da tarefa . O uso da luz do dia para a iluminação da tarefa tem sucesso apenas parcial, e a iluminação artificial, sobre a qual pode ser exercido maior controle, tem um papel importante a desempenhar.

Uma vez que o olho humano perceberá superfícies e objetos apenas através da luz refletida por eles, segue-se que as características da superfície e os valores de refletância, juntamente com a quantidade e a qualidade da luz, influenciarão a aparência do ambiente.

Ao considerar a iluminação de um interior, é essencial determinar o iluminância nível e compará-lo com os níveis recomendados para diferentes tarefas (ver tabela 1).

Tabela 1. Níveis típicos recomendados de iluminância mantida para diferentes locais ou tarefas visuais

Iluminação para tarefas visuais

A capacidade do olho de discernir detalhes—acuidade visual— é significativamente influenciado pelo tamanho da tarefa, contraste e desempenho visual do observador. O aumento na quantidade e qualidade da iluminação também melhorará significativamente desempenho visual. O efeito da iluminação no desempenho da tarefa é influenciado pelo tamanho dos detalhes críticos da tarefa e pelo contraste entre a tarefa e o ambiente circundante. A Figura 2 mostra os efeitos da iluminância sobre a acuidade visual. Ao considerar a iluminação da tarefa visual, é importante considerar a capacidade do olho de realizar a tarefa visual com velocidade e precisão. Essa combinação é conhecida como desempenho visual. A Figura 3 apresenta efeitos típicos de iluminância no desempenho visual de uma determinada tarefa.

Figura 2. Relação típica entre acuidade visual e iluminância

Figura 3. Relação típica entre desempenho visual e iluminância

A previsão da iluminância atingindo uma superfície de trabalho é de primordial importância no projeto de iluminação. No entanto, o sistema visual humano responde à distribuição de luminância dentro do campo de visão. A cena dentro de um campo visual é interpretada pela diferenciação entre cor de superfície, refletância e iluminação. A luminância depende tanto da iluminância quanto da refletância de uma superfície. Tanto a iluminância quanto a luminância são quantidades objetivas. A resposta ao brilho, no entanto, é subjetiva.

Para produzir um ambiente que proporcione satisfação visual, conforto e desempenho, as luminâncias dentro do campo de visão precisam ser equilibradas. Idealmente, as luminâncias ao redor de uma tarefa devem diminuir gradualmente, evitando contrastes fortes. A variação sugerida na luminância em uma tarefa é mostrada na figura 4.

Figura 4. Variação na luminância em uma tarefa

O método do lúmen de projeto de iluminação leva a uma iluminância média do plano horizontal no plano de trabalho, e é possível usar o método para estabelecer valores médios de iluminância nas paredes e tetos dentro de um interior. É possível converter valores médios de iluminância em valores médios de luminância a partir de detalhes do valor médio de refletância das superfícies da sala.

A equação que relaciona luminância e iluminância é: 

Figura 5. Valores típicos de iluminância relativa juntamente com valores de refletância sugeridos

A Figura 5 mostra um escritório típico com valores relativos de iluminância (de um sistema de iluminação geral suspenso) nas superfícies principais da sala junto com as refletâncias sugeridas. O olho humano tende a ser atraído para aquela parte da cena visual que é mais brilhante. Segue-se que valores de luminância mais altos geralmente ocorrem em uma área de tarefa visual. O olho reconhece os detalhes dentro de uma tarefa visual discriminando entre as partes mais claras e mais escuras da tarefa. A variação de brilho de uma tarefa visual é determinada a partir do cálculo da contraste de luminância:

onde

L_t = Luminância da tarefa

L_b = Luminância do fundo

e ambas as luminâncias são medidas em cd·m^-2

As linhas verticais nesta equação significam que todos os valores de contraste de luminância devem ser considerados positivos.

O contraste de uma tarefa visual será influenciado pelas propriedades de refletância da própria tarefa. Veja a figura 5.

Controle Óptico de Iluminação

Se uma lâmpada nua for usada em uma luminária, é improvável que a distribuição de luz seja aceitável e o sistema quase certamente não será econômico. Em tais situações, é provável que a lâmpada nua seja uma fonte de ofuscamento para os ocupantes da sala e, embora alguma luz possa eventualmente atingir o plano de trabalho, é provável que a eficácia da instalação seja seriamente reduzida por causa do ofuscamento.

Será evidente que alguma forma de controle de luz é necessária, e os métodos mais freqüentemente empregados são detalhados abaixo.

Obstrução

Se uma lâmpada for instalada dentro de um invólucro opaco com apenas uma abertura para a saída de luz, a distribuição de luz será muito limitada, conforme mostra a figura 6.

Figura 6. Controle da saída de iluminação por obstrução

Reflexão

Este método usa superfícies reflexivas, que podem variar de um acabamento altamente fosco a um acabamento altamente especular ou espelhado. Este método de controle é mais eficiente do que a obstrução, pois a luz difusa é coletada e redirecionada para onde é necessária. O princípio envolvido é mostrado na figura 7.

