36. Aumento da pressão barométrica
Editor de Capítulo: TJR Francisco
Conteúdo
Trabalhando sob Pressão Barométrica Aumentada
Eric Kindwall
Dees F. Gorman
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1. Instruções para trabalhadores de ar comprimido
2. Doença descompressiva: classificação revisada
37. Pressão barométrica reduzida
Editor de Capítulo: Walter Dummer
Aclimatação Ventilatória à Alta Altitude
John T. Reeves e John V. Weil
Efeitos fisiológicos da pressão barométrica reduzida
Kenneth I. Berger e William N. Rom
Considerações de saúde para gerenciar o trabalho em grandes altitudes
John B. Oeste
Prevenção de Riscos Ocupacionais em Grandes Altitudes
Walter Dummer
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38. Perigos Biológicos
Editor de Capítulo: Zuheir Ibrahim Fakhri
Riscos biológicos no local de trabalho
Zuheir I. Fakhri
Animais aquaticos
D. Zannini
Animais Terrestres Peçonhentos
JA Rioux e B. Juminer
Características clínicas da picada de cobra
David A. Warrel
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1. Ambientes ocupacionais com agentes biológicos
2. Vírus, bactérias, fungos e plantas no local de trabalho
3. Animais como fonte de riscos ocupacionais
39. Desastres, Naturais e Tecnológicos
Editor de Capítulo: Pier Alberto Bertazzi
Desastres e Acidentes Graves
Pier Alberto Bertazzi
Convenção da OIT sobre a Prevenção de Acidentes Industriais Graves, 1993 (No. 174)
Preparação para Desastres
Pedro J. Baxter
Atividades pós-desastre
Benedetto Terracini e Ursula Ackermann-Liebrich
Problemas relacionados ao clima
Jean Francês
Avalanches: Perigos e Medidas de Proteção
Gustav Pointingl
Transporte de Material Perigoso: Químico e Radioativo
Donald M. Campbell
Acidentes de Radiação
Pierre Verger e Denis Winter
Estudo de caso: o que significa dose?
Medidas de saúde e segurança ocupacional em áreas agrícolas contaminadas por radionuclídeos: a experiência de Chernobyl
Yuri Kundiev, Leonard Dobrovolsky e VI Chernyuk
Estudo de caso: o incêndio na fábrica de brinquedos Kader
Casey Cavanaugh Grant
Impactos de Desastres: Lições de uma Perspectiva Médica
José Luís Zeballos
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1. Definições de tipos de desastres
2. Número médio de vítimas em 25 anos por tipo e região - gatilho natural
3. Número médio de vítimas em 25 anos por tipo e região - gatilho não natural
4. Número médio de vítimas em 25 anos por tipo de gatilho natural (1969-1993)
5. Número médio de vítimas em 25 anos por tipo de gatilho não natural (1969-1993)
6. Gatilho natural de 1969 a 1993: Eventos ao longo de 25 anos
7. Gatilho não natural de 1969 a 1993: Eventos ao longo de 25 anos
8. Gatilho natural: número por região global e tipo em 1994
9. Gatilho não natural: número por região global e tipo em 1994
10. Exemplos de explosões industriais
11. Exemplos de grandes incêndios
12. Exemplos de grandes liberações tóxicas
13. Papel da gestão de instalações de risco maior no controle de risco
14. Métodos de trabalho para avaliação de perigos
15. Critérios da Diretiva CE para instalações de risco maior
16. Produtos químicos prioritários usados na identificação de instalações de risco maior
17. Riscos ocupacionais relacionados ao clima
18. Radionuclídeos típicos, com suas meias-vidas radioativas
19. Comparação de diferentes acidentes nucleares
20. Contaminação na Ucrânia, Bielo-Rússia e Rússia após Chernobyl
21. Contaminação estrôncio-90 após o acidente de Khyshtym (Urais 1957)
22. Fontes radioativas que envolveram o público em geral
23. Principais acidentes envolvendo irradiadores industriais
24. Oak Ridge (EUA) registro de acidentes de radiação (mundial, 1944-88)
25. Padrão de exposição ocupacional à radiação ionizante em todo o mundo
26. Efeitos determinísticos: limites para órgãos selecionados
27. Pacientes com síndrome de irradiação aguda (AIS) após Chernobyl
28. Estudos epidemiológicos de câncer de irradiação externa de alta dose
29. Câncer de tireoide em crianças na Bielorrússia, Ucrânia e Rússia, 1981-94
30. Escala internacional de incidentes nucleares
31. Medidas de proteção genéricas para a população em geral
32. Critérios para zonas de contaminação
33. Grandes desastres na América Latina e no Caribe, 1970-93
34. Perdas devido a seis desastres naturais
35. Hospitais e leitos hospitalares danificados/destruídos por 3 grandes desastres
36. Vítimas em 2 hospitais desabaram pelo terremoto de 1985 no México
37. Camas hospitalares perdidas devido ao terremoto chileno de março de 1985
38. Fatores de risco para danos causados por terremotos à infraestrutura hospitalar
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40. Eletricidade
Editor de Capítulo: Dominique Folliot
Eletricidade—Efeitos Fisiológicos
Dominique Folliot
Eletricidade estática
Claude Menguy
Prevenção e Padrões
Renzo Comini
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1. Estimativas da taxa de eletrocussão-1988
2. Relações básicas em eletrostática-Coleção de equações
3. Afinidades eletrônicas de polímeros selecionados
4. Limites de inflamabilidade inferiores típicos
5. Cobrança específica associada a operações industriais selecionadas
6. Exemplos de equipamentos sensíveis a descargas eletrostáticas
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41. Fogo
Editor de Capítulo: Casey C. Grant
Conceitos Básicos
Dougal Drysdale
Fontes de perigos de incêndio
Tamás Banky
Medidas de Prevenção de Incêndio
Pedro F. Johnson
Medidas passivas de proteção contra incêndio
Yngve Anderberg
Medidas Ativas de Proteção Contra Incêndio
Gary Taylor
Organização para proteção contra incêndio
S.Dheri
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1. Limites de inflamabilidade inferior e superior no ar
2. Pontos de inflamação e pontos de incêndio de combustíveis líquidos e sólidos
3. Fontes de ignição
4. Comparação de concentrações de diferentes gases necessários para inertização
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42. Calor e Frio
Editor de Capítulo: Jean-Jacques Vogt
Respostas Fisiológicas ao Ambiente Térmico
W.Larry Kenney
Efeitos do Estresse Térmico e do Trabalho no Calor
Bodil Nielsen
Distúrbios de Calor
Tokuo Ogawa
Prevenção do Estresse Térmico
Sarah A. Nunneley
A Base Física do Trabalho no Calor
Jacques Malchaire
Avaliação do Estresse Térmico e Índices de Estresse Térmico
Kenneth C. Parsons
Estudo de Caso: Índices de Calor: Fórmulas e Definições
Troca de calor através da roupa
Wouter A. Lotens
Ambientes Frios e Trabalho a Frio
Ingvar Holmér, Per-Ola Granberg e Goran Dahlstrom
Prevenção de Estresse por Frio em Condições Externas Externas
Jacques Bittel e Gustave Savourey
Índices e Padrões de Frio
Ingvar Holmer
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1. Concentração de eletrólitos no plasma sanguíneo e no suor
2. Índice de estresse térmico e tempos de exposição permitidos: cálculos
3. Interpretação dos valores do Índice de Estresse Térmico
4. Valores de referência para critérios de tensão e deformação térmica
5. Modelo usando a frequência cardíaca para avaliar o estresse térmico
6. Valores de referência WBGT
7. Práticas de trabalho para ambientes quentes
8. Cálculo do índice SWreq e método de avaliação: equações
9. Descrição dos termos usados na ISO 7933 (1989b)
10. Valores WBGT para quatro fases de trabalho
11. Dados básicos para a avaliação analítica usando ISO 7933
12. Avaliação analítica usando ISO 7933
13. Temperaturas do ar de vários ambientes ocupacionais frios
14. Duração do estresse por frio descompensado e reações associadas
15. Indicação de efeitos antecipados de exposição leve e severa ao frio
16. Temperatura do tecido corporal e desempenho físico humano
17. Respostas humanas ao resfriamento: reações indicativas à hipotermia
18. Recomendações de saúde para o pessoal exposto ao estresse pelo frio
19. Programas de condicionamento para trabalhadores expostos ao frio
20. Prevenção e alívio do estresse pelo frio: estratégias
21. Estratégias e medidas relacionadas a fatores e equipamentos específicos
22. Mecanismos gerais de adaptação ao frio
23. Número de dias em que a temperatura da água é inferior a 15 ºC
24. Temperaturas do ar de vários ambientes ocupacionais frios
25. Classificação esquemática do trabalho a frio
26. Classificação dos níveis de taxa metabólica
27. Exemplos de valores básicos de isolamento de roupas
28. Classificação da resistência térmica ao resfriamento de roupas de mão
29. Classificação da resistência térmica de contato de roupas de mão
30. Índice de resfriamento pelo vento, temperatura e tempo de congelamento da carne exposta
31. Poder de resfriamento do vento na carne exposta
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43. Horas de Trabalho
Editor de Capítulo: Pedro Knauth
Horas de trabalho
Pedro Knauth
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1. Intervalos de tempo desde o início do trabalho por turnos até três doenças
2. Trabalho em turnos e incidência de distúrbios cardiovasculares
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44. Qualidade do ar interno
Editor de Capítulo: Xavier Guardino Solá
Qualidade do Ar Interior: Introdução
Xavier Guardino Solá
Natureza e fontes de contaminantes químicos internos
Derrick Crump
Radão
Maria José Berenguer
Fumo do tabaco
Dietrich Hoffmann e Ernst L. Wynder
Regulamentos para fumar
Xavier Guardino Solá
Medição e Avaliação de Poluentes Químicos
M. Gracia Rosell Farrás
Contaminação Biológica
Brian Flannigan
Regulamentos, Recomendações, Diretrizes e Normas
Maria José Berenguer
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1. Classificação de poluentes orgânicos internos
2. Emissão de formaldeído de uma variedade de materiais
3. Ttl. compostos orgânicos voláteis concentrados, revestimentos de parede/piso
4. Produtos de consumo e outras fontes de compostos orgânicos voláteis
5. Principais tipos e concentrações no Reino Unido urbano
6. Medições de campo de óxidos de nitrogênio e monóxido de carbono
7. Agentes tóxicos e tumorigênicos na fumaça secundária do cigarro
8. Agentes tóxicos e tumorigênicos da fumaça do tabaco
9. Cotinina urinária em não fumantes
10. Metodologia para colher amostras
11. Métodos de detecção de gases no ar interno
12. Métodos usados para a análise de poluentes químicos
13. Limites de detecção mais baixos para alguns gases
14. Tipos de fungos que podem causar rinite e/ou asma
15. Microrganismos e alveolite alérgica extrínseca
16. Microrganismos no ar e poeira interna não industrial
17. Padrões de qualidade do ar estabelecidos pela US EPA
18. Diretrizes da OMS para aborrecimentos não cancerígenos e não olfativos
19. Valores de orientação da OMS com base em efeitos sensoriais ou aborrecimento
20. Valores de referência para radônio de três organizações
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45. Controle Ambiental Interno
Editor de Capítulo: Juan Guasch Farrás
Controle de Ambientes Internos: Princípios Gerais
A. Hernández Calleja
Ar Interior: Métodos de Controle e Limpeza
E. Adán Liébana e A. Hernández Calleja
Objetivos e Princípios da Ventilação Geral e de Diluição
Emílio Castejón
Critérios de ventilação para edifícios não industriais
A. Hernández Calleja
Sistemas de aquecimento e ar condicionado
F. Ramos Pérez e J. Guasch Farrás
Ar Interior: Ionização
E. Adán Liébana e J. Guasch Farrás
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1. Poluentes internos mais comuns e suas fontes
2. Sistema de ventilação de diluição de requisitos básicos
3. Medidas de controle e seus efeitos
4. Ajustes no ambiente de trabalho e efeitos
5. Eficácia dos filtros (padrão ASHRAE 52-76)
6. Reagentes usados como absorventes para contaminantes
7. Níveis de qualidade do ar interior
8. Contaminação devido aos ocupantes de um edifício
9. Grau de ocupação de diferentes edifícios
10. Contaminação devido ao edifício
11. Níveis de qualidade do ar exterior
12. Normas propostas para fatores ambientais
13. Temperaturas de conforto térmico (baseadas em Fanger)
14. Características dos íons
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46. Iluminação
Editor de Capítulo: Juan Guasch Farrás
Tipos de Lâmpadas e Iluminação
Richard Forster
Condições Necessárias para Visual
Fernando Ramos Pérez e Ana Hernández Calleja
Condições Gerais de Iluminação
Alan Smith
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1. Saída e potência aprimoradas de algumas lâmpadas fluorescentes de 1,500 mm
2. Eficácias típicas de lâmpadas
3. Sistema Internacional de Codificação de Lâmpadas (ILCOS) para alguns tipos de lâmpadas
4. Cores e formas comuns de lâmpadas incandescentes e códigos ILCOS
5. Tipos de lâmpada de sódio de alta pressão
6. Contrastes de cores
7. Fatores de reflexão de diferentes cores e materiais
8. Níveis recomendados de iluminância mantida para locais/tarefas
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47. ruído
Editor de Capítulo: Alice H. Suter
A natureza e os efeitos do ruído
Alice H. Suter
Medição de Ruído e Avaliação de Exposição
Eduard I. Denisov e alemão A. Suvorov
Controle de Ruído de Engenharia
Dennis P. Driscoll
Programas de Conservação Auditiva
Larry H. Royster e Julia Doswell Royster
Normas e regulamentos
Alice H. Suter
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1. Limites de exposição permissíveis (PEL) para exposição ao ruído, por país
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48. Radiação: Ionizante
Editor do capítulo: Robert N. Cherry, Jr.
Introdução
Robert N. Cereja, Jr.
Biologia da Radiação e Efeitos Biológicos
Arthur C. Upton
Fontes de Radiação Ionizante
Robert N. Cereja, Jr.
Projeto do local de trabalho para segurança contra radiação
Gordon M. Lodde
Segurança de radiação
Robert N. Cereja, Jr.
Planejamento e Gerenciamento de Acidentes de Radiação
Sidney W. Porter, Jr.
49. Radiação Não Ionizante
Editor de Capítulo: Valete Bengt
Campos elétricos e magnéticos e resultados de saúde
Valete Bengt
O Espectro Eletromagnético: Características Físicas Básicas
Kjell Hansson suave
Radiação ultravioleta
David H. Sliney
Radiação infra-vermelha
R. Matthes
Luz e radiação infravermelha
David H. Sliney
lasers
David H. Sliney
Campos de Radiofrequência e Microondas
Kjell Hansson suave
Campos Elétricos e Magnéticos VLF e ELF
Michael H. Repacholi
Campos Estáticos Elétricos e Magnéticos
Martinho Grandolfo
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1. Fontes e exposições para IR
2. Função de risco térmico da retina
3. Limites de exposição para lasers típicos
4. Aplicações de equipamentos usando faixa >0 a 30 kHz
5. Fontes ocupacionais de exposição a campos magnéticos
6. Efeitos das correntes que passam pelo corpo humano
7. Efeitos biológicos de várias faixas de densidade de corrente
8. Limites de exposição ocupacional - campos elétricos/magnéticos
9. Estudos em animais expostos a campos elétricos estáticos
10. Principais tecnologias e grandes campos magnéticos estáticos
11. Recomendações ICNIRP para campos magnéticos estáticos
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50. Vibração
Editor de Capítulo: Michael J. Griffin
vibração
Michael J. Griffin
Vibração de corpo inteiro
Helmut Seidel e Michael J. Griffin
Vibração transmitida manualmente
Massimo Bovenzi
Motion Sickness
Alan J. Benson
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1. Atividades com efeitos adversos da vibração de corpo inteiro
2. Medidas preventivas para vibração de corpo inteiro
3. Exposições a vibrações transmitidas pelas mãos
4. Estágios, escala da oficina de Estocolmo, síndrome de vibração mão-braço
5. Fenômeno de Raynaud e síndrome de vibração mão-braço
6. Valores-limite de limite para vibração transmitida manualmente
7. Diretriz do Conselho da União Européia: vibração transmitida manualmente (1994)
8. Magnitudes de vibração para branqueamento de dedo
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51. Violência
Editor de Capítulo: Leon J. Warshaw
Violência no local de trabalho
Leon J. Warshaw
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1. Taxas mais altas de homicídio ocupacional, locais de trabalho nos EUA, 1980-1989
2. Taxas mais altas de homicídio ocupacional Ocupações nos EUA, 1980-1989
3. Fatores de risco para homicídios no local de trabalho
4. Guias para programas de prevenção da violência no local de trabalho
52. Unidades de exibição visual
Editor de Capítulo: Diane Berthelette
Visão geral
Diane Berthelette
Características das estações de trabalho de exibição visual
Ahmet Çakir
Problemas oculares e visuais
Paule Rey e Jean-Jacques Meyer
Riscos Reprodutivos - Dados Experimentais
Ulf Bergqvist
Efeitos reprodutivos - Evidência humana
Claire Infante-Rivard
Estudo de caso: um resumo dos estudos de resultados reprodutivos
Distúrbios músculo-esqueléticos
Gabriele Bammer
Problemas de pele
Mats Berg e Sture Lidén
Aspectos psicossociais do trabalho VDU
Michael J. Smith e Pascale Carayon
Aspectos ergonômicos da interação humano-computador
Jean Marc Robert
Padrões de Ergonomia
Tom FM Stewart
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1. Distribuição de computadores em várias regiões
2. Frequência e importância dos elementos do equipamento
3. Prevalência de sintomas oculares
4. Estudos teratológicos com ratos ou camundongos
5. Estudos teratológicos com ratos ou camundongos
6. Uso de VDU como um fator nos resultados adversos da gravidez
7. Análises para estudar causas de problemas musculoesqueléticos
8. Fatores considerados causadores de problemas musculoesqueléticos
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Este artigo descreve aspectos dos programas de segurança contra radiação. O objetivo da segurança contra radiação é eliminar ou minimizar os efeitos nocivos da radiação ionizante e do material radioativo sobre os trabalhadores, o público e o meio ambiente, ao mesmo tempo em que permite seu uso benéfico.