Figura 7. Controle da saída de luz por reflexão

Distribuição

Se uma lâmpada for instalada dentro de um material translúcido, o tamanho aparente da fonte de luz é aumentado com uma redução simultânea em seu brilho. Infelizmente, os difusores práticos absorvem parte da luz emitida, o que consequentemente reduz a eficiência geral da luminária. A Figura 8 ilustra o princípio da difusão.

Figura 8. Controle da saída de luz por difusão

Refração

Este método usa o efeito “prisma”, onde normalmente um material de prisma de vidro ou plástico “dobra” os raios de luz e, ao fazê-lo, redireciona a luz para onde é necessária. Este método é extremamente adequado para iluminação interior geral. Tem a vantagem de combinar um bom controle de ofuscamento com uma eficiência aceitável. A Figura 9 mostra como a refração auxilia no controle óptico.

Em muitos casos, uma luminária usará uma combinação dos métodos de controle óptico descritos.

Figura 9. Controle da saída de luz por refração

distribuição de luminância

A distribuição da saída de luz de uma luminária é significativa na determinação das condições visuais experimentadas posteriormente. Cada um dos quatro métodos de controle óptico descritos produzirá diferentes propriedades de distribuição de saída de luz da luminária.

Velando reflexos geralmente ocorrem em áreas onde os VDUs estão instalados. Os sintomas comuns experimentados em tais situações são a capacidade reduzida de ler corretamente o texto em uma tela devido ao aparecimento de imagens indesejadas de alta luminância na própria tela, geralmente de luminárias suspensas. Pode ocorrer uma situação em que reflexos ocultos também aparecem no papel sobre uma mesa em um interior.

Se as luminárias em um interior tiverem um forte componente de saída de luz verticalmente descendente, então qualquer papel em uma mesa abaixo de tal luminária refletirá a fonte de luz nos olhos de um observador que esteja lendo ou trabalhando no papel. Se o papel tiver acabamento brilhante, a situação é agravada.

A solução para o problema é fazer com que as luminárias utilizadas tenham uma distribuição de saída de luz predominantemente em ângulo com a vertical descendente, de modo que seguindo as leis básicas da física (ângulo de incidência = ângulo de reflexão) o brilho refletido seja ser minimizado. A Figura 10 mostra um exemplo típico do problema e da solução. A distribuição da saída de luz da luminária usada para superar o problema é chamada de distribuição de asas de morcego.

Figura 10. Reflexões veladas

A distribuição de luz das luminárias também pode levar a brilho direto, e na tentativa de contornar esse problema, as unidades de iluminação local devem ser instaladas fora do “ângulo proibido” de 45 graus, conforme mostrado na figura 11.

Figura 11. Representação esquemática do ângulo proibido

Condições ideais de iluminação para conforto visual e desempenho

É apropriado, ao investigar as condições de iluminação para conforto visual e desempenho, considerar os fatores que afetam a capacidade de ver detalhes. Estes podem ser subdivididos em duas categorias - características do observador e características da tarefa.

Características do observador.

Esses incluem:

• sensibilidade do sistema visual do indivíduo ao tamanho, contraste, tempo de exposição
• características de adaptação transitória
• suscetibilidade ao brilho
• idade
• características motivacionais e psicológicas.

Características da tarefa.

Esses incluem:

• configuração de detalhe
• contraste de detalhe/fundo
• luminância de fundo
• especularidade de detalhes.

Com referência a tarefas específicas, as seguintes perguntas precisam ser respondidas:

• Os detalhes da tarefa são fáceis de ver?
• É provável que a tarefa seja realizada por longos períodos?
• Se os erros resultarem da execução da tarefa, as consequências são consideradas graves?

Para produzir condições ideais de iluminação no local de trabalho, é importante considerar os requisitos impostos à instalação de iluminação. Idealmente, a iluminação da tarefa deve revelar cor, tamanho, relevo e qualidades de superfície de uma tarefa, evitando simultaneamente a criação de sombras potencialmente perigosas, brilho e ambientes “agressivos” para a própria tarefa.

Brilho

O ofuscamento ocorre quando há luminância excessiva no campo de visão. Os efeitos do ofuscamento na visão podem ser divididos em dois grupos, denominados brilho de deficiência e brilho de desconforto.

Considere o exemplo do brilho dos faróis de um veículo que se aproxima durante a escuridão. O olho não consegue se adaptar simultaneamente aos faróis do veículo e ao brilho muito menor da estrada. Este é um exemplo de ofuscamento incapacitante, pois as fontes de luz de alta luminância produzem um efeito incapacitante devido à dispersão da luz no meio óptico. O brilho incapacitante é proporcional à intensidade da fonte de luz ofensiva.