A maioria dos programas de segurança contra radiação não terá que implementar todos os elementos descritos abaixo. O projeto de um programa de segurança contra radiação depende dos tipos de fontes de radiação ionizante envolvidas e como elas são usadas.
Princípios de segurança contra radiação
A Comissão Internacional de Proteção Radiológica (ICRP) propôs que os seguintes princípios deveriam orientar o uso de radiação ionizante e a aplicação de padrões de segurança contra radiação:
Padrões de segurança contra radiação
Existem padrões para exposição à radiação de trabalhadores e do público em geral e para limites anuais de ingestão (ALI) de radionuclídeos. Padrões para concentrações de radionuclídeos no ar e na água podem ser derivados dos ALIs.
O ICRP publicou extensas tabulações de ALIs e concentrações derivadas de ar e água. Um resumo de seus limites de dose recomendados está na tabela 1.
Tabela 1. Limites de dose recomendados pela Comissão Internacional de Proteção Radiológica1
Aplicação |
Limite de dose |
|
Profissional |
Público |
|
Dose efetiva |
20 mSv por ano em média |
1 mSv em um ano3 |
Dose equivalente anual em: |
||
Lente do olho |
150 msv |
15 msv |
Pele4 |
500 msv |
50 msv |
Mãos e pés |
500 msv |
- |
1 Os limites aplicam-se à soma das doses relevantes de exposição externa no período especificado e a dose comprometida de 50 anos (até 70 anos de idade para crianças) de ingestões no mesmo período.
2 Com a cláusula adicional de que a dose efetiva não deve exceder 50 mSv em um único ano. Restrições adicionais se aplicam à exposição ocupacional de mulheres grávidas.
3 Em circunstâncias especiais, um valor maior de dose efetiva pode ser permitido em um único ano, desde que a média de 5 anos não exceda 1 mSv por ano.
4 A limitação da dose efetiva fornece proteção suficiente para a pele contra efeitos estocásticos. Um limite adicional é necessário para exposições localizadas, a fim de evitar efeitos determinísticos.
Dosimetria
A dosimetria é usada para indicar equivalentes de dose que os trabalhadores recebem de externo campos de radiação a que possam estar expostos. Os dosímetros são caracterizados pelo tipo de aparelho, o tipo de radiação que medem e a porção do corpo para a qual a dose absorvida deve ser indicada.
Três tipos principais de dosímetros são mais comumente empregados. São dosímetros termoluminescentes, dosímetros de filme e câmaras de ionização. Outros tipos de dosímetros (não discutidos aqui) incluem folhas de fissão, dispositivos de gravação de trilha e dosímetros de “bolha” de plástico.
Os dosímetros termoluminescentes são o tipo de dosímetro pessoal mais comumente usado. Eles aproveitam o princípio de que quando alguns materiais absorvem energia de radiação ionizante, eles a armazenam de forma que depois ela pode ser recuperada na forma de luz quando os materiais são aquecidos. Em alto grau, a quantidade de luz liberada é diretamente proporcional à energia absorvida da radiação ionizante e, portanto, à dose absorvida pelo material recebido. Essa proporcionalidade é válida em uma faixa muito ampla de energia de radiação ionizante e taxas de dose absorvida.
Equipamentos especiais são necessários para processar dosímetros termoluminescentes com precisão. A leitura do dosímetro termoluminescente destrói as informações de dose nele contidas. No entanto, após o processamento adequado, os dosímetros termoluminescentes são reutilizáveis.
O material utilizado para dosímetros termoluminescentes deve ser transparente à luz que emite. Os materiais mais comuns usados para dosímetros termoluminescentes são fluoreto de lítio (LiF) e fluoreto de cálcio (CaF2). Os materiais podem ser dopados com outros materiais ou feitos com uma composição isotópica específica para fins especializados, como dosimetria de nêutrons.
Muitos dosímetros contêm vários chips termoluminescentes com diferentes filtros na frente deles para permitir a discriminação entre energias e tipos de radiação.
O filme era o material mais popular para dosimetria pessoal antes da dosimetria termoluminescente se tornar comum. O grau de escurecimento do filme depende da energia absorvida da radiação ionizante, mas a relação não é linear. A dependência da resposta do filme na dose total absorvida, taxa de dose absorvida e energia de radiação é maior do que para dosímetros termoluminescentes e pode limitar a faixa de aplicabilidade do filme. No entanto, o filme tem a vantagem de fornecer um registro permanente da dose absorvida à qual foi exposto.
Várias formulações de filmes e arranjos de filtros podem ser usados para fins especiais, como dosimetria de nêutrons. Assim como os dosímetros termoluminescentes, é necessário um equipamento especial para uma análise adequada.
O filme geralmente é muito mais sensível à umidade e temperatura ambiente do que os materiais termoluminescentes e pode fornecer leituras falsamente altas sob condições adversas. Por outro lado, os equivalentes de dose indicados por dosímetros termoluminescentes podem ser afetados pelo choque de quedas em uma superfície dura.
Apenas as maiores organizações operam seus próprios serviços de dosimetria. A maioria obtém esses serviços de empresas especializadas em fornecê-los. É importante que tais empresas sejam licenciadas ou credenciadas por autoridades independentes apropriadas para que resultados de dosimetria precisos sejam garantidos.
Pequenas câmaras de ionização de autoleitura, também chamadas de câmaras de bolso, são usados para obter informações de dosimetria imediatas. Seu uso geralmente é necessário quando o pessoal precisa entrar em áreas de alta ou muito alta radiação, onde o pessoal pode receber uma grande dose absorvida em um curto período de tempo. As câmaras de bolso geralmente são calibradas localmente e são muito sensíveis a choques. Consequentemente, devem sempre ser complementados por dosímetros termoluminescentes ou de filme, que são mais precisos e confiáveis, mas não fornecem resultados imediatos.
A dosimetria é necessária para um trabalhador quando ele ou ela tem uma probabilidade razoável de acumular uma certa porcentagem, geralmente 5 ou 10%, da dose máxima permitida equivalente para todo o corpo ou certas partes do corpo.
Um dosímetro de corpo inteiro deve ser usado em algum lugar entre os ombros e a cintura, em um ponto onde a maior exposição é esperada. Quando as condições de exposição justificarem, outros dosímetros podem ser usados nos dedos ou pulsos, no abdômen, em uma faixa ou chapéu na testa, ou em um colarinho, para avaliar a exposição localizada a extremidades, feto ou embrião, tireóide ou lentes dos olhos. Consulte as diretrizes regulamentares apropriadas sobre se os dosímetros devem ser usados dentro ou fora de roupas de proteção, como aventais de chumbo, luvas e colarinhos.
Os dosímetros pessoais indicam apenas a radiação à qual o dosímetro foi exposto. Atribuir a dose do dosímetro equivalente à pessoa ou órgãos da pessoa é aceitável para doses pequenas e triviais, mas grandes doses de dosímetro, especialmente aquelas que excedem muito os padrões regulamentares, devem ser analisadas cuidadosamente com relação ao posicionamento do dosímetro e aos campos de radiação reais aos quais o trabalhador foi exposto ao estimar a dose que o trabalhador efetivamente recebido. Uma declaração deve ser obtida do trabalhador como parte da investigação e incluída no registro. No entanto, muito mais frequentemente do que não, doses muito grandes do dosímetro são o resultado da exposição deliberada à radiação do dosímetro enquanto não estava sendo usado.
Bioensaio
Bioensaio (também chamado radiobioensaio) significa a determinação de tipos, quantidades ou concentrações e, em alguns casos, as localizações de material radioativo no corpo humano, seja por medição direta (in vivo contagem) ou por análise e avaliação de materiais excretados ou removidos do corpo humano.
O bioensaio é geralmente usado para avaliar a dose equivalente do trabalhador devido ao material radioativo levado para o corpo. Também pode fornecer uma indicação da eficácia das medidas ativas tomadas para prevenir tal ingestão. Mais raramente, pode ser usado para estimar a dose que um trabalhador recebeu de uma exposição maciça à radiação externa (por exemplo, contando glóbulos brancos ou defeitos cromossômicos).
O bioensaio deve ser realizado quando existe uma possibilidade razoável de que um trabalhador possa ingerir ou tenha ingerido em seu corpo mais do que uma certa porcentagem (geralmente 5 ou 10%) do ALI para um radionuclídeo. A forma química e física do radionuclídeo procurado no corpo determina o tipo de bioensaio necessário para detectá-lo.
O bioensaio pode consistir na análise de amostras retiradas do corpo (por exemplo, urina, fezes, sangue ou cabelo) para isótopos radioativos. Nesse caso, a quantidade de radioatividade na amostra pode estar relacionada à radioatividade no corpo da pessoa e, posteriormente, à dose de radiação que o corpo da pessoa ou certos órgãos receberam ou estão comprometidos a receber. O bioensaio de urina para trítio é um exemplo desse tipo de bioensaio.
A varredura total ou parcial do corpo pode ser usada para detectar radionuclídeos que emitem raios x ou gama de energia razoavelmente detectável fora do corpo. Bioensaio da tireoide para iodo-131 (131I) é um exemplo desse tipo de bioensaio.
O bioensaio pode ser realizado internamente ou amostras ou pessoal podem ser enviados para uma instalação ou organização especializada no bioensaio a ser realizado. Em ambos os casos, a calibração adequada do equipamento e a acreditação dos procedimentos laboratoriais são essenciais para garantir resultados de bioensaio exatos, precisos e defensáveis.
Roupa de proteção
Roupas de proteção são fornecidas pelo empregador ao trabalhador para reduzir a possibilidade de contaminação radioativa do trabalhador ou de suas roupas ou para proteger parcialmente o trabalhador da radiação beta, x ou gama. Exemplos do primeiro são roupas anti-contaminação, luvas, capuzes e botas. Exemplos destes últimos são aventais, luvas e óculos com chumbo.
Proteção respiratória
Um dispositivo de proteção respiratória é um aparelho, como um respirador, usado para reduzir a ingestão de materiais radioativos transportados pelo ar por um trabalhador.
Os empregadores devem usar, na medida do possível, processos ou outros controles de engenharia (por exemplo, contenção ou ventilação) para limitar as concentrações de materiais radioativos no ar. Quando isso não for possível para controlar as concentrações de material radioativo no ar para valores abaixo daqueles que definem uma área de radioatividade no ar, o empregador, de acordo com a manutenção do equivalente de dose efetiva total ALARA, deve aumentar o monitoramento e limitar as ingestões em um ou mais dos seguintes meios:
Os equipamentos de proteção respiratória fornecidos aos trabalhadores devem estar em conformidade com os padrões nacionais aplicáveis a tais equipamentos.
O empregador deve implementar e manter um programa de proteção respiratória que inclua:
O empregador deve informar a cada usuário do respirador que o usuário pode deixar a área de trabalho a qualquer momento para alívio do uso do respirador em caso de mau funcionamento do equipamento, sofrimento físico ou psicológico, falha de procedimento ou comunicação, deterioração significativa das condições operacionais ou quaisquer outras condições que pode exigir tal alívio.
Mesmo que as circunstâncias possam não exigir o uso rotineiro de respiradores, condições de emergência confiáveis podem exigir sua disponibilidade. Nesses casos, os respiradores também devem ser certificados para tal uso por uma organização de credenciamento apropriada e mantidos em condições de uso.
Vigilância em Saúde Ocupacional
Os trabalhadores expostos à radiação ionizante devem receber serviços de saúde ocupacional da mesma forma que os trabalhadores expostos a outros riscos ocupacionais.
Os exames gerais de pré-colocação avaliam a saúde geral do funcionário em potencial e estabelecem dados básicos. O histórico médico e de exposição anterior sempre deve ser obtido. Exames especializados, como contagem do cristalino do olho e contagem de células sanguíneas, podem ser necessários dependendo da natureza da exposição à radiação esperada. Isso deve ser deixado a critério do médico assistente.
Pesquisas de Contaminação
Um levantamento de contaminação é uma avaliação das condições radiológicas incidentes à produção, uso, liberação, descarte ou presença de materiais radioativos ou outras fontes de radiação. Quando apropriado, tal avaliação inclui um levantamento físico da localização do material radioativo e medições ou cálculos dos níveis de radiação, ou concentrações ou quantidades de material radioativo presente.
As pesquisas de contaminação são realizadas para demonstrar a conformidade com os regulamentos nacionais e para avaliar a extensão dos níveis de radiação, concentrações ou quantidades de material radioativo e os perigos radiológicos potenciais que podem estar presentes.
A frequência das pesquisas de contaminação é determinada pelo grau de perigo potencial presente. Pesquisas semanais devem ser realizadas em áreas de armazenamento de resíduos radioativos e em laboratórios e clínicas onde quantidades relativamente grandes de fontes radioativas não seladas são usadas. Levantamentos mensais são suficientes para laboratórios que trabalham com pequenas quantidades de fontes radioativas, como laboratórios que realizam in vitro testes usando isótopos como trítio, carbono-14 (14C) e iodo-125 (125I) com atividades menores que alguns kBq.
Equipamentos de segurança contra radiação e medidores de pesquisa devem ser apropriados para os tipos de material radioativo e radiações envolvidos e devem ser devidamente calibrados.
As pesquisas de contaminação consistem em medições dos níveis de radiação ambiente com um contador Geiger-Mueller (GM), câmara de ionização ou contador de cintilação; medições de possível contaminação de superfície α ou βγ com contadores de cintilação GM de janela fina ou sulfeto de zinco (ZnS) apropriados; e testes de limpeza de superfícies a serem posteriormente contadas em um contador de poço de cintilação (iodeto de sódio (NaI)), um contador de germânio (Ge) ou um contador de cintilação líquida, conforme apropriado.
Níveis de ação apropriados devem ser estabelecidos para resultados de medições de contaminação e radiação ambiente. Quando um nível de ação é excedido, medidas devem ser tomadas imediatamente para mitigar os níveis detectados, restabelecê-los em condições aceitáveis e evitar a exposição desnecessária do pessoal à radiação e a absorção e disseminação de material radioativo.
Monitoramento Ambiental
O monitoramento ambiental refere-se à coleta e medição de amostras ambientais para materiais radioativos e monitoramento de áreas fora dos arredores do local de trabalho quanto aos níveis de radiação. Os propósitos do monitoramento ambiental incluem estimar as consequências para os seres humanos resultantes da liberação de radionuclídeos na biosfera, detectar liberações de material radioativo no meio ambiente antes que se tornem graves e demonstrar conformidade com os regulamentos.
Uma descrição completa das técnicas de monitoramento ambiental está além do escopo deste artigo. No entanto, os princípios gerais serão discutidos.
Amostras ambientais devem ser coletadas para monitorar o caminho mais provável para os radionuclídeos do ambiente para o homem. Por exemplo, amostras de solo, água, grama e leite em regiões agrícolas ao redor de uma usina nuclear devem ser coletadas rotineiramente e analisadas quanto ao iodo-131 (131I) e estrôncio-90 (90Sr) conteúdo.
O monitoramento ambiental pode incluir a coleta de amostras de ar, águas subterrâneas, águas superficiais, solo, folhagem, peixes, leite, animais de caça e assim por diante. As escolhas de quais amostras coletar e com que frequência devem ser baseadas nos propósitos do monitoramento, embora um pequeno número de amostras aleatórias às vezes possa identificar um problema previamente desconhecido.
O primeiro passo na elaboração de um programa de monitoramento ambiental é caracterizar os radionuclídeos que estão sendo liberados ou com potencial para serem liberados acidentalmente, com relação ao tipo e quantidade e forma física e química.
A possibilidade de transporte destes radionuclídeos através do ar, águas subterrâneas e águas superficiais é a próxima consideração. O objetivo é prever as concentrações de radionuclídeos que atingem os seres humanos diretamente através do ar e da água ou indiretamente através dos alimentos.
A bioacumulação de radionuclídeos resultantes da deposição em ambientes aquáticos e terrestres é o próximo item de preocupação. O objetivo é prever a concentração de radionuclídeos assim que eles entram na cadeia alimentar.
Por fim, examina-se a taxa de consumo humano desses alimentos potencialmente contaminados e como esse consumo contribui para a dose de radiação humana e o consequente risco à saúde. Os resultados dessa análise são usados para determinar a melhor abordagem para amostragem ambiental e para garantir que as metas do programa de monitoramento ambiental sejam atendidas.
Testes de Vazamento de Fontes Seladas
Uma fonte selada significa material radioativo que está envolto em uma cápsula projetada para evitar vazamento ou escape do material. Essas fontes devem ser testadas periodicamente para verificar se a fonte não está vazando material radioativo.
Cada fonte selada deve ser testada quanto a vazamentos antes de seu primeiro uso, a menos que o fornecedor tenha fornecido um certificado indicando que a fonte foi testada dentro de seis meses (três meses para emissores α) antes da transferência para o atual proprietário. Cada fonte selada deve ser testada quanto a vazamentos pelo menos uma vez a cada seis meses (três meses para emissores α) ou em um intervalo especificado pela autoridade reguladora.
Geralmente, testes de vazamento nas seguintes fontes não são necessários:
Um teste de vazamento é realizado retirando uma amostra de limpeza da fonte selada ou das superfícies do dispositivo em que a fonte selada está montada ou armazenada nas quais a contaminação radioativa pode se acumular ou lavando a fonte em um pequeno volume de detergente solução e tratando todo o volume como a amostra.
A amostra deve ser medida de modo que o teste de vazamento possa detectar a presença de pelo menos 200 Bq de material radioativo na amostra.
Fontes de rádio seladas requerem procedimentos especiais de teste de vazamento para detectar vazamento de gás radônio (Rn). Por exemplo, um procedimento envolve manter a fonte selada em um frasco com fibras de algodão por pelo menos 24 horas. No final do período, as fibras de algodão são analisadas quanto à presença de descendentes de Rn.
Uma fonte selada com vazamento acima dos limites permitidos deve ser retirada de serviço. Se a fonte não for reparável, ela deve ser tratada como lixo radioativo. A autoridade reguladora pode exigir que as fontes de vazamento sejam relatadas caso o vazamento seja resultado de um defeito de fabricação que mereça uma investigação mais aprofundada.