O ofuscamento desconfortável, que é mais provável de ocorrer em interiores, pode ser reduzido ou mesmo totalmente eliminado reduzindo o contraste entre a tarefa e seu entorno. Os acabamentos foscos e com reflexão difusa nas superfícies de trabalho devem ser preferidos aos acabamentos com brilho ou com reflexão especular, e a posição de qualquer fonte de luz ofensiva deve estar fora do campo de visão normal. Em geral, o desempenho visual bem-sucedido ocorre quando a tarefa em si é mais brilhante do que seus arredores imediatos, mas não excessivamente.

A magnitude do ofuscamento desconfortável recebe um valor numérico e é comparada com valores de referência para prever se o nível de ofuscamento desconfortável será aceitável. O método de cálculo dos valores do índice de ofuscamento usado no Reino Unido e em outros lugares é considerado em “Medição”.

Medição

Pesquisas de iluminação

Uma técnica de pesquisa freqüentemente usada depende de uma grade de pontos de medição em toda a área em consideração. A base dessa técnica é dividir todo o interior em várias áreas iguais, cada uma idealmente quadrada. A iluminância no centro de cada uma das áreas é medida na altura da mesa (normalmente 0.85 metros acima do nível do chão) e um valor médio de iluminância é calculado. A precisão do valor da iluminância média é influenciada pelo número de pontos de medição usados.

Existe uma relação que permite mínimo número de pontos de medição a serem calculados a partir do valor de índice de quarto aplicável ao interior em consideração.

Aqui, o comprimento e a largura referem-se às dimensões da sala e a altura de montagem é a distância vertical entre o centro da fonte de luz e o plano de trabalho.

A relação referida é dada como:

Número mínimo de pontos de medição = (x + 2)²

Onde "x” é o valor do índice de quarto levado para o próximo número inteiro mais alto, exceto para todos os valores de RI igual ou superior a 3, x é considerado como 4. Essa equação fornece o número mínimo de pontos de medição, mas as condições geralmente exigem que mais do que esse número mínimo de pontos seja usado.

Ao considerar a iluminação de uma área de tarefa e seu entorno imediato, a variação na iluminância ou uniformidade de iluminância deve ser considerada.

Sobre qualquer área de tarefa e seu entorno imediato, a uniformidade não deve ser inferior a 0.8.

Em muitos locais de trabalho, não é necessário iluminar todas as áreas no mesmo nível. A iluminação localizada ou localizada pode fornecer algum grau de economia de energia, mas qualquer que seja o sistema usado, a variação na iluminação em um interior não deve ser excessiva.

A diversidade de iluminância é expressa como:

Em qualquer ponto da área principal do interior, a diversidade de iluminância não deve exceder 5:1.

Instrumentos usados ​​para medir iluminância e luminância tipicamente têm respostas espectrais que variam da resposta do sistema visual humano. As respostas são corrigidas, muitas vezes pelo uso de filtros. Quando os filtros são incorporados, os instrumentos são referidos como cor corrigida.

Os medidores de iluminância têm uma correção adicional aplicada que compensa a direção da luz incidente que incide sobre a célula do detector. Os instrumentos que são capazes de medir com precisão a iluminância de várias direções da luz incidente são chamados de cosseno corrigido.

Medição do índice de brilho

O sistema usado frequentemente no Reino Unido, com variações em outros lugares, é essencialmente um processo de duas etapas. A primeira fase estabelece um índice de ofuscamento não corrigido valor (UGI). A Figura 12 fornece um exemplo.

Figura 12. Elevação e vistas em planta do interior típico usado no exemplo

A altura H é a distância vertical entre o centro da fonte de luz e o nível dos olhos de um observador sentado, que normalmente é considerado 1.2 metros acima do nível do chão. As principais dimensões da sala são então convertidas em múltiplos de H. Assim, como H = 3.0 metros, então comprimento = 4H e largura = 3H. Quatro cálculos separados de UGI devem ser feitos para determinar o pior cenário de acordo com os layouts mostrados na figura 13.

Figura 13. Possíveis combinações de orientação da luminária e direção de visualização dentro do interior considerado no exemplo

As tabelas são produzidas por fabricantes de equipamentos de iluminação que especificam, para determinados valores de refletância de tecido dentro de uma sala, valores de índice de ofuscamento não corrigido para cada combinação de valores de X e Y.

A segunda etapa do processo é aplicar fatores de correção aos valores de UGI dependendo dos valores do fluxo de saída da lâmpada e do desvio no valor da altura (H).

O valor final do índice de ofuscamento é então comparado com o valor do Limiting Glare Index para interiores específicos, fornecido em referências como o CIBSE Code for Interior Lighting (1994).

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A natureza penetrante do ruído ocupacional

O ruído é um dos mais comuns de todos os riscos ocupacionais. Nos Estados Unidos, por exemplo, mais de 9 milhões de trabalhadores estão expostos a níveis de ruído ponderados A médios diários de 85 decibéis (aqui abreviado como 85 dBA). Esses níveis de ruído são potencialmente perigosos para a audição e também podem produzir outros efeitos adversos. Existem aproximadamente 5.2 milhões de trabalhadores expostos a ruído acima desses níveis na manufatura e nos serviços públicos, o que representa cerca de 35% do número total de trabalhadores nas indústrias manufatureiras dos EUA.