Estoque
O pessoal de segurança contra radiação deve manter um inventário atualizado de todos os materiais radioativos e outras fontes de radiação ionizante pelas quais o empregador é responsável. Os procedimentos da organização devem garantir que o pessoal de segurança contra radiação esteja ciente do recebimento, uso, transferência e descarte de todos esses materiais e fontes para que o inventário possa ser mantido atualizado. Um inventário físico de todas as fontes seladas deve ser feito pelo menos uma vez a cada três meses. O inventário completo das fontes de radiação ionizante deve ser verificado durante a auditoria anual do programa de segurança contra radiação.
Afixação de Áreas
A Figura 1 mostra o símbolo de radiação padrão internacional. Isso deve aparecer de forma proeminente em todos os sinais que indicam áreas controladas para fins de segurança contra radiação e nos rótulos dos recipientes que indicam a presença de materiais radioativos.
Figura 1. Símbolo de radiação
As áreas controladas para fins de segurança contra radiação são frequentemente designadas em termos de aumento dos níveis de taxa de dose. Essas áreas devem ser sinalizadas de forma visível com um sinal ou sinais com o símbolo de radiação e as palavras “CUIDADO, ÁREA DE RADIAÇÃO”, “CUIDADO (or PERIGO), ÁREA DE ALTA RADIAÇÃO” ou “GRAVE PERIGO, ÁREA DE RADIAÇÃO MUITO ELEVADA”, conforme apropriado.
Se uma área ou sala contiver uma quantidade significativa de material radioativo (conforme definido pela autoridade reguladora), a entrada dessa área ou sala deve ser afixada de forma visível com um sinal com o símbolo de radiação e as palavras “CUIDADO (or PERIGO), MATERIAIS RADIOATIVOS”.
Uma área de radioatividade aérea é uma sala ou área na qual a radioatividade aérea excede certos níveis definidos pela autoridade reguladora. Cada área de radioatividade aerotransportada deve ser afixada com um sinal visível ou sinais com o símbolo de radiação e as palavras “CUIDADO, ÁREA DE RADIOATIVIDADE AÉREA” ou “PERIGO, ÁREA DE RADIOATIVIDADE AÉREA”.
Exceções a esses requisitos de postagem podem ser concedidas para quartos de pacientes em hospitais onde esses quartos estejam sob controle adequado. Áreas ou salas nas quais as fontes de radiação devem estar localizadas por períodos de oito horas ou menos e são constantemente atendidas sob controle adequado por pessoal qualificado não precisam ser sinalizadas.
Controle de acesso
O grau em que o acesso a uma área deve ser controlado é determinado pelo grau de risco potencial de radiação na área.
Controle de acesso a áreas de alta radiação
Cada entrada ou ponto de acesso a uma área de alta radiação deve ter um ou mais dos seguintes recursos:
No lugar dos controles necessários para uma área de alta radiação, pode ser substituída por vigilância direta ou eletrônica contínua capaz de impedir a entrada não autorizada.
Os controles devem ser estabelecidos de forma a não impedir que indivíduos saiam da área de alta radiação.
Controle de acesso a áreas de radiação muito alta
Além dos requisitos para uma área de alta radiação, medidas adicionais devem ser instituídas para garantir que um indivíduo não seja capaz de obter acesso não autorizado ou inadvertido a áreas nas quais os níveis de radiação podem ser encontrados em 5 Gy ou mais em 1 h a 1 m de uma fonte de radiação ou qualquer superfície através da qual a radiação penetra.
Marcações em Contêineres e Equipamentos
Cada recipiente de material radioativo acima de uma quantidade determinada pela autoridade reguladora deve ostentar uma etiqueta durável e claramente visível com o símbolo de radiação e as palavras “CUIDADO, MATERIAL RADIOATIVO” ou “PERIGO, MATERIAL RADIOATIVO”. O rótulo também deve fornecer informações suficientes - como o(s) radionuclídeo(s) presente(s), uma estimativa da quantidade de radioatividade, a data para a qual a atividade é estimada, níveis de radiação, tipos de materiais e enriquecimento em massa - para permitir que indivíduos manuseiem ou usem os recipientes, ou trabalhando nas proximidades dos recipientes, para tomar precauções para evitar ou minimizar as exposições.
Antes da remoção ou descarte de recipientes vazios não contaminados em áreas irrestritas, a etiqueta do material radioativo deve ser removida ou desfigurada, ou deve ser claramente indicado que o recipiente não contém mais materiais radioativos.
Os recipientes não precisam ser rotulados se:
Dispositivos de Alerta e Alarmes
Áreas de alta radiação e áreas de radiação muito alta devem ser equipadas com dispositivos de alerta e alarmes conforme discutido acima. Esses dispositivos e alarmes podem ser visíveis, audíveis ou ambos. Dispositivos e alarmes para sistemas como aceleradores de partículas devem ser energizados automaticamente como parte do procedimento de inicialização para que o pessoal tenha tempo de desocupar a área ou desligar o sistema com um botão “scram” antes que a radiação seja produzida. Os botões “Scram” (botões na área controlada que, quando pressionados, fazem com que os níveis de radiação caiam imediatamente para níveis seguros) devem ser facilmente acessíveis e marcados e exibidos com destaque.
Dispositivos de monitoramento, como monitores de ar contínuo (CAMs), podem ser predefinidos para emitir alarmes sonoros e visíveis ou para desligar um sistema quando determinados níveis de ação são excedidos.
Instrumentação
O empregador deve disponibilizar instrumentação adequada ao grau e tipos de radiação e material radioativo presentes no local de trabalho. Esta instrumentação pode ser usada para detectar, monitorar ou medir os níveis de radiação ou radioatividade.
A instrumentação deve ser calibrada em intervalos apropriados usando métodos acreditados e fontes de calibração. As fontes de calibração devem ser o mais parecidas possível com as fontes a serem detectadas ou medidas.
Os tipos de instrumentação incluem instrumentos de pesquisa portáteis, monitores de ar contínuo, monitores de portal de mãos e pés, contadores de cintilação líquida, detectores contendo cristais Ge ou NaI e assim por diante.
Transporte de Material Radioativo
A Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA) estabeleceu regulamentos para o transporte de material radioativo. A maioria dos países adotou regulamentos compatíveis com os regulamentos de remessa radioativa da IAEA.
Figura 2. Categoria I - etiqueta BRANCA
A Figura 2, a Figura 3 e a Figura 4 são exemplos de etiquetas de remessa que os regulamentos da IAEA exigem no exterior de embalagens apresentadas para remessa que contenham materiais radioativos. O índice de transporte nas etiquetas mostradas na figura 3 e na figura 4 referem-se à taxa de dose efetiva mais alta a 1 m de qualquer superfície da embalagem em mSv/h multiplicado por 100, depois arredondado para o décimo mais próximo. (Por exemplo, se a taxa de dose efetiva mais alta a 1 m de qualquer superfície de uma embalagem for 0.0233 mSv/h, então o índice de transporte é 2.4.)
Figura 3. Categoria II - etiqueta AMARELA
A Figura 5 mostra um exemplo de placa que os veículos terrestres devem exibir com destaque ao transportar pacotes contendo materiais radioativos acima de determinadas quantidades.
Figura 5. Placa do veículo
As embalagens destinadas ao transporte de materiais radioativos devem atender a rigorosos requisitos de teste e documentação. O tipo e a quantidade de material radioativo enviado determinam quais especificações a embalagem deve atender.
Os regulamentos de transporte de material radioativo são complicados. As pessoas que não enviam materiais radioativos rotineiramente devem sempre consultar especialistas com experiência em tais remessas.
Resíduos radioativos
Vários métodos de eliminação de resíduos radioativos estão disponíveis, mas todos são controlados por autoridades reguladoras. Portanto, uma organização deve sempre consultar sua autoridade reguladora para garantir que um método de descarte seja permitido. Os métodos de descarte de resíduos radioativos incluem a retenção do material para decaimento radioativo e posterior descarte sem considerar a radioatividade, incineração, descarte no sistema de esgoto sanitário, enterro em terra e enterro no mar. O enterro no mar muitas vezes não é permitido pela política nacional ou tratado internacional e não será mais discutido.
Resíduos radioativos de núcleos de reatores (resíduos altamente radioativos) apresentam problemas especiais com relação ao descarte. O manuseio e o descarte desses resíduos são controlados por autoridades regulatórias nacionais e internacionais.
Freqüentemente, os resíduos radioativos podem ter uma propriedade diferente da radioatividade que, por si só, tornaria os resíduos perigosos. Esses resíduos são chamados resíduos misturados. Exemplos incluem lixo radioativo que também é um risco biológico ou é tóxico. Resíduos mistos requerem tratamento especial. Consulte as autoridades reguladoras para o descarte adequado de tais resíduos.
Esperando por decaimento radioativo
Se a meia-vida do material radioativo for curta (geralmente menos de 65 dias) e se a organização tiver espaço de armazenamento suficiente, o rejeito radioativo pode ser mantido para decaimento com descarte subsequente, independentemente de sua radioatividade. Um período de retenção de pelo menos dez meias-vidas geralmente é suficiente para tornar os níveis de radiação indistinguíveis do fundo.
Os resíduos devem ser examinados antes de serem descartados. A pesquisa deve empregar instrumentação apropriada para a radiação a ser detectada e demonstrar que os níveis de radiação são indistinguíveis do fundo.
Iincineração
Se a autoridade reguladora permitir a incineração, geralmente deve ser demonstrado que tal incineração não faz com que a concentração de radionuclídeos no ar exceda os níveis permitidos. As cinzas devem ser examinadas periodicamente para verificar se não são radioativas. Em algumas circunstâncias, pode ser necessário monitorar a chaminé para garantir que as concentrações de ar permitidas não sejam excedidas.
Descarte na rede de esgoto sanitário
Se a autoridade reguladora permitir tal descarte, geralmente deve ser demonstrado que tal descarte não faz com que a concentração de radionuclídeos na água exceda os níveis permitidos. O material a ser descartado deve ser solúvel ou facilmente dispersável em água. Muitas vezes, a autoridade reguladora estabelece limites anuais específicos para esse descarte por radionuclídeo.
Enterro terrestre
Os resíduos radioativos não descartáveis por qualquer outro meio serão descartados por enterramento em locais licenciados por autoridades reguladoras nacionais ou locais. As autoridades reguladoras controlam rigorosamente esse descarte. Os geradores de resíduos geralmente não têm permissão para descartar resíduos radioativos em suas próprias terras. Os custos associados ao enterro incluem despesas de embalagem, transporte e armazenamento. Esses custos são adicionais ao custo do próprio espaço de sepultura e muitas vezes podem ser reduzidos compactando os resíduos. Os custos de enterro de terra para descarte de resíduos radioativos estão aumentando rapidamente.
Auditorias do programa
Os programas de segurança radiológica devem ser auditados periodicamente quanto à eficácia, integridade e conformidade com a autoridade reguladora. A auditoria deve ser feita pelo menos uma vez por ano e ser abrangente. Auto-auditorias são geralmente permitidas, mas auditorias por agências externas independentes são desejáveis. As auditorias de agências externas tendem a ser mais objetivas e têm um ponto de vista mais global do que as auditorias locais. Uma agência de auditoria não associada às operações do dia-a-dia de um programa de segurança contra radiação geralmente pode identificar problemas não vistos pelos operadores locais, que podem ter se acostumado a ignorá-los.
Training
Os empregadores devem fornecer treinamento de segurança contra radiação a todos os trabalhadores expostos ou potencialmente expostos a radiação ionizante ou materiais radioativos. Eles devem fornecer treinamento inicial antes de um trabalhador começar a trabalhar e treinamento anual de atualização. Além disso, cada trabalhadora em idade reprodutiva deve receber treinamento especial e informações sobre os efeitos da radiação ionizante no feto e sobre as precauções apropriadas que ela deve tomar. Este treinamento especial deve ser dado quando ela for contratada pela primeira vez, no treinamento anual de atualização e se ela notificar seu empregador que está grávida.
Todos os indivíduos que trabalham ou frequentam qualquer parte de uma área de acesso restrito para fins de segurança contra radiação:
A extensão das instruções de segurança contra radiação deve ser compatível com os problemas potenciais de proteção à saúde radiológica na área controlada. As instruções devem ser estendidas conforme apropriado ao pessoal auxiliar, como enfermeiras que atendem pacientes radioativos em hospitais e bombeiros e policiais que podem responder a emergências.
Qualificações do Trabalhador
Os empregadores devem garantir que os trabalhadores que usam radiação ionizante sejam qualificados para realizar o trabalho para o qual foram contratados. Os trabalhadores devem ter formação e experiência para desempenhar suas funções com segurança, principalmente no que se refere à exposição e uso de radiações ionizantes e materiais radioativos.
O pessoal de segurança contra radiação deve ter o conhecimento e as qualificações apropriados para implementar e operar um bom programa de segurança contra radiação. Seus conhecimentos e qualificações devem ser pelo menos compatíveis com os problemas potenciais de proteção à saúde radiológica que eles e os trabalhadores provavelmente enfrentarão.
Planejamento de Emergência
Todas as operações, exceto as menores, que usam radiação ionizante ou materiais radioativos, devem ter planos de emergência em vigor. Esses planos devem ser mantidos atualizados e exercitados periodicamente.
Os planos de emergência devem abordar todas as situações de emergência credíveis. Os planos para uma grande usina nuclear serão muito mais extensos e envolverão uma área e número de pessoas muito maiores do que os planos para um pequeno laboratório de radioisótopos.
Todos os hospitais, especialmente nas grandes áreas metropolitanas, devem ter planos para receber e cuidar de pacientes contaminados radioativamente. A polícia e as organizações de combate a incêndio devem ter planos para lidar com acidentes de transporte envolvendo material radioativo.
Manutenção de Registros
As atividades de segurança contra radiação de uma organização devem ser totalmente documentadas e adequadamente mantidas. Esses registros são essenciais se surgir a necessidade de exposições anteriores à radiação ou liberações de radioatividade e para demonstrar conformidade com os requisitos da autoridade reguladora. A manutenção consistente, precisa e abrangente de registros deve receber alta prioridade.
Considerações organizacionais
O cargo de principal responsável pela segurança radiológica deve ser colocado na organização de forma que ele tenha acesso imediato a todos os escalões de trabalhadores e de gestão. Ele ou ela deve ter livre acesso a áreas cujo acesso é restrito para fins de segurança radiológica e autoridade para interromper imediatamente práticas inseguras ou ilegais.
Este artigo descreve vários acidentes de radiação significativos, suas causas e as respostas a eles. Uma revisão dos eventos que antecederam, durante e após esses acidentes pode fornecer aos planejadores informações para evitar futuras ocorrências de tais acidentes e para melhorar uma resposta rápida e apropriada no caso de um acidente semelhante ocorrer novamente.
Morte por radiação aguda resultante de uma excursão crítica nuclear acidental em 30 de dezembro de 1958
Este relatório é digno de nota porque envolveu a maior dose acidental de radiação recebida por seres humanos (até o momento) e por causa do trabalho extremamente profissional e minucioso do caso. Isso representa um dos melhores, se não o melhor, documentado síndrome de radiação aguda descrições existentes (JOM 1961).
Às 4h35 do dia 30 de dezembro de 1958, ocorreu uma excursão crítica acidental resultando em lesão fatal por radiação a um funcionário (K) na usina de recuperação de plutônio do Laboratório Nacional de Los Alamos (Novo México, Estados Unidos).
A hora do acidente é importante porque seis outros trabalhadores estavam na mesma sala com K trinta minutos antes. A data do acidente é importante porque o fluxo normal de material físsil para dentro do sistema foi interrompido para o inventário físico de final de ano. Essa interrupção fez com que um procedimento rotineiro se tornasse não rotineiro e levou a uma “criticidade” acidental dos sólidos ricos em plutônio que foram acidentalmente introduzidos no sistema.
Resumo das estimativas da exposição à radiação de K
A melhor estimativa da exposição média total do corpo de K foi entre 39 e 49 Gy, dos quais cerca de 9 Gy foram devidos a nêutrons de fissão. Uma porção consideravelmente maior da dose foi administrada na metade superior do corpo do que na metade inferior. A Tabela 1 mostra uma estimativa da exposição à radiação de K.
Tabela 1. Estimativas da exposição à radiação de K
Região e condições |
nêutron rápido |
Gama |
Total |
Chefe (incidente) |
26 |
78 |
104 |
Abdome superior |
30 |
90 |
124 |
Corpo total (média) |
9 |
30-40 |
39-49 |
Curso clínico do paciente
Em retrospecto, o curso clínico do paciente K pode ser dividido em quatro períodos distintos. Esses períodos diferiram em duração, sintomas e resposta à terapia de suporte.
O primeiro período, com duração de 20 a 30 minutos, foi caracterizado por seu colapso físico imediato e incapacitação mental. Sua condição progrediu para semiconsciência e prostração severa.
O segundo período durou cerca de 1.5 horas e começou com sua chegada em maca ao pronto-socorro do hospital e terminou com sua transferência do pronto-socorro para a enfermaria para posterior terapia de suporte. Este intervalo foi caracterizado por um choque cardiovascular tão grave que a morte parecia iminente durante todo o tempo. Ele parecia estar sofrendo de fortes dores abdominais.
O terceiro período durou cerca de 28 horas e foi caracterizado por melhora subjetiva suficiente para encorajar tentativas contínuas de aliviar sua anóxia, hipotensão e insuficiência circulatória.
O quarto período começou com o início não anunciado de irritabilidade e antagonismo rapidamente crescentes, beirando a mania, seguidos de coma e morte em aproximadamente 2 horas. Todo o curso clínico durou 35 horas desde o momento da exposição à radiação até a morte.
As alterações clinicopatológicas mais dramáticas foram observadas nos sistemas hematopoiético e urinário. Não foram encontrados linfócitos no sangue circulante após a oitava hora, e houve paralisação urinária praticamente completa apesar da administração de grande quantidade de fluidos.
A temperatura retal de K variou entre 39.4 e 39.7°C nas primeiras 6 horas e depois caiu vertiginosamente ao normal, onde permaneceu durante toda a sua vida. Essa alta temperatura inicial e sua manutenção por 6 horas foram consideradas de acordo com sua suspeita de dose maciça de radiação. Seu prognóstico era grave.