Os níveis de ruído perigosos são facilmente identificados e é tecnologicamente viável controlar o ruído excessivo na grande maioria dos casos, aplicando tecnologia de prateleira, reprojetando o equipamento ou processo ou adaptando máquinas ruidosas. Mas, muitas vezes, nada é feito. Há várias razões para isso. Primeiro, embora muitas soluções de controle de ruído sejam notavelmente baratas, outras podem ser caras, especialmente quando o objetivo é reduzir o risco de ruído para níveis de 85 ou 80 dBA.

Uma razão muito importante para a ausência de programas de controle de ruído e conservação auditiva é que, infelizmente, o ruído é frequentemente aceito como um “mal necessário”, uma parte dos negócios, uma parte inevitável de um trabalho industrial. Ruídos perigosos não causam derramamento de sangue, não quebram ossos, não produzem tecidos de aparência estranha e, se os trabalhadores conseguem passar pelos primeiros dias ou semanas de exposição, muitas vezes sentem que “se acostumaram” com o ruído. Mas o que provavelmente aconteceu é que eles começaram a ter uma perda auditiva temporária que diminui sua sensibilidade auditiva durante o dia de trabalho e geralmente desaparece durante a noite. Assim, o progresso da perda auditiva induzida por ruído é insidioso, pois aumenta gradualmente ao longo dos meses e anos, em grande parte despercebido até atingir proporções incapacitantes.

Outra razão importante pela qual os perigos do ruído nem sempre são reconhecidos é que existe um estigma associado à deficiência auditiva resultante. Como Raymond Hétu demonstrou tão claramente em seu artigo sobre reabilitação de perda auditiva induzida por ruído em outro lugar neste enciclopédia, as pessoas com deficiência auditiva são frequentemente consideradas idosas, mentalmente lentas e geralmente incompetentes, e aqueles em risco de sofrer deficiências relutam em reconhecer suas deficiências ou o risco por medo de serem estigmatizados. Esta é uma situação lamentável porque as perdas auditivas induzidas por ruído tornam-se permanentes e, quando somadas à perda auditiva que ocorre naturalmente com o envelhecimento, podem levar à depressão e isolamento na meia-idade e na velhice. A hora de tomar medidas preventivas é antes do início das perdas auditivas.

O escopo da exposição ao ruído

Como mencionado acima, o ruído é especialmente prevalente nas indústrias de manufatura. O Departamento do Trabalho dos EUA estimou que 19.3% dos trabalhadores da indústria e serviços públicos estão expostos a níveis de ruído médios diários de 90 dBA e acima, 34.4% estão expostos a níveis acima de 85 dBA e 53.1% a níveis acima de 80 dBA. Essas estimativas devem ser bastante típicas da porcentagem de trabalhadores expostos a níveis perigosos de ruído em outras nações. É provável que os níveis sejam um pouco mais altos em países menos desenvolvidos, onde os controles de engenharia não são usados ​​tão amplamente, e um pouco mais baixos em países com programas de controle de ruído mais fortes, como os países escandinavos e a Alemanha.

Muitos trabalhadores em todo o mundo sofrem algumas exposições muito perigosas, bem acima de 85 ou 90 dBA. Por exemplo, o Departamento do Trabalho dos EUA estimou que quase meio milhão de trabalhadores estão expostos a níveis médios diários de ruído de 100 dBA ou mais, e mais de 800,000 a níveis entre 95 e 100 dBA apenas nas indústrias manufatureiras.

A Figura 1 classifica as indústrias manufatureiras mais ruidosas nos Estados Unidos em ordem decrescente de acordo com a porcentagem de trabalhadores expostos acima de 90 dBA e fornece estimativas de trabalhadores expostos ao ruído por setor industrial.

Figura 1. Exposição ocupacional ao ruído - a experiência dos EUA

Necessidades de pesquisa

Nos próximos artigos deste capítulo, deve ficar claro para o leitor que os efeitos sobre a audição da maioria dos tipos de ruído são bem conhecidos. Os critérios para os efeitos do ruído contínuo, variável e intermitente foram desenvolvidos há cerca de 30 anos e permanecem essencialmente os mesmos hoje. Isso não é verdade, no entanto, de ruído de impulso. Em níveis relativamente baixos, o ruído de impulso parece não ser mais prejudicial e possivelmente menos do que o ruído contínuo, dada a mesma energia sonora. Mas em níveis de som altos, o ruído de impulso parece ser mais prejudicial, especialmente quando um nível crítico (ou, mais corretamente, uma exposição crítica) é excedido. Mais pesquisas precisam ser realizadas para definir com mais precisão a forma da curva de dano/risco.

Outra área que precisa ser esclarecida é o efeito adverso do ruído, tanto na audição quanto na saúde geral, em combinação com outros agentes. Embora os efeitos combinados de ruído e drogas ototóxicas sejam bastante conhecidos, a combinação de ruído e produtos químicos industriais é uma preocupação crescente. Solventes e alguns outros agentes parecem ser cada vez mais neurotóxicos quando experimentados em conjunto com altos níveis de ruído.

Em todo o mundo, os trabalhadores expostos ao ruído nas indústrias manufatureiras e militares recebem a maior parte da atenção. Existem, no entanto, muitos trabalhadores na mineração, construção, agricultura e transporte que também estão expostos a níveis perigosos de ruído, conforme indicado na figura 1. As necessidades específicas associadas a essas ocupações precisam ser avaliadas, e o controle de ruído e outros aspectos de programas de conservação auditiva precisam ser estendidos a esses trabalhadores. Infelizmente, a provisão de programas de conservação auditiva para trabalhadores expostos ao ruído não garante que a perda auditiva e outros efeitos adversos do ruído sejam evitados. Existem métodos padrão para avaliar a eficácia dos programas de conservação auditiva, mas eles podem ser complicados e não são amplamente utilizados. É preciso desenvolver métodos de avaliação simples que possam ser usados ​​tanto por empresas pequenas quanto grandes, e aquelas com recursos mínimos.

A tecnologia existe para diminuir a maioria dos problemas de ruído, como mencionado acima, mas há uma grande lacuna entre a tecnologia existente e sua aplicação. É necessário desenvolver métodos pelos quais as informações sobre todos os tipos de soluções de controle de ruído possam ser disseminadas para aqueles que precisam. As informações de controle de ruído precisam ser informatizadas e disponibilizadas não apenas para usuários em países em desenvolvimento, mas também para países industrializados.

Tendências futuras

Em alguns países, há uma tendência crescente de dar mais ênfase à exposição não ocupacional ao ruído e sua contribuição para a perda auditiva induzida por ruído. Esses tipos de fontes e atividades incluem caça, tiro ao alvo, brinquedos barulhentos e música alta. Esse foco é benéfico porque destaca algumas fontes potencialmente significativas de deficiência auditiva, mas pode realmente ser prejudicial se desviar a atenção de sérios problemas de ruído ocupacional.

Uma tendência muito dramática é evidente entre as nações pertencentes à União Européia, onde a padronização do ruído está progredindo em um ritmo quase ofegante. Este processo inclui padrões para emissões de ruído do produto, bem como para padrões de exposição ao ruído.

O processo de definição de padrões não está se movendo rapidamente na América do Norte, especialmente nos Estados Unidos, onde os esforços regulatórios estão parados e o movimento em direção à desregulamentação é uma possibilidade. Os esforços para regular o ruído de novos produtos foram abandonados em 1982, quando o Escritório de Ruído da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos foi fechado, e os padrões de ruído ocupacional podem não sobreviver ao clima de desregulamentação do atual Congresso dos Estados Unidos.

As nações em desenvolvimento parecem estar em processo de adoção e revisão de padrões de ruído. Esses padrões tendem ao conservadorismo, na medida em que caminham para um limite de exposição permissível de 85 dBA e para uma taxa de câmbio (relação de negociação tempo/intensidade) de 3 dB. Quão bem esses padrões são aplicados, especialmente em economias em expansão, é uma questão em aberto.

A tendência em alguns dos países em desenvolvimento é concentrar-se no controle do ruído por métodos de engenharia, em vez de lutar com as complexidades dos testes audiométricos, dispositivos de proteção auditiva, treinamento e manutenção de registros. Esta parece ser uma abordagem muito sensata sempre que possível. Às vezes, a suplementação com protetores auriculares pode ser necessária para reduzir a exposição a níveis seguros.

Os efeitos do ruído

Alguns dos materiais a seguir foram adaptados de Suter, AH, “Noise and the Conservation of Hearing”, Capítulo 2 em Hearing Conservation Manual (3ª ed.), Council for Accreditation in Occupational Hearing Conservation, Milwaukee, WI, EUA (1993 ).

A perda de audição é certamente o efeito adverso do ruído mais conhecido e provavelmente o mais grave, mas não é o único. Outros efeitos prejudiciais incluem zumbido (zumbido nos ouvidos), interferência na comunicação da fala e na percepção de sinais de alerta, interrupção do desempenho no trabalho, incômodo e efeitos extra-auditivos. Na maioria das circunstâncias, proteger a audição dos trabalhadores deve proteger contra a maioria dos outros efeitos. Essa consideração fornece suporte adicional para as empresas implementarem bons programas de controle de ruído e conservação auditiva.

Deficiência auditiva

A deficiência auditiva induzida por ruído é muito comum, mas muitas vezes é subestimada porque não há efeitos visíveis e, na maioria dos casos, nenhuma dor. Há apenas uma perda gradual e progressiva da comunicação com a família e amigos, e uma perda de sensibilidade aos sons do ambiente, como o canto dos pássaros e a música. Infelizmente, a boa audição geralmente é considerada um dado adquirido até que seja perdida.