De todas as várias determinações feitas durante o curso da doença, as alterações na contagem de glóbulos brancos foram consideradas o indicador de prognóstico mais simples e melhor de irradiação grave. O virtual desaparecimento de linfócitos da circulação periférica em 6 horas de exposição foi considerado um sinal grave.
Dezesseis diferentes agentes terapêuticos foram empregados no tratamento sintomático de K durante um período de cerca de 30 horas. Apesar disso e da contínua administração de oxigênio, seus batimentos cardíacos tornaram-se muito distantes, lentos e irregulares cerca de 32 horas após a irradiação. Seu coração então ficou progressivamente mais fraco e parou repentinamente 34 horas e 45 minutos após a irradiação.
Acidente nº 1 do Reator Windscale de 9 a 12 de outubro de 1957
O reator Windscale nº 1 era um reator de produção de plutônio alimentado por urânio natural moderado a grafite e resfriado a ar. O núcleo foi parcialmente destruído por um incêndio em 15 de outubro de 1957. Este incêndio resultou em uma liberação de aproximadamente 0.74 PBq (10+15 Bq) de iodo-131 (131I) para o ambiente a favor do vento.
De acordo com um relatório de informações sobre acidentes da Comissão de Energia Atômica dos EUA sobre o incidente Windscale, o acidente foi causado por erros de julgamento do operador em relação aos dados do termopar e foi agravado pelo manuseio incorreto do reator que permitiu que a temperatura do grafite aumentasse muito rapidamente. Também contribuiu o fato de que os termopares de temperatura do combustível estavam localizados na parte mais quente do reator (ou seja, onde ocorreram as maiores taxas de dosagem) durante as operações normais, em vez de nas partes do reator que eram mais quentes durante uma liberação anormal. Uma segunda deficiência do equipamento era o medidor de potência do reator, que foi calibrado para operações normais e lido baixo durante o recozimento. Como resultado do segundo ciclo de aquecimento, a temperatura do grafite aumentou em 9 de outubro, especialmente na parte frontal inferior do reator, onde alguns revestimentos falharam devido ao rápido aumento de temperatura anterior. Embora houvesse uma série de pequenas liberações de iodo em 9 de outubro, as liberações não foram reconhecidas até 10 de outubro, quando o medidor de atividade da pilha mostrou um aumento significativo (que não foi considerado altamente significativo). Finalmente, na tarde de 10 de outubro, outro monitoramento (local de Calder) indicou a liberação de radioatividade. Os esforços para resfriar o reator forçando o ar através dele não apenas falharam, mas na verdade aumentaram a magnitude da radioatividade liberada.
As liberações estimadas do acidente Windscale foram de 0.74 PBq de 131I, 0.22 PBq de césio-137 (137Cs), 3.0 TBq (1012Bq) de estrôncio-89 (89Sr) e 0.33 TBq de estrôncio-90
(90Sr). A maior taxa de dose gama absorvida fora do local foi de cerca de 35 μGy/h devido à atividade aérea. As leituras de atividade do ar em torno das usinas Windscale e Calder geralmente eram de 5 a 10 vezes os níveis máximos permitidos, com picos ocasionais de 150 vezes os níveis permitidos. A proibição do leite estendeu-se por um raio de aproximadamente 420 km.
Durante as operações para colocar o reator sob controle, 14 trabalhadores receberam doses equivalentes superiores a 30 mSv por trimestre civil, com a dose máxima equivalente a 46 mSv por trimestre civil.
As lições aprendidas
Muitas lições foram aprendidas em relação ao projeto e operação do reator de urânio natural. As inadequações relativas à instrumentação do reator e ao treinamento do operador do reator também trazem à tona pontos análogos ao acidente de Three Mile Island (ver abaixo).
Não existiam diretrizes para a exposição permissível de curto prazo ao radioiodo nos alimentos. O British Medical Research Council realizou uma investigação e análise imediata e completa. Muita engenhosidade foi usada para derivar prontamente as concentrações máximas permitidas para 131eu na comida. O estudo Níveis de referência de emergência que resultou desse acidente serve como base para guias de planejamento de emergência hoje usados em todo o mundo (Bryant 1969).
Uma correlação útil foi derivada para prever a contaminação significativa por radioiodo no leite. Verificou-se que os níveis de radiação gama em pastagens que excederam 0.3 μGy/h produziram leite que excedeu 3.7 MBq/m3.
A dose absorvida por inalação de exposição externa a radioiodos é insignificante em comparação com a ingestão de leite ou a ingestão de laticínios. Em uma emergência, a espectroscopia gama rápida é preferível a procedimentos laboratoriais mais lentos.
Quinze equipes de duas pessoas realizaram pesquisas de radiação e obtiveram amostras. Vinte pessoas foram usadas para coordenar a amostra e relatar os dados. Cerca de 150 radioquímicos estiveram envolvidos na análise de amostragem.
Os filtros de pilha de lã de vidro não são satisfatórios em condições de acidente.
Acidente do Acelerador de Petróleo do Golfo em 4 de outubro de 1967
Os técnicos da Gulf Oil Company estavam usando um acelerador Van de Graaff de 3 MeV para a ativação de amostras de solo em 4 de outubro de 1967. porta e a sala-alvo dentro da porta produziram exposições acidentais graves a três indivíduos. Um indivíduo recebeu aproximadamente 1 Gy equivalente de dose de corpo inteiro, o segundo recebeu cerca de 3 Gy de equivalente de dose de corpo inteiro e o terceiro recebeu aproximadamente 6 Gy de equivalente de dose de corpo inteiro, além de aproximadamente 60 Gy para as mãos e 30 Gy para os pés.
Uma das vítimas do acidente compareceu ao departamento médico queixando-se de náuseas, vômitos e dores musculares generalizadas. Seus sintomas inicialmente foram diagnosticados erroneamente como sintomas de gripe. Quando o segundo paciente chegou com aproximadamente os mesmos sintomas, foi decidido que eles poderiam ter recebido exposições significativas à radiação. Os crachás de filmes confirmaram isso. O Dr. Niel Wald, da Divisão de Saúde Radiológica da Universidade de Pittsburgh, supervisionou os testes de dosimetria e também atuou como médico coordenador na investigação e tratamento dos pacientes.
O Dr. Wald rapidamente enviou unidades de filtro absoluto para o hospital do oeste da Pensilvânia, em Pittsburgh, onde os três pacientes foram internados. Ele montou esses filtros absolutos/filtros de fluxo laminar para limpar o ambiente dos pacientes de todos os contaminantes biológicos. Essas unidades de “isolamento reverso” foram usadas no paciente de exposição de 1 Gy por cerca de 16 dias e nos pacientes de exposição de 3 e 6 Gy por cerca de um mês e meio.
O Dr. E. Donnal Thomas, da Universidade de Washington, chegou para realizar um transplante de medula óssea no paciente de 6 Gy no oitavo dia após a exposição. O irmão gêmeo do paciente serviu como doador de medula óssea. Embora este heróico tratamento médico tenha salvado a vida do paciente de 6 Gy, nada poderia ser feito para salvar seus braços e pernas, cada um dos quais recebeu uma dose absorvida de dezenas de cinzas.
As lições aprendidas
Se o procedimento operacional simples de sempre usar um medidor de levantamento ao entrar na sala de exposição tivesse sido seguido, este trágico acidente teria sido evitado.
Pelo menos dois bloqueios foram fechados por longos períodos de tempo antes deste acidente. Derrotar os intertravamentos de proteção é intolerável.
Devem ter sido feitas verificações regulares de manutenção nos intertravamentos de energia operados por chave para o acelerador.
O atendimento médico oportuno salvou a vida da pessoa com maior exposição. O procedimento heróico de um transplante completo de medula óssea junto com o uso de isolamento reverso e cuidados médicos de qualidade foram fatores importantes para salvar a vida dessa pessoa.
Filtros de isolamento reverso podem ser obtidos em questão de horas para serem instalados em qualquer hospital para atender pacientes altamente expostos.
Em retrospecto, as autoridades médicas envolvidas com esses pacientes teriam recomendado a amputação mais cedo e em nível definitivo dentro de dois ou três meses após a exposição. A amputação precoce diminui a probabilidade de infecção, proporciona um período mais curto de dor intensa, reduz a medicação para dor necessária para o paciente, possivelmente reduz a permanência do paciente no hospital e possivelmente contribui para uma reabilitação mais precoce. A amputação precoce deve, é claro, ser feita ao correlacionar as informações dosimétricas com as observações clínicas.
O acidente do reator SL-1 Prototype (Idaho, EUA, 3 de janeiro de 1961)
Este é o primeiro (e até agora o único) acidente fatal na história das operações de reatores nos Estados Unidos. O SL-1 é um protótipo de um pequeno Reator de Potência do Exército (APPR) projetado para transporte aéreo para áreas remotas para produção de energia elétrica. Este reator foi usado para testes de combustível e para treinamento da tripulação do reator. Foi operado no local remoto do deserto da Estação Nacional de Testes do Reator em Idaho Falls, Idaho, pela Combustion Engineering para o Exército dos EUA. O SL-1 foi não um reator de energia comercial (AEC 1961; American Nuclear Society 1961).
No momento do acidente, o SL-1 estava carregado com 40 elementos de combustível e 5 lâminas de haste de controle. Podia produzir um nível de potência de 3 MW (térmico) e era um reator refrigerado a água fervente e moderado.
O acidente resultou na morte de três militares. O acidente foi causado pela retirada de uma única haste de controle por uma distância de mais de 1 m. Isso fez com que o reator entrasse em criticidade imediata. A razão pela qual um operador de reator qualificado e licenciado com muita experiência em operação de reabastecimento retirou a haste de controle além de seu ponto de parada normal é desconhecida.
Uma das três vítimas do acidente ainda estava viva quando o pessoal de resposta inicial chegou ao local do acidente. Produtos de fissão de alta atividade cobriram seu corpo e foram incorporados em sua pele. Porções da pele da vítima registraram mais de 4.4 Gy/h a 15 cm e dificultaram o resgate e o tratamento médico.
As lições aprendidas
Nenhum reator projetado desde o acidente do SL-1 pode ser levado ao estado “prompt-critical” com uma única haste de controle.
Todos os reatores devem ter medidores de pesquisa portáteis no local com faixas superiores a 20 mGy/h. São recomendados medidores de levantamento com alcance máximo de 10 Gy/h.
Nota: O acidente de Three Mile Island mostrou que 100 Gy/h é o intervalo necessário para medições gama e beta.
Instalações de tratamento são necessárias onde um paciente altamente contaminado pode receber tratamento médico definitivo com salvaguardas razoáveis para o pessoal de atendimento. Como a maioria dessas instalações estará em clínicas com outras missões em andamento, o controle de contaminantes radioativos transportados pelo ar e pela água pode exigir provisões especiais.
Máquinas de raios X, industriais e analíticas
As exposições acidentais de sistemas de raios X são numerosas e geralmente envolvem exposições extremamente altas a pequenas porções do corpo. Não é incomum que os sistemas de difração de raios X produzam taxas de dose absorvida de 5 Gy/s a 10 cm do foco do tubo. Em distâncias mais curtas, taxas de 100 Gy/s têm sido frequentemente medidas. O feixe geralmente é estreito, mas mesmo alguns segundos de exposição podem resultar em lesões locais graves (Lubenau et al. 1967; Lindell 1968; Haynie e Olsher 1981; ANSI 1977).
Como esses sistemas são frequentemente usados em circunstâncias “não rotineiras”, eles se prestam à produção de exposições acidentais. Os sistemas de raios X comumente usados em operações normais parecem ser razoavelmente seguros. A falha do equipamento não causou exposições graves.
Lições aprendidas com exposições acidentais de raios-x
A maioria das exposições acidentais ocorreu durante usos não rotineiros, quando o equipamento foi parcialmente desmontado ou as tampas de blindagem foram removidas.
Nas exposições mais graves, faltava instrução adequada para o pessoal e o pessoal de manutenção.
Se métodos simples e à prova de falhas tivessem sido usados para garantir que os tubos de raios X fossem desligados durante reparos e manutenção, muitas exposições acidentais teriam sido evitadas.
Dosímetros pessoais de dedo ou pulso devem ser usados para operadores e pessoal de manutenção que trabalham com essas máquinas.
Se os bloqueios tivessem sido necessários, muitas exposições acidentais teriam sido evitadas.
O erro do operador foi uma causa contribuinte na maioria dos acidentes. A falta de invólucros adequados ou um design de blindagem ruim muitas vezes piorava a situação.
Iacidentes de radiografia industrial
Da década de 1950 até a década de 1970, a maior taxa de acidentes de radiação para uma única atividade foi consistentemente para operações radiográficas industriais (IAEA 1969, 1977). Os órgãos reguladores nacionais continuam lutando para reduzir a taxa por meio de uma combinação de regulamentações aprimoradas, requisitos rígidos de treinamento e políticas de fiscalização e execução cada vez mais rigorosas (USCFR 1990). Esses esforços regulatórios geralmente foram bem-sucedidos, mas muitos acidentes associados à radiografia industrial ainda ocorrem. A legislação que permite pesadas multas monetárias pode ser a ferramenta mais eficaz para manter a segurança da radiação focada nas mentes da gerência de radiografia industrial (e também, portanto, nas mentes dos trabalhadores).
Causas de acidentes de radiografia industrial
Treinamento de trabalhadores. A radiografia industrial provavelmente tem requisitos de educação e treinamento mais baixos do que qualquer outro tipo de emprego de radiação. Portanto, os requisitos de treinamento existentes devem ser rigorosamente aplicados.
Incentivo à produção do trabalhador. Durante anos, a maior ênfase para os radiologistas industriais foi colocada na quantidade de radiografias bem-sucedidas produzidas por dia. Essa prática pode levar a atos inseguros, bem como ao não uso ocasional da dosimetria pessoal, de modo que não seja detectado o excesso dos limites de equivalente de dose.
Falta de pesquisas adequadas. O levantamento completo dos suínos de origem (recipientes de armazenamento) (figura 1) após cada exposição é o mais importante. A não realização dessas pesquisas é a causa mais provável de exposições desnecessárias, muitas das quais não são registradas, uma vez que os radiologistas industriais raramente usam dosímetros manuais ou digitais (figura 1).
Figura 1. Câmera de radiografia industrial
Problemas de equipamento. Devido ao uso intenso de câmeras radiográficas industriais, os mecanismos de enrolamento da fonte podem se soltar e fazer com que a fonte não se retraia completamente para sua posição segura de armazenamento (ponto A na figura 1). Há também muitos casos de falhas de intertravamento da fonte do armário que causam exposições acidentais do pessoal.
Desenho de Planos de Emergência
Existem muitas diretrizes excelentes, tanto gerais quanto específicas, para a elaboração de planos de emergência. Algumas referências são particularmente úteis. Estas são dadas nas leituras sugeridas no final deste capítulo.
Elaboração inicial do plano de emergência e procedimentos
Primeiro, deve-se avaliar todo o inventário de material radioativo da instalação em questão. Em seguida, acidentes críveis devem ser analisados para que se possa determinar os prováveis prazos máximos de liberação da fonte. Em seguida, o plano e seus procedimentos devem permitir que os operadores das instalações:
Tipos de acidentes associados a reatores nucleares
Segue uma lista, do mais provável ao menos provável, dos tipos de acidentes associados a reatores nucleares. (O acidente do reator não nuclear, do tipo industrial geral é de longe o mais provável.)
Radionuclídeos esperados de acidentes em reatores refrigerados a água:
Figura 2. Exemplo de plano de emergência de usina nuclear, índice
Plano Típico de Emergência de Usina Nuclear, Índice
A Figura 2 é um exemplo de índice de um plano de emergência de usina nuclear. Esse plano deve incluir cada capítulo mostrado e ser adaptado para atender aos requisitos locais. Uma lista de procedimentos típicos de implementação de reatores de potência é fornecida na figura 3.
Figura 3. Procedimentos típicos de implementação do reator de potência
Monitoramento Ambiental Radiológico em Acidentes
Esta tarefa é frequentemente chamada de EREMP (Programa de Monitoramento Ambiental Radiológico de Emergência) em grandes instalações.
Uma das lições mais importantes aprendidas para a Comissão Reguladora Nuclear dos EUA e outras agências governamentais do acidente de Three Mile Island foi que não se pode implementar o EREMP com sucesso em um ou dois dias sem um planejamento prévio extensivo. Embora o governo dos EUA tenha gasto muitos milhões de dólares monitorando o ambiente ao redor da estação nuclear de Three Mile Island durante o acidente, menos de 5% das liberações totais foram medidas. Isso se deveu a um planejamento prévio deficiente e inadequado.
Projetando Programas de Monitoramento Ambiental Radiológico de Emergência
A experiência tem mostrado que o único EREMP bem-sucedido é aquele que é projetado no programa de monitoramento ambiental radiológico de rotina. Durante os primeiros dias do acidente de Three Mile Island, soube-se que um EREMP eficaz não pode ser estabelecido com sucesso em um dia ou dois, não importa quanta mão de obra e dinheiro sejam aplicados ao programa.
Locais de amostragem
Todos os locais do programa de monitoramento ambiental radiológico de rotina serão usados durante o monitoramento de acidentes de longo prazo. Além disso, um número de novos locais deve ser configurado para que as equipes motorizadas de pesquisa tenham locais pré-determinados em cada porção de cada setor de 22½° (ver figura 3). Geralmente, os locais de amostragem serão em áreas com estradas. No entanto, devem ser feitas exceções para locais normalmente inacessíveis, mas potencialmente ocupados, como acampamentos e trilhas para caminhadas a cerca de 16 km a favor do vento do acidente.
Figura 3. Designações de setores e zonas para amostragem radiológica e pontos de monitoramento dentro das zonas de planejamento de emergência
A Figura 3 mostra a designação de setor e zona para pontos de monitoramento ambiental e de radiação. Pode-se designar setores de 22½° por pontos cardeais (por exemplo, N, Nne e NE) ou por letras simples (por exemplo, A NFT`s R). No entanto, o uso de letras não é recomendado porque elas são facilmente confundidas com a notação direcional. Por exemplo, é menos confuso usar o direcional W para oeste ao invés da letra N.
Cada local de amostragem designado deve ser visitado durante um exercício prático para que as pessoas responsáveis pelo monitoramento e amostragem estejam familiarizadas com a localização de cada ponto e estejam cientes de “espaços mortos” de rádio, estradas ruins, problemas para encontrar os locais no escuro e assim por diante. Uma vez que nenhum exercício cobrirá todos os locais pré-designados dentro da zona de proteção de emergência de 16 km, os exercícios devem ser planejados de forma que todos os pontos de amostragem sejam eventualmente visitados. Muitas vezes vale a pena predeterminar a capacidade dos veículos da equipe de pesquisa para se comunicar com cada ponto pré-designado. As localizações reais dos pontos de amostragem são escolhidas utilizando os mesmos critérios do REMP (NRC 1980); por exemplo, linha do local, área de exclusão mínima, indivíduo mais próximo, comunidade mais próxima, escola mais próxima, hospital, casa de repouso, rebanho de animais leiteiros, jardim, fazenda e assim por diante.
Equipe de vistoria de monitoramento radiológico
Durante um acidente envolvendo liberações significativas de materiais radioativos, as equipes de monitoramento radiológico devem estar continuamente monitorando em campo. Eles também devem monitorar continuamente no local, se as condições permitirem. Normalmente, essas equipes monitorarão a radiação gama e beta do ambiente e amostrarão o ar quanto à presença de partículas radioativas e halogênios.
Essas equipes devem ser bem treinadas em todos os procedimentos de monitoramento, incluindo o monitoramento de suas próprias exposições, e serem capazes de retransmitir com precisão esses dados para a estação base. Detalhes como tipo de medidor de levantamento, número de série e status de janela aberta ou fechada devem ser cuidadosamente relatados em folhas de registro bem projetadas.
No início de uma emergência, uma equipe de monitoramento de emergência pode ter que monitorar por 12 horas ininterruptas. Após o período inicial, no entanto, o tempo de campo para a equipe de pesquisa deve ser reduzido para oito horas com pelo menos um intervalo de 30 minutos.
Uma vez que pode ser necessária uma vigilância contínua, devem ser implementados procedimentos para fornecer comida e bebida às equipas de pesquisa, instrumentos e baterias de substituição e para a transferência de filtros de ar para a frente e para trás.
Embora as equipes de pesquisa provavelmente trabalhem 12 horas por turno, são necessários três turnos por dia para fornecer vigilância contínua. Durante o acidente de Three Mile Island, um mínimo de cinco equipes de monitoramento foi implantado a qualquer momento nas primeiras duas semanas. A logística para apoiar tal esforço deve ser cuidadosamente planejada com antecedência.
Equipe de amostragem ambiental radiológica
Os tipos de amostras ambientais coletadas durante um acidente dependem do tipo de liberação (aérea versus água), direção do vento e época do ano. Amostras de solo e água potável devem ser coletadas mesmo no inverno. Embora as liberações de radio-halogênio possam não ser detectadas, amostras de leite devem ser coletadas devido ao grande fator de bioacumulação.
Muitas amostras de alimentos e ambientais devem ser coletadas para tranquilizar o público, mesmo que razões técnicas não justifiquem o esforço. Além disso, esses dados podem ser inestimáveis durante qualquer procedimento legal subsequente.
Folhas de registro pré-planejadas usando procedimentos de dados externos cuidadosamente pensados são essenciais para amostras ambientais. Todas as pessoas que coletam amostras ambientais devem demonstrar uma compreensão clara dos procedimentos e ter treinamento de campo documentado.
Se possível, a coleta de dados de amostra ambiental fora do local deve ser feita por um grupo externo independente. Também é preferível que as amostras ambientais de rotina sejam coletadas pelo mesmo grupo externo, de modo que o valioso grupo local possa ser usado para outras coletas de dados durante um acidente.
É notável que durante o acidente de Three Mile Island todas as amostras ambientais que deveriam ter sido coletadas foram coletadas e nenhuma amostra ambiental foi perdida. Isso ocorreu mesmo que a taxa de amostragem tenha aumentado por um fator de mais de dez em relação às taxas de amostragem pré-acidente.
Equipamento de monitoramento de emergência
O estoque de equipamentos de monitoramento de emergência deve ser pelo menos o dobro do necessário em um determinado momento. Armários devem ser colocados em torno de complexos nucleares em vários lugares para que nenhum acidente impeça o acesso a todos esses armários. Para garantir a prontidão, o equipamento deve ser inventariado e sua calibração verificada pelo menos duas vezes por ano e após cada exercício. Vans e caminhões em grandes instalações nucleares devem ser completamente equipados para vigilância de emergência dentro e fora do local.
Os laboratórios de contagem no local podem ficar inutilizáveis durante uma emergência. Portanto, arranjos prévios devem ser feitos para um laboratório de contagem alternativo ou móvel. Este é agora um requisito para as usinas nucleares dos EUA (USNRC 1983).
O tipo e a sofisticação do equipamento de monitoramento ambiental devem atender aos requisitos de atendimento ao pior acidente crível da instalação nuclear. A seguir está uma lista de equipamentos típicos de monitoramento ambiental necessários para usinas de energia nuclear:
Figura 4. Um radiologista industrial usando um crachá TLD e um dosímetro termoluminescente de anel (opcional nos EUA)
A análise dos dados
A análise de dados ambientais durante um acidente grave deve ser transferida o mais rápido possível para um local externo, como o Centro de Emergência Externo.
Diretrizes predefinidas sobre quando os dados de amostra ambiental devem ser relatados à administração devem ser estabelecidas. O método e a frequência de transferência de dados de amostra ambiental para agências governamentais devem ser acordados no início do acidente.
Lições de física da saúde e radioquímica aprendidas com o acidente de Three Mile Island
Consultores externos foram necessários para realizar as seguintes atividades porque os físicos fitossanitários estavam totalmente ocupados com outras funções durante as primeiras horas do acidente de Three Mile Island em 28 de março de 1979:
A lista acima inclui exemplos de atividades que a equipe típica de física de saúde da concessionária não pode realizar adequadamente durante um acidente grave. A equipe de física de saúde de Three Mile Island era muito experiente, experiente e competente. Eles trabalharam de 15 a 20 horas por dia nas duas primeiras semanas após o acidente, sem interrupção. No entanto, as exigências adicionais causadas pelo acidente foram tão numerosas que eles foram incapazes de realizar muitas tarefas rotineiras importantes que normalmente seriam realizadas facilmente.
As lições aprendidas com o acidente de Three Mile Island incluem:
Entrada do edifício auxiliar durante o acidente
Amostragem de refrigerante primário durante o acidente
Entrada da sala de válvulas compensada
Ações de proteção e vigilância ambiental externa na perspectiva do governo local
O Acidente Radiológico de Goiânia de 1985
51 TBq 137A unidade de teleterapia Cs foi roubada de uma clínica abandonada em Goiânia, Brasil, por volta de 13 de setembro de 1985. Duas pessoas em busca de sucata levaram para casa o conjunto original da unidade de teleterapia e tentaram desmontar as peças. A taxa de dose absorvida do conjunto da fonte foi de cerca de 46 Gy/h a 1 m. Eles não entenderam o significado do símbolo de radiação de três lâminas na cápsula da fonte.
A cápsula da fonte rompeu durante a desmontagem. Cloreto de césio-137 altamente solúvel (137CsCl) foi espalhado por uma parte desta cidade de 1,000,000 de habitantes e causou um dos mais graves acidentes de fonte selada da história.
Após a desmontagem, os restos da montagem original foram vendidos a um negociante de sucata. Ele descobriu que o 137O pó de CsCl brilhava no escuro com uma cor azul (presumivelmente, era a radiação de Cerenkov). Ele pensou que o pó poderia ser uma pedra preciosa ou mesmo sobrenatural. Muitos amigos e parentes vieram ver o brilho “maravilhoso”. Partes da fonte foram doadas a várias famílias. Este processo continuou por cerca de cinco dias. A essa altura, várias pessoas desenvolveram sintomas de síndrome gastrointestinal devido à exposição à radiação.
Os pacientes que foram ao hospital com distúrbios gastrointestinais graves foram diagnosticados erroneamente como tendo reações alérgicas a algo que comeram. Um paciente que teve efeitos cutâneos graves devido ao manuseio da fonte foi suspeito de ter alguma doença de pele tropical e foi encaminhado para o Hospital de Doenças Tropicais.
Essa trágica sequência de eventos continuou sem ser detectada por pessoal experiente por cerca de duas semanas. Muitas pessoas esfregaram o 137CsCl em pó em suas peles para que pudessem brilhar em azul. A sequência poderia ter continuado por muito mais tempo, exceto que uma das pessoas irradiadas finalmente conectou as doenças com a cápsula de origem. Ela pegou os restos do 137Fonte da CsCl em um ônibus para a Secretaria de Saúde Pública de Goiânia, onde a deixou. Um físico médico visitante pesquisou a fonte no dia seguinte. Ele agiu por iniciativa própria para evacuar duas áreas de ferro-velho e informar as autoridades. A rapidez e o tamanho da resposta do governo brasileiro, uma vez que tomou conhecimento do acidente, foram impressionantes.
Cerca de 249 pessoas foram contaminadas. Cinquenta e quatro foram hospitalizados. Quatro pessoas morreram, uma das quais era uma menina de seis anos que recebeu uma dose interna de cerca de 4 Gy por ingerir cerca de 1 GBq (109 Bq) de 137Cs.
Resposta ao acidente
Os objetivos da fase de resposta inicial foram:
A equipe médica inicialmente:
Físicos da saúde:
Resultados
Pacientes com síndrome de radiação aguda
Quatro pacientes morreram como resultado de doses absorvidas variando de 4 a 6 Gy. Dois pacientes apresentaram depressão grave da medula óssea, mas sobreviveram apesar das doses absorvidas de 6.2 e 7.1 Gy (estimativa citogenética). Quatro pacientes sobreviveram com doses absorvidas estimadas de 2.5 a 4 Gy.
Lesão cutânea induzida por radiação
Dezenove dos vinte pacientes hospitalizados tiveram lesões cutâneas induzidas por radiação, que começaram com inchaço e bolhas. Essas lesões posteriormente se romperam e secretaram fluido. Dez das dezenove lesões cutâneas desenvolveram lesões profundas cerca de quatro a cinco semanas após a irradiação. Essas lesões profundas eram indicativas de exposição gama significativa de tecidos mais profundos.
Todas as lesões de pele estavam contaminadas com 137Cs, com taxas de dose absorvida de até 15 mGy/h.
A menina de seis anos que ingeriu 1 TBq de 137Cs (e que morreu um mês depois) teve contaminação cutânea generalizada com média de 3 mGy/h.
Um paciente necessitou de amputação cerca de um mês após a exposição. A imagem do pool de sangue foi útil para determinar a demarcação entre arteríolas lesadas e normais.
Resultado de contaminação interna
Testes estatísticos não mostraram diferenças significativas entre cargas corporais determinadas por contagem de corpo inteiro em oposição àquelas determinadas por dados de excreção urinária.
Modelos que relacionavam dados de bioensaios com ingestão e carga corporal foram validados. Esses modelos também foram aplicáveis para diferentes faixas etárias.
O Azul da Prússia foi útil para promover a eliminação de 137CsCl do corpo (se a dosagem for maior que 3 Gy/d).
Dezessete pacientes receberam diuréticos para eliminação de 137Cargas corporais de CsCl. Esses diuréticos foram ineficazes na descorporação 137Cs e seu uso foi interrompido.
Descontaminação da pele
Descontaminação da pele com água e sabão, ácido acético e dióxido de titânio (TiO2) foi realizado em todos os pacientes. Essa descontaminação foi apenas parcialmente bem-sucedida. Supôs-se que a transpiração resultou na recontaminação da pele do 137Carga corporal de Cs.
Lesões cutâneas contaminadas são muito difíceis de descontaminar. A descamação da pele necrótica reduziu significativamente os níveis de contaminação.
Estudo de acompanhamento sobre avaliação de dose de análise citogenética
A frequência das aberrações nos linfócitos em diferentes momentos após o acidente seguiu três padrões principais:
Em dois casos as frequências de incidência das aberrações mantiveram-se constantes até um mês após o acidente e diminuíram para cerca de 30% da frequência inicial três meses depois.
Em dois casos, uma diminuição gradual de cerca de 20% a cada três meses foi encontrado.
Em dois dos casos de maior contaminação interna houve aumento da frequência de incidência de aberrações (em cerca de 50% e 100%) durante um período de três meses.
Acompanhamento de estudos sobre 137cargas corporais de Cs
Níveis de ação para intervenção
A evacuação da casa foi recomendada para taxas de dose absorvida superiores a 10 μGy/h a 1 m de altura dentro da casa.
A descontaminação corretiva de propriedades, roupas, solo e alimentos foi baseada em uma pessoa que não excedesse 5 mGy em um ano. A aplicação deste critério para diferentes vias resultou na descontaminação do interior de uma casa se a dose absorvida pudesse exceder 1 mGy em um ano e na descontaminação do solo se a taxa de dose absorvida pudesse exceder 4 mGy em um ano (3 mGy de radiação externa e 1 mGy de radiação interna).
O acidente da unidade 4 do reator de energia nuclear de Chernobyl em 1986
Descrição geral do acidente
O pior acidente de reator nuclear do mundo ocorreu em 26 de abril de 1986, durante um teste de engenharia elétrica de potência muito baixa. Para realizar este teste, vários sistemas de segurança foram desligados ou bloqueados.
Essa unidade era um modelo RBMK-1000, tipo de reator que produzia cerca de 65% de toda a energia nuclear gerada na URSS. Era um reator de água fervente moderado por grafite que gerava 1,000 MW de eletricidade (MWe). O RBMK-1000 não possui um edifício de contenção testado para pressão e não é comumente construído na maioria dos países.
O reator foi imediatamente crítico e produziu uma série de explosões de vapor. As explosões explodiram todo o topo do reator, destruíram a fina estrutura que cobria o reator e iniciaram uma série de incêndios nos espessos telhados de asfalto das unidades 3 e 4. As liberações radioativas duraram dez dias e 31 pessoas morreram. A delegação da URSS na Agência Internacional de Energia Atômica estudou o acidente. Eles afirmaram que os experimentos RBMK da Unidade 4 de Chernobyl que causaram o acidente não receberam a aprovação necessária e que as regras escritas sobre medidas de segurança do reator eram inadequadas. A delegação afirmou ainda: “O pessoal envolvido não estava adequadamente preparado para os testes e não estava ciente dos possíveis perigos”. Esta série de testes criou as condições para a situação de emergência e levou a um acidente no reator que muitos acreditavam que nunca poderia ocorrer.
Liberação de produtos de fissão acidental da Unidade 4 de Chernobyl
Atividade total liberada
Aproximadamente 1,900 PBq de produtos de fissão e combustível (que juntos foram rotulados corium pela Equipe de Recuperação de Acidentes de Three Mile Island) foram liberados durante os dez dias necessários para apagar todos os incêndios e selar a Unidade 4 com um material de proteção absorvente de nêutrons. A Unidade 4 agora é um sarcófago de aço e concreto permanentemente selado que contém adequadamente o cório residual dentro e ao redor dos restos do núcleo do reator destruído.
Vinte e cinco por cento dos 1,900 PBq foram liberados no primeiro dia do acidente. O restante foi liberado nos nove dias seguintes.
As liberações radiologicamente mais significativas foram de 270 PBq de 131I, 8.1 PBq de 90Sr e 37 PBq of 137Cs. Isso pode ser comparado com o acidente de Three Mile Island, que liberou 7.4 TBq of 131eu e não mensurável 90Sr ou 137Cs.
Dispersão ambiental de materiais radioativos
Os primeiros lançamentos foram geralmente na direção norte, mas os lançamentos subsequentes foram para as direções oeste e sudoeste. A primeira pluma chegou à Suécia e à Finlândia em 27 de abril. Os programas de monitoramento ambiental radiológico da usina nuclear descobriram imediatamente o vazamento e alertaram o mundo sobre o acidente. Parte dessa primeira pluma se deslocou para a Polônia e a Alemanha Oriental. As plumas subsequentes varreram a Europa oriental e central em 29 e 30 de abril. Depois disso, o Reino Unido viu os lançamentos de Chernobyl em 2 de maio, seguido pelo Japão e China em 4 de maio, Índia em 5 de maio e Canadá e Estados Unidos em 5 e 6 de maio. O hemisfério sul não relatou a detecção desta pluma.
A deposição da pluma foi governada principalmente pela precipitação. O padrão de precipitação dos principais radionuclídeos (131I, 137Cs, 134Cs, e 90Sr) foi altamente variável, mesmo dentro da URSS. O maior risco veio da irradiação externa da deposição na superfície, bem como da ingestão de alimentos contaminados.
Consequências radiológicas do acidente da Unidade 4 de Chernobyl
Consequências agudas gerais para a saúde
Duas pessoas morreram imediatamente, uma durante o colapso do prédio e outra 5.5 horas depois de queimaduras térmicas. Outros 28 membros da equipe do reator e da equipe de combate a incêndios morreram devido a ferimentos causados pela radiação. As doses de radiação para a população externa estavam abaixo dos níveis que podem causar efeitos imediatos de radiação.
O acidente de Chernobyl quase dobrou o total mundial de mortes devido a acidentes de radiação até 1986 (de 32 para 61). (É interessante notar que os três mortos no acidente do reator SL-1 nos EUA estão listados como devido a uma explosão de vapor e que os dois primeiros a morrer em Chernobyl também não estão listados como mortes por acidentes de radiação.)
Fatores que influenciaram as consequências do acidente para a saúde no local
A dosimetria pessoal para as pessoas no local com maior risco não estava disponível. A ausência de náuseas ou vômitos nas primeiras seis horas após a exposição indicou com segurança aqueles pacientes que receberam menos do que doses absorvidas potencialmente fatais. Esta também foi uma boa indicação de pacientes que não necessitaram de atenção médica imediata devido à exposição à radiação. Esta informação juntamente com os dados de sangue (diminuição da contagem de linfócitos) foi mais útil do que os dados de dosimetria pessoal.