Essas perdas podem ser tão graduais que os indivíduos não percebem o que aconteceu até que a deficiência se torne incapacitante. O primeiro sinal geralmente é que as outras pessoas parecem não falar tão claramente quanto antes. A pessoa com deficiência auditiva terá que pedir aos outros que repitam, e muitas vezes fica aborrecida com sua aparente falta de consideração. Frequentemente dizem à família e aos amigos: “Não grite comigo. Eu posso ouvir você, mas simplesmente não consigo entender o que você está dizendo.

À medida que a perda auditiva piora, o indivíduo começa a se afastar de situações sociais. Igreja, reuniões cívicas, eventos sociais e teatro começam a perder sua atração e o indivíduo optará por ficar em casa. O volume da televisão se torna uma fonte de discórdia dentro da família, e outros membros da família às vezes são expulsos da sala porque a pessoa com deficiência auditiva quer muito alto.

A presbiacusia, a perda auditiva que acompanha naturalmente o processo de envelhecimento, aumenta a deficiência auditiva quando a pessoa com perda auditiva induzida por ruído fica mais velha. Eventualmente, a perda pode evoluir para um estágio tão grave que o indivíduo não consegue mais se comunicar com a família ou amigos sem grande dificuldade, ficando então de fato isolado. Um aparelho auditivo pode ajudar em alguns casos, mas a clareza da audição natural nunca será restaurada, pois a clareza da visão ocorre com os óculos.

Deficiência auditiva ocupacional

A deficiência auditiva induzida por ruído é geralmente considerada uma doença ou doença ocupacional, e não uma lesão, porque sua progressão é gradual. Em raras ocasiões, um funcionário pode sofrer perda auditiva imediata e permanente devido a um evento muito alto, como uma explosão ou um processo muito ruidoso, como rebitagem em aço. Nessas circunstâncias, a perda auditiva é algumas vezes referida como uma lesão e é chamada de “trauma acústico”. A circunstância usual, no entanto, é uma diminuição lenta na capacidade auditiva ao longo de muitos anos. A quantidade de comprometimento dependerá do nível de ruído, da duração da exposição e da suscetibilidade de cada trabalhador. Infelizmente, não há tratamento médico para deficiência auditiva ocupacional; só existe prevenção.

Os efeitos auditivos do ruído estão bem documentados e há pouca controvérsia sobre a quantidade de ruído contínuo que causa vários graus de perda auditiva (ISO 1990). Que o ruído intermitente causa perda auditiva também é incontestável. Mas períodos de ruído interrompidos por períodos de silêncio podem oferecer ao ouvido interno uma oportunidade de se recuperar de uma perda auditiva temporária e, portanto, podem ser um pouco menos perigosos do que o ruído contínuo. Isso é verdade principalmente para ocupações ao ar livre, mas não para ambientes internos, como fábricas, onde os intervalos necessários de silêncio são raros (Suter 1993).

O ruído de impulso, como o ruído de tiros e batidas de metal, também prejudica a audição. Há alguma evidência de que o perigo do ruído impulsivo é mais grave do que o de outros tipos de ruído (Dunn et al. 1991; Thiery e Meyer-Bisch 1988), mas nem sempre é esse o caso. A quantidade de dano dependerá principalmente do nível e duração do impulso, podendo ser pior quando houver ruído contínuo de fundo. Há também evidências de que fontes de ruído impulsivo de alta frequência são mais prejudiciais do que aquelas compostas de frequências mais baixas (Hamernik, Ahroon e Hsueh 1991; Price 1983).

A perda auditiva devido ao ruído geralmente é temporária no início. Durante um dia barulhento, o ouvido fica cansado e o trabalhador experimenta uma redução na audição conhecida como mudança de limiar temporária (TTS). Entre o final de um turno de trabalho e o início do próximo, a orelha geralmente se recupera de grande parte do TTS, mas muitas vezes, parte da perda permanece. Após dias, meses e anos de exposição, o TTS leva a efeitos permanentes e novas quantidades de TTS começam a se acumular nas perdas agora permanentes. Um bom programa de testes audiométricos tentará identificar essas perdas auditivas temporárias e fornecer medidas preventivas antes que as perdas se tornem permanentes.

Evidências experimentais indicam que vários agentes industriais são tóxicos ao sistema nervoso e produzem perda auditiva em animais de laboratório, principalmente quando ocorrem em combinação com ruído (Fechter 1989). Esses agentes incluem (1) perigos de metais pesados, como compostos de chumbo e trimetilestanho, (2) solventes orgânicos, como tolueno, xileno e dissulfeto de carbono, e (3) um asfixiante, monóxido de carbono. Pesquisas recentes sobre trabalhadores industriais (Morata 1989; Morata et al. 1991) sugerem que algumas dessas substâncias (disulfeto de carbono e tolueno) podem aumentar o potencial prejudicial do ruído. Há também evidências de que certas drogas que já são tóxicas para o ouvido podem aumentar os efeitos nocivos do ruído (Boettcher et al. 1987). Exemplos incluem certos antibióticos e drogas quimioterápicas contra o câncer. Os responsáveis ​​pelos programas de conservação auditiva devem estar cientes de que os trabalhadores expostos a esses produtos químicos ou em uso dessas drogas podem ser mais susceptíveis à perda auditiva, principalmente quando expostos a ruídos adicionais.