As roupas de proteção pesadas dos bombeiros (uma lona porosa) permitiram que produtos de fissão de alta atividade específica entrassem em contato com a pele nua. Essas doses beta causaram queimaduras graves na pele e foram um fator significativo em muitas das mortes. Cinquenta e seis trabalhadores sofreram queimaduras graves na pele. As queimaduras eram extremamente difíceis de tratar e eram um sério elemento complicador. Eles impossibilitaram a descontaminação dos pacientes antes do transporte para os hospitais.
Não houve cargas corporais de material radioativo interno clinicamente significativas neste momento. Apenas duas pessoas tinham cargas corporais altas (mas não clinicamente significativas).
Das cerca de 1,000 pessoas rastreadas, 115 foram hospitalizadas devido à síndrome de radiação aguda. Oito atendentes médicos que trabalhavam no local contraíram a síndrome de radiação aguda.
Como esperado, não houve evidência de exposição a nêutrons. (O teste procura sódio-24 (24Na) no sangue.)
Fatores que influenciaram as consequências do acidente para a saúde fora do local
As ações protetivas públicas podem ser divididas em quatro períodos distintos.
Um grande esforço foi despendido na descontaminação de áreas externas.
A dose radiológica total para a população da URSS foi relatada pelo Comitê Científico das Nações Unidas sobre os Efeitos da Radiação Atômica (UNSCEAR) em 226,000 pessoas-Sv (72,000 pessoas-Sv cometidas durante o primeiro ano). O equivalente de dose coletiva estimado em todo o mundo é da ordem de 600,000 pessoa-Sv. O tempo e um estudo mais aprofundado refinarão essa estimativa (UNSCEAR 1988).
Organizações internacionais
Agência internacional de energia atômica
PO Box 100
A-1400 Viena
ÁUSTRIA
Comissão Internacional de Unidades e Medições de Radiação
Avenida Woodmont, 7910
Bethesda, Maryland 20814
U.S.A.
Comissão Internacional de Proteção Radiológica
Nº da caixa postal 35
Didcot, Oxfordshire
OX11RJ
Reino Unido
Associação Internacional de Proteção contra Radiação
Universidade de Tecnologia de Eindhoven
PO Box 662
5600 AR Eindhoven
PAÍSES BAIXOS
Comitê das Nações Unidas sobre os Efeitos da Radiação Atômica
BERNAM ASSOCIADOS
Unidade de Montagem 4611-F
Lanham, Maryland 20706-4391
U.S.A.
Nos últimos anos, o interesse aumentou nos efeitos biológicos e possíveis resultados para a saúde de campos elétricos e magnéticos fracos. Estudos têm sido apresentados sobre campos magnéticos e câncer, reprodução e reações neurocomportamentais. A seguir, é apresentado um resumo do que sabemos, o que ainda precisa ser investigado e, principalmente, qual política é apropriada – se deve envolver nenhuma restrição de exposição, “evitar prudentemente” ou intervenções caras.
O que nós sabemos
Câncer
Estudos epidemiológicos sobre leucemia infantil e exposição residencial de linhas de energia parecem indicar um leve aumento de risco, e leucemia excessiva e riscos de tumor cerebral foram relatados em ocupações “elétricas”. Estudos recentes com técnicas aprimoradas para avaliação da exposição geralmente fortaleceram a evidência de uma associação. Porém, ainda há falta de clareza quanto às características da exposição – por exemplo, frequência do campo magnético e intermitência da exposição; e não se sabe muito sobre possíveis fatores de confusão ou modificadores de efeito. Além disso, a maioria dos estudos ocupacionais indicou uma forma especial de leucemia, a leucemia mielóide aguda, enquanto outros encontraram incidências mais altas para outra forma, a leucemia linfática crônica. Os poucos estudos de câncer animal relatados não ajudaram muito na avaliação de risco e, apesar de um grande número de estudos experimentais com células, nenhum mecanismo plausível e compreensível foi apresentado pelo qual um efeito carcinogênico poderia ser explicado.
Reprodução, com referência especial aos resultados da gravidez
Em estudos epidemiológicos, resultados adversos da gravidez e câncer infantil foram relatados após exposição materna e paterna a campos magnéticos, a exposição paterna indicando um efeito genotóxico. Os esforços para replicar os resultados positivos de outras equipes de pesquisa não foram bem-sucedidos. Estudos epidemiológicos em operadores de unidades de exibição visual (VDU), que são expostos a campos elétricos e magnéticos emitidos por suas telas, têm sido principalmente negativos, e estudos teratogênicos em animais com campos semelhantes a VDU têm sido muito contraditórios para apoiar conclusões confiáveis.
Reações neurocomportamentais
Estudos de provocação em voluntários jovens parecem indicar mudanças fisiológicas como desaceleração da frequência cardíaca e alterações no eletroencefalograma (EEG) após exposição a campos elétricos e magnéticos relativamente fracos. O fenômeno recente de hipersensibilidade à eletricidade parece ser de origem multifatorial, e não está claro se os campos estão envolvidos ou não. Uma grande variedade de sintomas e desconfortos tem sido relatada, principalmente na pele e no sistema nervoso. A maioria dos pacientes apresenta queixas cutâneas difusas na face, como rubor, rubor, vermelhidão, calor, sensação de formigamento, dor e aperto. Também são descritos sintomas associados ao sistema nervoso, como dor de cabeça, tontura, fadiga e desmaio, sensações de formigamento e picadas nas extremidades, falta de ar, palpitações cardíacas, sudorese profusa, depressões e dificuldades de memória. Nenhum sintoma de doença neurológica orgânica característica foi apresentado.
Exposição
A exposição aos campos ocorre em toda a sociedade: em casa, no trabalho, nas escolas e na operação de meios de transporte elétricos. Onde quer que haja fios elétricos, motores elétricos e equipamentos eletrônicos, campos elétricos e magnéticos são criados. Forças médias de campo de trabalho de 0.2 a 0.4 μT (microtesla) parecem ser o nível acima do qual pode haver um risco aumentado, e níveis semelhantes foram calculados para médias anuais para indivíduos que vivem sob ou perto de linhas de energia.
Muitas pessoas estão igualmente expostas acima desses níveis, embora por períodos mais curtos, em suas casas (através de radiadores elétricos, barbeadores, secadores de cabelo e outros eletrodomésticos, ou correntes parasitas devido a desequilíbrios no sistema elétrico de aterramento de um edifício), no trabalho (em certas indústrias e escritórios que envolvam a proximidade de equipamentos elétricos e eletrônicos) ou ao viajar em trens e outros meios de transporte movidos a eletricidade. A importância dessa exposição intermitente não é conhecida. Existem outras incertezas quanto à exposição (envolvendo questões relativas à importância da frequência de campo, a outros fatores modificadores ou de confusão, ou ao conhecimento da exposição total diurna e noturna) e efeito (dada a consistência dos achados quanto ao tipo de câncer) , e nos estudos epidemiológicos, que obrigam a avaliar com muita cautela todas as avaliações de risco.
Avaliações de risco
Em estudos residenciais escandinavos, os resultados indicam um risco dobrado de leucemia acima de 0.2 μT, os níveis de exposição correspondentes aos normalmente encontrados dentro de 50 a 100 metros de uma linha de energia aérea. No entanto, o número de casos de leucemia infantil sob linhas de energia é pequeno e, portanto, o risco é baixo em comparação com outros riscos ambientais na sociedade. Foi calculado que a cada ano na Suécia há dois casos de leucemia infantil sob ou perto de linhas de energia. Um desses casos pode ser atribuído ao risco de campo magnético, se houver.
As exposições ocupacionais a campos magnéticos são geralmente mais altas do que as exposições residenciais, e os cálculos de riscos de leucemia e tumor cerebral para trabalhadores expostos fornecem valores mais altos do que para crianças que vivem perto de linhas de energia. A partir de cálculos baseados no risco atribuível descoberto em um estudo sueco, aproximadamente 20 casos de leucemia e 20 casos de tumores cerebrais podem ser atribuídos a campos magnéticos a cada ano. Esses números devem ser comparados com o número total de 40,000 casos anuais de câncer na Suécia, dos quais 800 foram calculados como tendo origem ocupacional.
O que ainda precisa ser investigado
É bastante claro que mais pesquisas são necessárias para garantir uma compreensão satisfatória dos resultados dos estudos epidemiológicos obtidos até agora. Existem estudos epidemiológicos adicionais em andamento em diferentes países ao redor do mundo, mas a questão é se eles acrescentarão mais ao conhecimento que já temos. Na verdade, não se sabe quais características dos campos são causais dos efeitos, se houver. Assim, definitivamente precisamos de mais estudos sobre possíveis mecanismos para explicar as descobertas que reunimos.
Há na literatura, no entanto, um grande número de in vitro estudos dedicados à busca de possíveis mecanismos. Vários modelos de promoção do câncer têm sido apresentados, baseados em alterações na superfície celular e no transporte de íons cálcio na membrana celular, interrupção da comunicação celular, modulação do crescimento celular, ativação de sequências de genes específicos pela transcrição modulada do ácido ribonucleico (RNA), depressão da produção de melatonina pineal, modulação da atividade da ornitina descarboxilase e possível interrupção dos mecanismos de controle antitumoral do sistema imunológico e hormonal. Cada um desses mecanismos tem características aplicáveis para explicar os efeitos do câncer de campo magnético relatados; no entanto, nenhum esteve isento de problemas e objeções essenciais.
Melatonina e magnetita
Existem dois mecanismos possíveis que podem ser relevantes para a promoção do câncer e, portanto, merecem atenção especial. Uma delas tem a ver com a redução dos níveis noturnos de melatonina induzida por campos magnéticos e a outra está relacionada com a descoberta de cristais de magnetita em tecidos humanos.
Sabe-se de estudos em animais que a melatonina, por meio de um efeito nos níveis circulantes de hormônios sexuais, tem um efeito oncostático indireto. Também foi indicado em estudos com animais que campos magnéticos suprimem a produção de melatonina pineal, uma descoberta que sugere um mecanismo teórico para o aumento relatado (por exemplo) de câncer de mama que pode ser devido à exposição a tais campos. Recentemente, uma explicação alternativa para o aumento do risco de câncer foi proposta. Verificou-se que a melatonina é o eliminador de radicais hidroxila mais potente e, consequentemente, o dano ao DNA que pode ser causado pelos radicais livres é marcadamente inibido pela melatonina. Se os níveis de melatonina forem suprimidos, por exemplo, por campos magnéticos, o DNA fica mais vulnerável ao ataque oxidativo. Esta teoria explica como a depressão da melatonina por campos magnéticos pode resultar em uma maior incidência de câncer em qualquer tecido.
Mas os níveis sanguíneos de melatonina humana diminuem quando os indivíduos são expostos a campos magnéticos fracos? Existem algumas indicações de que isso pode ser assim, mas mais pesquisas são necessárias. Há alguns anos sabe-se que a capacidade das aves de se orientar durante as migrações sazonais é mediada por cristais de magnetita em células que respondem ao campo magnético da Terra. Agora, como mencionado acima, também foi demonstrado que cristais de magnetita existem em células humanas em uma concentração alta o suficiente teoricamente para responder a campos magnéticos fracos. Assim, o papel dos cristais de magnetita deve ser considerado em qualquer discussão sobre os possíveis mecanismos que podem ser propostos quanto aos efeitos potencialmente nocivos dos campos elétricos e magnéticos.
A necessidade de conhecimento sobre os mecanismos
Para resumir, há uma clara necessidade de mais estudos sobre esses possíveis mecanismos. Os epidemiologistas precisam de informações sobre quais características dos campos elétricos e magnéticos devem focar em suas avaliações de exposição. Na maioria dos estudos epidemiológicos, foram usadas intensidades de campo médias ou medianas (com frequências de 50 a 60 Hz); em outros, foram estudadas medidas cumulativas de exposição. Em um estudo recente, descobriu-se que os campos de frequências mais altas estão relacionados ao risco. Em alguns estudos com animais, finalmente, os transientes de campo foram considerados importantes. Para os epidemiologistas, o problema não está no lado do efeito; existem registros de doenças em muitos países atualmente. O problema é que os epidemiologistas não conhecem as características de exposição relevantes a serem consideradas em seus estudos.
Qual política é apropriada
Sistemas de proteção
Geralmente, existem diferentes sistemas de proteção a serem considerados com relação a regulamentos, diretrizes e políticas. Na maioria das vezes, o sistema baseado na saúde é selecionado, no qual um efeito adverso específico à saúde pode ser identificado em um determinado nível de exposição, independentemente do tipo de exposição, química ou física. Um segundo sistema poderia ser caracterizado como uma otimização de um perigo conhecido e aceito, que não possui limite abaixo do qual o risco está ausente. Um exemplo de exposição que se enquadra nesse tipo de sistema é a radiação ionizante. Um terceiro sistema cobre perigos ou riscos onde as relações causais entre a exposição e o resultado não foram demonstradas com razoável certeza, mas para as quais existem preocupações gerais sobre possíveis riscos. Este último sistema de proteção foi denotado como o princípio da cautela, ou mais recentemente evitação prudente, que pode ser resumido como a futura prevenção de baixo custo de exposição desnecessária na ausência de certeza científica. A exposição a campos elétricos e magnéticos foi discutida dessa maneira, e estratégias sistemáticas foram apresentadas, por exemplo, sobre como futuras linhas de energia devem ser encaminhadas, locais de trabalho organizados e eletrodomésticos projetados para minimizar a exposição.
É evidente que o sistema de otimização não é aplicável em relação a restrições de campos elétricos e magnéticos, simplesmente porque não são conhecidos e aceitos como riscos. Os outros dois sistemas, no entanto, estão atualmente sob consideração.
Regulamentos e diretrizes para restrição de exposição no sistema baseado em saúde
Nas diretrizes internacionais, os limites para restrições de exposição ao campo estão várias ordens de grandeza acima do que pode ser medido em linhas aéreas de energia e encontrado em ocupações elétricas. Associação Internacional de Proteção contra Radiação (IRPA) emitido Diretrizes sobre limites de exposição a campos elétricos e magnéticos de 50/60 Hz em 1990, que foi adotado como base para muitos padrões nacionais. Como novos estudos importantes foram publicados posteriormente, um adendo foi emitido em 1993 pela Comissão Internacional de Proteção contra Radiação Não Ionizante (ICNIRP). Além disso, em 1993, avaliações de risco de acordo com o IRPA também foram feitas no Reino Unido.
Esses documentos enfatizam que o estado atual do conhecimento científico não garante a limitação dos níveis de exposição do público e da força de trabalho ao nível μT, e que mais dados são necessários para confirmar se os riscos à saúde estão ou não presentes. As diretrizes IRPA e ICNIRP são baseadas nos efeitos das correntes induzidas por campo no corpo, correspondendo àquelas normalmente encontradas no corpo (até cerca de 10 mA/m2). Recomenda-se que a exposição ocupacional a campos magnéticos de 50/60 Hz seja limitada a 0.5 mT para exposição durante todo o dia e 5 mT para exposições curtas de até duas horas. Recomenda-se que a exposição a campos elétricos seja limitada a 10 e 30 kV/m. O limite de 24 horas para o público é definido em 5 kV/m e 0.1 mT.
Essas discussões sobre a regulamentação da exposição são baseadas inteiramente em relatórios de câncer. Em estudos de outros possíveis efeitos à saúde relacionados a campos elétricos e magnéticos (por exemplo, distúrbios reprodutivos e neurocomportamentais), os resultados geralmente são considerados insuficientemente claros e consistentes para constituir uma base científica para restringir a exposição.
O princípio da cautela ou evitação prudente
Não há diferença real entre os dois conceitos; a evitação prudente tem sido usada mais especificamente, porém, em discussões de campos elétricos e magnéticos. Como dito acima, a prevenção prudente pode ser resumida como a prevenção futura e de baixo custo da exposição desnecessária, desde que haja incerteza científica sobre os efeitos à saúde. Foi adotado na Suécia, mas não em outros países.
Na Suécia, cinco autoridades governamentais (o Instituto Sueco de Proteção contra Radiação; o Conselho Nacional de Segurança Elétrica; o Conselho Nacional de Saúde e Bem-Estar; o Conselho Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional; e o Conselho Nacional de Habitação, Construção e Planejamento) declararam conjuntamente que “o conhecimento total que agora se acumula justifica tomar medidas para reduzir a potência de campo”. Desde que o custo seja razoável, a política é proteger as pessoas de altas exposições magnéticas de longa duração. Durante a instalação de novos equipamentos ou novas linhas elétricas que possam causar elevadas exposições a campos magnéticos, devem ser escolhidas soluções que proporcionem menores exposições desde que estas soluções não impliquem grandes inconvenientes ou custos. Geralmente, conforme declarado pelo Radiation Protection Institute, medidas podem ser tomadas para reduzir o campo magnético nos casos em que os níveis de exposição excedem os níveis normalmente ocorridos em mais de um fator de dez, desde que essas reduções possam ser feitas a um custo razoável. Em situações em que os níveis de exposição das instalações existentes não excedam os níveis normalmente ocorridos por um fator de dez, a reconstrução dispendiosa deve ser evitada. Desnecessário dizer que o atual conceito de evitação tem sido criticado por muitos especialistas em diferentes países, como por especialistas da indústria de fornecimento de eletricidade.
Conclusões
No presente artigo, foi apresentado um resumo do que sabemos sobre os possíveis efeitos dos campos elétricos e magnéticos sobre a saúde e o que ainda precisa ser investigado. Nenhuma resposta foi dada à questão de qual política deveria ser adotada, mas sistemas opcionais de proteção foram apresentados. A este respeito, parece claro que a base de dados científica disponível é insuficiente para desenvolver limites de exposição ao nível μT, o que significa, por sua vez, que não há razões para intervenções dispendiosas a estes níveis de exposição. Se alguma forma de estratégia de cautela (por exemplo, evitar prudentemente) deve ser adotada ou não, é uma questão de decisão das autoridades de saúde pública e ocupacional de cada país. Se tal estratégia não for adotada, isso geralmente significa que nenhuma restrição de exposição é imposta porque os limites baseados na saúde estão bem acima da exposição diária pública e ocupacional. Portanto, se hoje as opiniões diferem quanto a regulamentos, diretrizes e políticas, há um consenso geral entre os normatizadores de que mais pesquisas são necessárias para obter uma base sólida para ações futuras.
A forma mais conhecida de energia eletromagnética é a luz solar. A frequência da luz solar (luz visível) é a linha divisória entre a radiação ionizante mais potente (raios x, raios cósmicos) em frequências mais altas e a radiação não ionizante mais benigna em frequências mais baixas. Existe um espectro de radiação não ionizante. Dentro do contexto deste capítulo, na extremidade superior, logo abaixo da luz visível, está a radiação infravermelha. Abaixo disso está a ampla gama de frequências de rádio, que inclui (em ordem decrescente) micro-ondas, rádio celular, televisão, rádio FM e rádio AM, ondas curtas usadas em aquecedores dielétricos e de indução e, na extremidade inferior, campos com frequência de energia. O espectro eletromagnético é ilustrado na figura 1.
Figura 1. O espectro eletromagnético
Assim como a luz visível ou o som permeia nosso ambiente, o espaço onde vivemos e trabalhamos, o mesmo acontece com as energias dos campos eletromagnéticos. Além disso, assim como a maior parte da energia sonora a que estamos expostos é criada pela atividade humana, o mesmo ocorre com as energias eletromagnéticas: desde os níveis fracos emitidos por nossos aparelhos elétricos do dia-a-dia - aqueles que fazem nossos aparelhos de rádio e TV funcionarem - até os níveis mais altos níveis que os médicos aplicam para fins benéficos - por exemplo, diatermia (tratamentos térmicos). Em geral, a força de tais energias diminui rapidamente com a distância da fonte. Os níveis naturais desses campos no ambiente são baixos.
A radiação não ionizante (NIR) incorpora todas as radiações e campos do espectro eletromagnético que não possuem energia suficiente para produzir ionização da matéria. Ou seja, o NIR é incapaz de transmitir energia suficiente a uma molécula ou átomo para interromper sua estrutura removendo um ou mais elétrons. A fronteira entre o NIR e a radiação ionizante é geralmente definida em um comprimento de onda de aproximadamente 100 nanômetros.
Como acontece com qualquer forma de energia, a energia NIR tem o potencial de interagir com sistemas biológicos, e o resultado pode não ser significativo, pode ser prejudicial em diferentes graus ou pode ser benéfico. Com radiofrequência (RF) e radiação de micro-ondas, o principal mecanismo de interação é o aquecimento, mas na parte de baixa frequência do espectro, campos de alta intensidade podem induzir correntes no corpo e, portanto, ser perigosos. Os mecanismos de interação para forças de campo de baixo nível são, no entanto, desconhecidos.
Quantidades e unidades
Campos em frequências abaixo de cerca de 300 MHz são quantificados em termos de força do campo elétrico (E) e força do campo magnético (H). E é expresso em volts por metro (V/m) e H em amperes por metro (A/m). Ambos são campos vetoriais, ou seja, são caracterizados por magnitude e direção em cada ponto. Para a faixa de baixa frequência, o campo magnético é frequentemente expresso em termos de densidade de fluxo, B, com a unidade SI tesla (T). Quando os campos em nosso ambiente diário são discutidos, a subunidade microtesla (μT) é geralmente a unidade preferida. Em alguma literatura, a densidade de fluxo é expressa em gauss (G), e a conversão entre essas unidades é (para campos no ar):
1T = 104 G ou 0.1 μT = 1 mG e 1 A/m = 1.26 μT.
Estão disponíveis revisões de conceitos, quantidades, unidades e terminologia para proteção contra radiação não ionizante, incluindo radiação de radiofrequência (NCRP 1981; Polk e Postow 1986; OMS 1993).
O termo radiação significa simplesmente energia transmitida por ondas. Ondas eletromagnéticas são ondas de forças elétricas e magnéticas, onde um movimento ondulatório é definido como a propagação de perturbações em um sistema físico. Uma mudança no campo elétrico é acompanhada por uma mudança no campo magnético e vice-versa. Esses fenômenos foram descritos em 1865 por JC Maxwell em quatro equações que ficaram conhecidas como Equações de Maxwell.
As ondas eletromagnéticas são caracterizadas por um conjunto de parâmetros que incluem frequência (f), comprimento de onda (λ), intensidade do campo elétrico, intensidade do campo magnético, polarização elétrica (P) (a direção do E campo), velocidade de propagação (c) e vetor de Poynting (S). Figura 2 ilustra a propagação de uma onda eletromagnética no espaço livre. A frequência é definida como o número de mudanças completas do campo elétrico ou magnético em um determinado ponto por segundo e é expressa em hertz (Hz). O comprimento de onda é a distância entre duas cristas ou vales consecutivos da onda (máximos ou mínimos). A frequência, o comprimento de onda e a velocidade da onda (v) estão inter-relacionados da seguinte forma:
v = f λ
Figura 2. Painel do Uma onda plana se propagando com a velocidade da luz na direção x
A velocidade de uma onda eletromagnética no espaço livre é igual à velocidade da luz, mas a velocidade nos materiais depende das propriedades elétricas do material – isto é, de sua permissividade (ε) e permeabilidade (μ). A permissividade diz respeito às interações do material com o campo elétrico, e a permeabilidade expressa as interações com o campo magnético. Substâncias biológicas têm permissividades que diferem muito daquelas do espaço livre, sendo dependentes do comprimento de onda (especialmente na faixa de RF) e do tipo de tecido. A permeabilidade das substâncias biológicas, no entanto, é igual à do espaço livre.
Em uma onda plana, conforme ilustrado na figura 2 , o campo elétrico é perpendicular ao campo magnético e a direção de propagação é perpendicular aos campos elétrico e magnético.
Para uma onda plana, a razão entre o valor da intensidade do campo elétrico e o valor da intensidade do campo magnético, que é constante, é conhecida como impedância característica (Z):
Z = E/H
No espaço livre, Z= 120π ≈ 377Ω mas de outra forma Z depende da permissividade e permeabilidade do material através do qual a onda está se propagando.
A transferência de energia é descrita pelo vetor de Poynting, que representa a magnitude e a direção da densidade do fluxo eletromagnético:
S = E x H
Para uma onda em propagação, a integral de S sobre qualquer superfície representa a potência instantânea transmitida através desta superfície (densidade de potência). A magnitude do vetor de Poynting é expressa em watts por metro quadrado (W/m2) (em alguma literatura a unidade mW/cm2 é usado - a conversão para unidades SI é 1 mW/cm2 = 10 W/m2) e para ondas planas está relacionado com os valores das intensidades dos campos elétrico e magnético:
S = E2 /120π = E2 / 377
e
S =120π H2 = 377 H2
Nem todas as condições de exposição encontradas na prática podem ser representadas por ondas planas. Em distâncias próximas a fontes de radiação de radiofrequência, as relações características de ondas planas não são satisfeitas. O campo eletromagnético irradiado por uma antena pode ser dividido em duas regiões: a zona de campo próximo e a zona de campo distante. O limite entre essas zonas geralmente é colocado em:
r = 2a2 /λ
onde a é a maior dimensão da antena.
Na zona de campo próximo, a exposição deve ser caracterizada pelos campos elétrico e magnético. No campo distante, um desses é suficiente, pois eles estão inter-relacionados pelas equações acima envolvendo E e H. Na prática, a situação de campo próximo é frequentemente realizada em frequências abaixo de 300 Mhz.
A exposição a campos de RF é ainda mais complicada pelas interações de ondas eletromagnéticas com objetos. Em geral, quando as ondas eletromagnéticas encontram um objeto, parte da energia incidente é refletida, parte é absorvida e parte é transmitida. As proporções de energia transmitida, absorvida ou refletida pelo objeto dependem da frequência e polarização do campo e das propriedades elétricas e forma do objeto. Uma sobreposição das ondas incidente e refletida resulta em ondas estacionárias e distribuição de campo espacialmente não uniforme. Como as ondas são totalmente refletidas por objetos metálicos, as ondas estacionárias se formam perto de tais objetos.
Uma vez que a interação de campos de RF com sistemas biológicos depende de muitas características de campo diferentes e os campos encontrados na prática são complexos, os seguintes fatores devem ser considerados na descrição de exposições a campos de RF:
Para a exposição a campos magnéticos de baixa frequência, ainda não está claro se a força do campo ou a densidade do fluxo é a única consideração importante. Pode acontecer que outros fatores também sejam importantes, como o tempo de exposição ou a rapidez das mudanças de campo.
O termo campo eletromagnetico (EMF), como é usado na mídia e na imprensa popular, geralmente se refere a campos elétricos e magnéticos na extremidade de baixa frequência do espectro, mas também pode ser usado em um sentido muito mais amplo para incluir todo o espectro de radiação eletromagnética. Note que na faixa de baixa frequência o E e B os campos não são acoplados ou inter-relacionados da mesma forma que estão em frequências mais altas e, portanto, é mais preciso referir-se a eles como “campos elétricos e magnéticos” em vez de EMFs.
Como a luz, que é visível, a radiação ultravioleta (UVR) é uma forma de radiação óptica com comprimentos de onda mais curtos e fótons mais energéticos (partículas de radiação) do que sua contraparte visível. A maioria das fontes de luz também emite algum UVR. A UVR está presente na luz solar e também é emitida por um grande número de fontes ultravioleta usadas na indústria, ciência e medicina. Os trabalhadores podem encontrar RUV em uma ampla variedade de ambientes ocupacionais. Em alguns casos, em baixos níveis de luz ambiente, fontes muito intensas de ultravioleta próximo (“luz negra”) podem ser vistas, mas normalmente a UVR é invisível e deve ser detectada pelo brilho de materiais que fluorescem quando iluminados por UVR.
Assim como a luz pode ser dividida em cores que podem ser vistas em um arco-íris, a UVR é subdividida e seus componentes são comumente denotados como UVA, UVB e UVC. Comprimentos de onda de luz e UVR são geralmente expressos em nanômetros (nm); 1 nm é um bilionésimo (10-9) de um metro. UVC (UVR de comprimento de onda muito curto) na luz solar é absorvido pela atmosfera e não atinge a superfície da Terra. UVC está disponível apenas a partir de fontes artificiais, como lâmpadas germicidas, que emitem a maior parte de sua energia em um único comprimento de onda (254 nm) que é muito eficaz para matar bactérias e vírus em uma superfície ou no ar.
O UVB é o UVR mais prejudicial biologicamente para a pele e os olhos e, embora a maior parte dessa energia (que é um componente da luz solar) seja absorvida pela atmosfera, ela ainda produz queimaduras solares e outros efeitos biológicos. UVR de comprimento de onda longo, UVA, é normalmente encontrado na maioria das fontes de lâmpadas e também é o UVR mais intenso que atinge a Terra. Embora o UVA possa penetrar profundamente no tecido, não é tão prejudicial biologicamente quanto o UVB porque as energias dos fótons individuais são menores do que para UVB ou UVC.
Fontes de radiação ultravioleta
Exposição à luz natural:
A maior exposição ocupacional à UVR é experimentada por trabalhadores ao ar livre sob a luz solar. A energia da radiação solar é bastante atenuada pela camada de ozônio da Terra, limitando a UVR terrestre a comprimentos de onda superiores a 290-295 nm. A energia dos raios mais perigosos de comprimento de onda curto (UVB) na luz solar é uma forte função do caminho inclinado atmosférico e varia com a estação e a hora do dia (Sliney 1986 e 1987; WHO 1994).
Fontes artificiais
As fontes artificiais mais significativas de exposição humana incluem as seguintes:
Soldagem a arco industrial. A fonte mais significativa de exposição potencial à UVR é a energia radiante do equipamento de soldagem a arco. Os níveis de UVR ao redor do equipamento de soldagem a arco são muito altos, e lesões agudas nos olhos e na pele podem ocorrer dentro de três a dez minutos de exposição a distâncias de visualização próximas de alguns metros. A proteção dos olhos e da pele é obrigatória.
Lâmpadas UVR industriais/de trabalho. Muitos processos industriais e comerciais, como a cura fotoquímica de tintas, pinturas e plásticos, envolvem o uso de lâmpadas que emitem fortemente na faixa de UV. Embora a probabilidade de exposição prejudicial seja baixa devido à blindagem, em alguns casos pode ocorrer exposição acidental.
“Luzes negras”. As luzes negras são lâmpadas especializadas que emitem predominantemente na faixa UV e são geralmente usadas para testes não destrutivos com pós fluorescentes, para autenticação de notas e documentos e para efeitos especiais em publicidade e discotecas. Estas lâmpadas não representam nenhum risco de exposição significativo para os seres humanos (exceto em certos casos para a pele fotossensibilizada).
Tratamento médico. As lâmpadas UVR são usadas na medicina para uma variedade de fins diagnósticos e terapêuticos. As fontes de UVA são normalmente usadas em aplicações de diagnóstico. As exposições ao paciente variam consideravelmente de acordo com o tipo de tratamento, e as lâmpadas ultravioleta utilizadas em dermatologia requerem uso criterioso por parte da equipe.
Lâmpadas UVR germicidas. UVR com comprimentos de onda na faixa de 250-265 nm é o mais eficaz para esterilização e desinfecção, pois corresponde a um máximo no espectro de absorção do DNA. Tubos de descarga de mercúrio de baixa pressão são frequentemente usados como fonte de UV, pois mais de 90% da energia irradiada está na linha de 254 nm. Estas lâmpadas são muitas vezes referidas como “lâmpadas germicidas”, “lâmpadas bactericidas” ou simplesmente “lâmpadas UVC”. Lâmpadas germicidas são usadas em hospitais para combater a infecção por tuberculose e também são usadas dentro de gabinetes de segurança microbiológica para inativar microorganismos transportados pelo ar e pela superfície. A instalação adequada das lâmpadas e o uso de proteção ocular são essenciais.
Bronzeamento artificial. As espreguiçadeiras são encontradas em empresas onde os clientes podem obter um bronzeado por meio de lâmpadas especiais de bronzeamento, que emitem principalmente na faixa de UVA, mas também alguns UVB. O uso regular de um solário pode contribuir significativamente para a exposição anual da pele aos raios ultravioleta de uma pessoa; além disso, o pessoal que trabalha em salões de bronzeamento também pode estar exposto a níveis baixos. O uso de proteção para os olhos, como óculos ou óculos de sol, deve ser obrigatório para o cliente e, dependendo do acordo, até mesmo funcionários podem exigir protetores para os olhos.
Iluminação geral. As lâmpadas fluorescentes são comuns no local de trabalho e já são usadas em casa há muito tempo. Essas lâmpadas emitem pequenas quantidades de UVR e contribuem apenas com uma pequena porcentagem para a exposição anual de UV de uma pessoa. As lâmpadas halógenas de tungstênio são cada vez mais usadas em casa e no local de trabalho para uma variedade de propósitos de iluminação e exibição. As lâmpadas halógenas não blindadas podem emitir níveis de UVR suficientes para causar lesões agudas em distâncias curtas. A instalação de filtros de vidro sobre essas lâmpadas deve eliminar esse perigo.
Efeitos Biológicos
A pele
Eritema
O eritema, ou “queimadura solar”, é uma vermelhidão da pele que normalmente aparece em quatro a oito horas após a exposição aos raios ultravioleta e desaparece gradualmente após alguns dias. Queimaduras solares graves podem envolver bolhas e descamação da pele. UVB e UVC são cerca de 1,000 vezes mais eficazes em causar eritema do que UVA (Parrish, Jaenicke e Anderson 1982), mas o eritema produzido pelos comprimentos de onda UVB mais longos (295 a 315 nm) é mais grave e persiste por mais tempo (Hausser 1928). A maior gravidade e duração do eritema resulta da penetração mais profunda desses comprimentos de onda na epiderme. A sensibilidade máxima da pele aparentemente ocorre em aproximadamente 295 nm (Luckiesh, Holladay e Taylor 1930; Coblentz, Stair e Hogue 1931) com muito menos sensibilidade (aproximadamente 0.07) ocorrendo em 315 nm e comprimentos de onda mais longos (McKinlay e Diffey 1987).
A dose eritemal mínima (MED) para 295 nm que foi relatada em estudos mais recentes para pele não bronzeada e levemente pigmentada varia de 6 a 30 mJ/cm2 (Everett, Olsen e Sayer 1965; Freeman, et al. 1966; Berger, Urbach e Davies 1968). O MED em 254 nm varia muito, dependendo do tempo decorrido após a exposição e se a pele foi muito exposta à luz solar externa, mas geralmente é da ordem de 20 mJ/cm2, ou tão alto quanto 0.1 J/cm2. A pigmentação e o bronzeamento da pele e, mais importante, o espessamento do estrato córneo, podem aumentar essa DEM em pelo menos uma ordem de grandeza.
Fotossensibilização
Especialistas em saúde ocupacional freqüentemente encontram efeitos adversos da exposição ocupacional à RUV em trabalhadores fotossensibilizados. O uso de certos medicamentos pode produzir um efeito fotossensibilizante na exposição aos raios UVA, assim como a aplicação tópica de certos produtos, incluindo alguns perfumes, loções para o corpo e assim por diante. As reações a agentes fotossensibilizantes envolvem tanto fotoalergia (reação alérgica da pele) quanto fototoxicidade (irritação da pele) após exposição à radiação ultravioleta da luz solar ou fontes industriais de radiação ultravioleta. (As reações de fotossensibilidade durante o uso de equipamentos de bronzeamento também são comuns.) Essa fotossensibilização da pele pode ser causada por cremes ou pomadas aplicados na pele, por medicamentos tomados por via oral ou por injeção ou pelo uso de inaladores prescritos (consulte a figura 1 ). O médico que prescreve um medicamento potencialmente fotossensibilizante deve sempre alertar o paciente para tomar as medidas apropriadas para evitar efeitos adversos, mas o paciente frequentemente é orientado a evitar apenas a luz solar e não fontes de UVR (uma vez que são incomuns para a população em geral).
Figura 1. Algumas substâncias fonossensibilizantes
Efeitos retardados
A exposição crônica à luz solar - especialmente o componente UVB - acelera o envelhecimento da pele e aumenta o risco de desenvolver câncer de pele (Fitzpatrick et al. 1974; Forbes e Davies 1982; Urbach 1969; Passchier e Bosnjakovic 1987). Vários estudos epidemiológicos mostraram que a incidência de câncer de pele está fortemente correlacionada com a latitude, altitude e cobertura do céu, que se correlacionam com a exposição à radiação ultravioleta (Scotto, Fears e Gori 1980; WHO 1993).