Deficiência auditiva não ocupacional

É importante entender que o ruído ocupacional não é a única causa de perda auditiva induzida por ruído entre os trabalhadores, mas a perda auditiva também pode ser causada por fontes fora do local de trabalho. Essas fontes de ruído produzem o que às vezes é chamado de “sociocusia”, e seus efeitos na audição são impossíveis de diferenciar da perda auditiva ocupacional. Eles só podem ser presumidos fazendo perguntas detalhadas sobre as atividades recreativas e outras atividades ruidosas do trabalhador. Exemplos de fontes sociocúsicas podem ser ferramentas de carpintaria, motosserras, motocicletas sem abafamento, música alta e armas de fogo. O tiro frequente com armas de grande calibre (sem proteção auditiva) pode contribuir significativamente para a perda auditiva induzida por ruído, enquanto a caça ocasional com armas de menor calibre tem maior probabilidade de ser inofensiva.

A importância da exposição não ocupacional ao ruído e a sociocusia resultante é que essa perda auditiva aumenta a exposição que um indivíduo pode receber de fontes ocupacionais. Para o bem da saúde auditiva geral dos trabalhadores, eles devem ser aconselhados a usar proteção auditiva adequada quando se envolverem em atividades recreativas ruidosas.

Zumbido

O zumbido é uma condição que frequentemente acompanha a perda auditiva temporária e permanente por ruído, bem como outros tipos de perda auditiva neurossensorial. Muitas vezes referido como um “zumbido nos ouvidos”, o zumbido pode variar de leve em alguns casos a grave em outros. Às vezes, os indivíduos relatam que se incomodam mais com o zumbido do que com a deficiência auditiva.

É provável que as pessoas com zumbido percebam mais em condições silenciosas, como quando estão tentando dormir à noite ou quando estão sentadas em uma cabine à prova de som fazendo um teste audiométrico. É um sinal de que as células sensoriais do ouvido interno estão irritadas. Muitas vezes, é um precursor da perda auditiva induzida por ruído e, portanto, um importante sinal de alerta.

Interferência de comunicação e segurança

O fato de que o ruído pode interferir ou “mascarar” a comunicação de fala e os sinais de alerta é apenas senso comum. Muitos processos industriais podem ser executados muito bem com um mínimo de comunicação entre os trabalhadores. Outros trabalhos, no entanto, como os realizados por pilotos de linha aérea, engenheiros ferroviários, comandantes de tanques e muitos outros dependem fortemente da comunicação por voz. Alguns desses trabalhadores utilizam sistemas eletrônicos que suprimem o ruído e amplificam a fala. Atualmente, existem sofisticados sistemas de comunicação, alguns com dispositivos que cancelam sinais acústicos indesejados para que a comunicação ocorra com mais facilidade.

Em muitos casos, os trabalhadores só precisam se virar, esforçando-se para entender as comunicações acima do ruído e gritando ou sinalizando acima dele. Às vezes, as pessoas podem desenvolver rouquidão ou mesmo nódulos vocais ou outras anormalidades nas cordas vocais devido ao esforço excessivo. Esses indivíduos podem precisar ser encaminhados para atendimento médico.

As pessoas aprenderam com a experiência que em níveis de ruído acima de 80 dBA eles devem falar muito alto e em níveis acima de 85 dBA eles devem gritar. Em níveis muito acima de 95 dBA, eles precisam se aproximar para se comunicar. Especialistas em acústica desenvolveram métodos para prever a quantidade de comunicação que pode ocorrer em situações industriais. As previsões resultantes dependem das características acústicas do ruído e da fala (ou outro sinal desejado), bem como da distância entre o locutor e o ouvinte.

É geralmente conhecido que o ruído pode interferir na segurança, mas apenas alguns estudos documentaram esse problema (por exemplo, Moll van Charante e Mulder 1990; Wilkins e Acton 1982). Houve inúmeros relatos, no entanto, de trabalhadores que tiveram roupas ou mãos presas em máquinas e ficaram gravemente feridos enquanto seus colegas de trabalho ignoravam seus gritos de socorro. Para evitar falhas de comunicação em ambientes ruidosos, alguns empregadores instalaram dispositivos de alerta visual.

Outro problema, reconhecido mais pelos próprios trabalhadores expostos ao ruído do que pelos profissionais de conservação auditiva e saúde ocupacional, é que os protetores auditivos podem, por vezes, interferir na percepção da fala e dos sinais de alerta. Isso parece ser verdade principalmente quando os usuários já têm perdas auditivas e os níveis de ruído caem abaixo de 90 dBA (Suter 1992). Nesses casos, os trabalhadores têm uma preocupação muito legítima com o uso de proteção auditiva. É importante estar atento às suas preocupações e implementar controles de ruído de engenharia ou aprimorar o tipo de proteção oferecida, como protetores embutidos em um sistema de comunicação eletrônica. Além disso, os protetores auriculares agora estão disponíveis com uma resposta de frequência mais plana e de “alta fidelidade”, o que pode melhorar a capacidade dos trabalhadores de entender a fala e os sinais de alerta.

Efeitos no desempenho do trabalho

Os efeitos do ruído no desempenho do trabalho foram estudados tanto em laboratório quanto em condições reais de trabalho. Os resultados mostraram que o ruído geralmente tem pouco efeito sobre o desempenho do trabalho repetitivo e monótono e, em alguns casos, pode realmente aumentar o desempenho do trabalho quando o nível do ruído é baixo ou moderado. Altos níveis de ruído podem prejudicar o desempenho do trabalho, especialmente quando a tarefa é complicada ou envolve fazer mais de uma coisa ao mesmo tempo. O ruído intermitente tende a ser mais perturbador do que o ruído contínuo, principalmente quando os períodos de ruído são imprevisíveis e incontroláveis. Algumas pesquisas indicam que as pessoas são menos propensas a ajudar umas às outras e mais propensas a exibir comportamento antissocial em ambientes barulhentos do que em ambientes silenciosos. (Para uma análise detalhada dos efeitos do ruído no desempenho do trabalho, consulte Suter 1992).

Aborrecimento

Embora o termo “incômodo” seja mais frequentemente associado a problemas de ruído da comunidade, como aeroportos ou pistas de corrida, os trabalhadores industriais também podem se sentir incomodados ou irritados com o ruído de seu local de trabalho. Esse incômodo pode estar relacionado à interferência da fala e do desempenho no trabalho descritos acima, mas também pode ser devido ao fato de muitas pessoas terem aversão ao ruído. Às vezes, a aversão ao barulho é tão forte que o trabalhador procura emprego em outro lugar, mas essa oportunidade nem sempre é viável. Após um período de adaptação, a maioria não parecerá tão incomodada, mas ainda pode reclamar de fadiga, irritabilidade e insônia. (O ajuste será mais bem-sucedido se os trabalhadores jovens estiverem adequadamente equipados com protetores auditivos desde o início, antes que desenvolvam qualquer perda auditiva.) Curiosamente, esse tipo de informação às vezes vem à tona depois de uma empresa inicia um programa de controle de ruído e conservação auditiva porque os trabalhadores teriam se conscientizado do contraste entre as condições anteriores e as condições melhoradas posteriormente.

Efeitos extra-auditivos

Como estressor biológico, o ruído pode influenciar todo o sistema fisiológico. O ruído age da mesma forma que outros estressores, fazendo com que o corpo responda de maneiras que podem ser prejudiciais a longo prazo e levar a distúrbios conhecidos como “doenças do estresse”. Diante do perigo nos tempos primitivos, o corpo passava por uma série de mudanças biológicas, preparando-se para lutar ou fugir (a clássica resposta de “lutar ou fugir”). Há evidências de que essas alterações ainda persistem com a exposição ao ruído alto, mesmo que a pessoa se sinta “adaptada” ao ruído.

A maioria desses efeitos parece ser transitória, mas com a exposição contínua, alguns efeitos adversos demonstraram ser crônicos em animais de laboratório. Vários estudos de trabalhadores industriais também apontam nessa direção, enquanto alguns estudos não mostram efeitos significativos (Rehm 1983; van Dijk 1990). A evidência é provavelmente mais forte para efeitos cardiovasculares, como aumento da pressão arterial ou alterações na química do sangue. Um conjunto significativo de estudos laboratoriais em animais mostrou níveis elevados crônicos de pressão arterial resultantes da exposição ao ruído em torno de 85 a 90 dBA, que não retornaram à linha de base após o término da exposição (Peterson et al. 1978, 1981 e 1983).

Estudos da química do sangue mostram níveis aumentados das catecolaminas epinefrina e norepinefrina devido à exposição ao ruído (Rehm 1983), e uma série de experimentos realizados por investigadores alemães encontraram uma conexão entre a exposição ao ruído e o metabolismo do magnésio em humanos e animais (Ising e Kruppa 1993). O pensamento atual sustenta que os efeitos extra-auditivos do ruído são provavelmente mediados psicologicamente, por meio da aversão ao ruído, tornando muito difícil obter relações dose-resposta. (Para uma visão geral abrangente desse problema, consulte Ising e Kruppa 1993.)

Como os efeitos extra-auditivos do ruído são mediados pelo sistema auditivo, o que significa que é necessário ouvir o ruído para que ocorram efeitos adversos, a proteção auditiva adequadamente ajustada deve reduzir a probabilidade desses efeitos da mesma forma que ocorre com a perda auditiva .

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