As relações dose-resposta quantitativas exatas para a carcinogênese da pele humana ainda não foram estabelecidas, embora indivíduos de pele clara, particularmente aqueles de origem celta, sejam muito mais propensos a desenvolver câncer de pele. No entanto, deve-se notar que as exposições UVR necessárias para provocar tumores de pele em modelos animais podem ser administradas de forma suficientemente lenta para que o eritema não seja produzido, e a eficácia relativa (relativa ao pico em 302 nm) relatada nesses estudos varia no mesmo como queimaduras solares (Cole, Forbes e Davies 1986; Sterenborg e van der Leun 1987).
O olho
Fotoqueratite e fotoconjuntivite
Estas são reações inflamatórias agudas resultantes da exposição à radiação UVB e UVC que aparecem dentro de algumas horas de exposição excessiva e normalmente desaparecem após um a dois dias.
Lesão da retina por luz brilhante
Embora a lesão térmica da retina causada por fontes de luz seja improvável, danos fotoquímicos podem ocorrer devido à exposição a fontes ricas em luz azul. Isso pode resultar em redução temporária ou permanente da visão. No entanto, a resposta normal de aversão à luz brilhante deve evitar essa ocorrência, a menos que seja feito um esforço consciente para olhar para as fontes de luz brilhante. A contribuição da RUV para a lesão da retina é geralmente muito pequena porque a absorção pelo cristalino limita a exposição da retina.
Efeitos crônicos
A exposição ocupacional prolongada à RUV durante várias décadas pode contribuir para a catarata e efeitos degenerativos não relacionados aos olhos, como envelhecimento da pele e câncer de pele associados à exposição ao sol. A exposição crônica à radiação infravermelha também pode aumentar o risco de catarata, mas isso é muito improvável, dado o acesso à proteção ocular.
A radiação ultravioleta actínica (UVB e UVC) é fortemente absorvida pela córnea e pela conjuntiva. A superexposição desses tecidos causa ceratoconjuntivite, comumente referida como “flash do soldador”, “olho de arco” ou “cegueira da neve”. Pitts relatou o espectro de ação e o curso temporal da fotoceratite na córnea humana, de coelhos e de macacos (Pitts 1974). O período de latência varia inversamente com a gravidade da exposição, variando de 1.5 a 24 horas, mas geralmente ocorre em 6 a 12 horas; desconforto geralmente desaparece dentro de 48 horas. A conjuntivite segue e pode ser acompanhada por eritema da pele facial ao redor das pálpebras. Obviamente, a exposição à UVR raramente resulta em lesão ocular permanente. Pitts e Tredici (1971) relataram dados de limiar para fotoqueratite em humanos para bandas de onda de 10 nm de largura de 220 a 310 nm. Verificou-se que a sensibilidade máxima da córnea ocorre a 270 nm, diferindo acentuadamente do máximo da pele. Presumivelmente, a radiação de 270 nm é biologicamente mais ativa devido à falta de um estrato córneo para atenuar a dose no tecido do epitélio da córnea em comprimentos de onda UVR mais curtos. A resposta do comprimento de onda, ou espectro de ação, não variou tanto quanto o espectro de ação do eritema, com limiares variando de 4 a 14 mJ/cm2 a 270 nm. O limite relatado em 308 nm foi de aproximadamente 100 mJ/cm2.
A exposição repetida do olho a níveis potencialmente perigosos de UVR não aumenta a capacidade de proteção do tecido afetado (a córnea), assim como a exposição da pele, que leva ao bronzeamento e ao espessamento do estrato córneo. Ringvold e associados estudaram as propriedades de absorção UVR da córnea (Ringvold 1980a) e humor aquoso (Ringvold 1980b), bem como os efeitos da radiação UVB sobre o epitélio da córnea (Ringvold 1983), o estroma da córnea (Ringvold e Davanger 1985) e o endotélio da córnea (Ringvold, Davanger e Olsen 1982; Olsen e Ringvold 1982). Seus estudos de microscopia eletrônica mostraram que o tecido da córnea possuía notáveis propriedades de reparo e recuperação. Embora se pudesse detectar prontamente danos significativos a todas essas camadas, aparentemente aparecendo inicialmente nas membranas celulares, a recuperação morfológica foi completa após uma semana. A destruição de ceratócitos na camada estromal era aparente, e a recuperação endotelial foi pronunciada, apesar da falta normal de renovação celular rápida no endotélio. Cullen e outros. (1984) estudaram o dano endotelial que era persistente se a exposição à UVR fosse persistente. Riley e outros. (1987) também estudaram o endotélio da córnea após a exposição ao UVB e concluíram que insultos únicos e graves provavelmente não teriam efeitos retardados; no entanto, eles também concluíram que a exposição crônica poderia acelerar as mudanças no endotélio relacionadas ao envelhecimento da córnea.
Comprimentos de onda acima de 295 nm podem ser transmitidos através da córnea e são quase totalmente absorvidos pela lente. Pitts, Cullen e Hacker (1977b) mostraram que a catarata pode ser produzida em coelhos por comprimentos de onda na banda de 295-320 nm. Os limiares para opacidades transitórias variaram de 0.15 a 12.6 J/cm2, dependendo do comprimento de onda, com um limite mínimo de 300 nm. As opacidades permanentes exigiam maiores exposições radiantes. Nenhum efeito lenticular foi observado na faixa de comprimento de onda de 325 a 395 nm, mesmo com exposições radiantes muito mais altas de 28 a 162 J/cm2 (Pitts, Cullen e Hacker 1977a; Zuclich e Connolly 1976). Esses estudos ilustram claramente o perigo particular da banda espectral de 300-315 nm, como seria de se esperar porque os fótons desses comprimentos de onda penetram com eficiência e têm energia suficiente para produzir danos fotoquímicos.
Taylor e outros. (1988) forneceu evidências epidemiológicas de que UVB na luz solar foi um fator etiológico na catarata senil, mas não mostrou nenhuma correlação de catarata com exposição a UVA. Embora uma vez uma crença popular por causa da forte absorção de UVA pela lente, a hipótese de que UVA pode causar catarata não foi apoiada por estudos laboratoriais experimentais ou por estudos epidemiológicos. A partir dos dados experimentais de laboratório que mostraram que os limiares para fotoceratite eram mais baixos do que para cataratogênese, deve-se concluir que níveis inferiores aos necessários para produzir fotoceratite diariamente devem ser considerados perigosos para o tecido do cristalino. Mesmo se alguém presumisse que a córnea está exposta a um nível quase equivalente ao limiar para fotoqueratite, estimar-se-ia que a dose diária de UVR para o cristalino a 308 nm seria inferior a 120 mJ/cm2 por 12 horas ao ar livre (Sliney 1987). De fato, uma exposição diária média mais realista seria menos da metade desse valor.
Ham e outros. (1982) determinaram o espectro de ação da fotorretinite produzida pela RUV na banda de 320–400 nm. Eles mostraram que os limiares na banda espectral visível, que eram de 20 a 30 J/cm2 a 440 nm, foram reduzidos para aproximadamente 5 J/cm2 para uma banda de 10 nm centrada em 325 nm. O espectro de ação foi aumentando monotonicamente com a diminuição do comprimento de onda. Devemos, portanto, concluir que níveis bem abaixo de 5 J/cm2 a 308 nm deve produzir lesões retinianas, embora essas lesões não se tornem aparentes por 24 a 48 horas após a exposição. Não há dados publicados para limiares de lesão retiniana abaixo de 325 nm, e só podemos esperar que o padrão para o espectro de ação para lesão fotoquímica na córnea e nos tecidos do cristalino também se aplique à retina, levando a um limiar de lesão da ordem de 0.1 J/cm2.
Embora a radiação UVB tenha se mostrado claramente mutagênica e carcinogênica para a pele, a extrema raridade da carcinogênese na córnea e na conjuntiva é bastante notável. Parece não haver evidências científicas que relacionem a exposição à radiação ultravioleta com qualquer tipo de câncer de córnea ou conjuntiva em humanos, embora o mesmo não se aplique ao gado. Isso sugeriria um sistema imunológico muito eficaz operando no olho humano, uma vez que certamente existem trabalhadores ao ar livre que recebem uma exposição à UVR comparável à que o gado recebe. Esta conclusão é ainda apoiada pelo fato de que os indivíduos que sofrem de uma resposta imune defeituosa, como no xeroderma pigmentoso, freqüentemente desenvolvem neoplasias da córnea e da conjuntiva (Stenson 1982).
Normas de Segurança
Limites de exposição ocupacional (EL) para UVR foram desenvolvidos e incluem uma curva de espectro de ação que envolve os dados de limiar para efeitos agudos obtidos de estudos de eritema mínimo e ceratoconjuntivite (Sliney 1972; IRPA 1989). Essa curva não difere significativamente dos dados do limiar coletivo, considerando erros de medida e variações na resposta individual, e está bem abaixo dos limiares cataratogênicos UVB.
O EL para UVR é mais baixo em 270 nm (0.003 J/cm2 a 270 nm) e, por exemplo, a 308 nm é 0.12 J/cm2 (ACGIH 1995, IRPA 1988). Independentemente de a exposição ocorrer a partir de algumas exposições pulsadas durante o dia, uma única exposição muito breve ou de uma exposição de 8 horas a alguns microwatts por centímetro quadrado, o risco biológico é o mesmo e os limites acima se aplicam ao jornada de trabalho completa.
Proteção Ocupacional
A exposição ocupacional à RUV deve ser minimizada sempre que possível. Para fontes artificiais, sempre que possível, deve-se dar prioridade a medidas de engenharia, como filtragem, blindagem e fechamento. Controles administrativos, como limitação de acesso, podem reduzir os requisitos de proteção pessoal.
Trabalhadores ao ar livre, como trabalhadores agrícolas, operários, trabalhadores da construção civil, pescadores e assim por diante, podem minimizar o risco de exposição solar aos raios ultravioleta usando roupas apropriadas de tecido justo e, o mais importante, um chapéu de abas para reduzir a exposição do rosto e pescoço. Os protetores solares podem ser aplicados na pele exposta para reduzir a exposição adicional. Os trabalhadores externos devem ter acesso à sombra e receber todas as medidas de proteção necessárias mencionadas acima.
Na indústria, existem muitas fontes capazes de causar lesões oculares agudas em um curto período de exposição. Uma variedade de proteção para os olhos está disponível com vários graus de proteção apropriados para o uso pretendido. Aqueles destinados ao uso industrial incluem capacetes de soldagem (fornecendo proteção adicional contra radiação visível e infravermelha intensa, bem como proteção facial), protetores faciais, óculos de proteção e óculos de absorção de UV. Em geral, os óculos de proteção fornecidos para uso industrial devem se ajustar perfeitamente ao rosto, garantindo assim que não haja lacunas através das quais a UVR possa atingir diretamente o olho, e devem ser bem construídos para evitar lesões físicas.
A adequação e seleção de óculos de proteção depende dos seguintes pontos:
Em situações de exposição industrial, o grau de perigo ocular pode ser avaliado por medição e comparação com os limites recomendados para exposição (Duchene, Lakey e Repacholi 1991).
Medição
Devido à forte dependência dos efeitos biológicos no comprimento de onda, a principal medida de qualquer fonte de UVR é sua potência espectral ou distribuição de irradiância espectral. Isso deve ser medido com um espectrorradiômetro que consiste em óptica de entrada adequada, um monocromador e um detector e leitura UVR. Tal instrumento não é normalmente usado em higiene ocupacional.
Em muitas situações práticas, um medidor UVR de banda larga é usado para determinar durações de exposição seguras. Para fins de segurança, a resposta espectral pode ser adaptada para seguir a função espectral usada para as diretrizes de exposição da ACGIH e da IRPA. Se os instrumentos apropriados não forem usados, resultarão em sérios erros de avaliação de perigo. Dosímetros pessoais de UVR também estão disponíveis (por exemplo, filme de polissulfona), mas sua aplicação tem sido amplamente confinada à pesquisa de segurança ocupacional, e não a pesquisas de avaliação de riscos.
Conclusões
O dano molecular dos principais componentes celulares decorrentes da exposição à UVR ocorre constantemente, e existem mecanismos de reparo para lidar com a exposição da pele e dos tecidos oculares à radiação ultravioleta. Somente quando esses mecanismos de reparo são sobrecarregados é que a lesão biológica aguda se torna aparente (Smith 1988). Por essas razões, minimizar a exposição ocupacional à UVR continua a ser um importante objeto de preocupação entre os trabalhadores de saúde e segurança ocupacional.
A radiação infravermelha é aquela parte do espectro da radiação não ionizante localizada entre as micro-ondas e a luz visível. É uma parte natural do ambiente humano e, portanto, as pessoas estão expostas a ela em pequenas quantidades em todas as áreas da vida diária – por exemplo, em casa ou durante atividades recreativas ao sol. No entanto, uma exposição muito intensa pode resultar de certos processos técnicos no local de trabalho.
Muitos processos industriais envolvem a cura térmica de vários tipos de materiais. As fontes de calor usadas ou o próprio material aquecido geralmente emitem níveis tão altos de radiação infravermelha que um grande número de trabalhadores corre o risco de ser exposto.
Conceitos e Quantidades
A radiação infravermelha (IR) tem comprimentos de onda que variam de 780 nm a 1 mm. Seguindo a classificação da Comissão Internacional de Iluminação (CIE), esta banda é subdividida em IRA (de 780 nm a 1.4 μm), IRB (de 1.4 μm a 3 μm) e IRC (de 3 μm a 1 mm). Esta subdivisão segue aproximadamente as características de absorção dependentes do comprimento de onda de IR no tecido e os diferentes efeitos biológicos resultantes.
A quantidade e a distribuição temporal e espacial da radiação infravermelha são descritas por diferentes grandezas e unidades radiométricas. Devido às propriedades ópticas e fisiológicas, especialmente do olho, geralmente é feita uma distinção entre pequenas fontes “pontuais” e fontes “estendidas”. O critério para esta distinção é o valor em radianos do ângulo (α) medido no olho que é subentendido pela fonte. Este ângulo pode ser calculado como um quociente, a dimensão da fonte de luz DL dividido pela distância de visualização r. Fontes estendidas são aquelas que apresentam um ângulo de visão no olho maior que αminutos, que normalmente é de 11 milirradianos. Para todas as fontes estendidas, há uma distância de visualização em que α é igual a αminutos; em distâncias de visualização maiores, a fonte pode ser tratada como uma fonte pontual. Na proteção contra radiação óptica, as grandezas mais importantes em relação a fontes estendidas são as esplendor (L, expresso em Wm-2sr-1) E do radiância integrada no tempo (Lp em jm-2sr-1), que descrevem o “brilho” da fonte. Para avaliação de risco à saúde, as quantidades mais relevantes relativas a fontes pontuais ou exposições a distâncias da fonte onde α< αminutos, são as irradiância (E, expresso em Wm-2), que é equivalente ao conceito de taxa de dose de exposição, e o exposição radiante (H, em Jm-2), equivalente ao conceito de dose de exposição.
Em algumas bandas do espectro, os efeitos biológicos devido à exposição são fortemente dependentes do comprimento de onda. Portanto, quantidades espectrorradiométricas adicionais devem ser usadas (por exemplo, a radiância espectral, Ll, expresso em Wm-2 sr-1 nm-1) para ponderar os valores de emissão física da fonte contra o espectro de ação aplicável relacionado ao efeito biológico.
Fontes e Exposição Ocupacional
A exposição ao IR resulta de várias fontes naturais e artificiais. A emissão espectral dessas fontes pode ser limitada a um único comprimento de onda (laser) ou pode ser distribuída em uma ampla faixa de comprimento de onda.
Os diferentes mecanismos para a geração de radiação óptica em geral são:
A emissão das fontes mais importantes usadas em muitos processos industriais resulta da excitação térmica e pode ser aproximada usando as leis físicas da radiação de corpo negro se a temperatura absoluta da fonte for conhecida. A emissão total (M, em Wm-2) de um radiador de corpo negro (figura 1) é descrito pela lei de Stefan-Boltzmann:
M(T) = 5.67 x 10-8T4
e depende da 4ª potência da temperatura (T, em K) do corpo radiante. A distribuição espectral da radiância é descrita pela lei de radiação de Planck:
e o comprimento de onda de emissão máxima (λmax) é descrito de acordo com a lei de Wien por:
λmax = (2.898 x 10-8) / T
Figura 1. Radiância espectral λmaxde um radiador de corpo negro na temperatura absoluta mostrada em graus Kelvin em cada curva
Muitos lasers usados em processos industriais e médicos emitem níveis muito altos de IR. Em geral, em comparação com outras fontes de radiação, a radiação laser tem algumas características incomuns que podem influenciar o risco após uma exposição, como duração de pulso muito curta ou irradiância extremamente alta. Portanto, a radiação laser é discutida em detalhes em outra parte deste capítulo.
Muitos processos industriais requerem o uso de fontes que emitem altos níveis de radiação visível e infravermelha e, portanto, um grande número de trabalhadores como padeiros, sopradores de vidro, trabalhadores de fornos, fundições, ferreiros, fundições e bombeiros estão potencialmente em risco de exposição. Além das lâmpadas, fontes como chamas, maçaricos a gás, maçaricos de acetileno, poças de metal fundido e barras de metal incandescente devem ser consideradas. Estes são encontrados em fundições, usinas siderúrgicas e em muitas outras plantas industriais pesadas. A Tabela 1 resume alguns exemplos de fontes de infravermelho e suas aplicações.
Tabela 1. Diferentes fontes de IR, população exposta e níveis aproximados de exposição
fonte |
Aplicação ou população exposta |
Exposição |
Exposição à luz natural: |
Trabalhadores ao ar livre, agricultores, trabalhadores da construção civil, marítimos, público em geral |
500Wm-2 |
Lâmpadas de filamento de tungstênio |
População em geral e trabalhadores |
105-106 Wm-2sr-1 |
Lâmpadas de filamento de halogênio de tungstênio |
(Ver lâmpadas de filamento de tungstênio) |
50–200Wm-2 (a 50cm) |
Diodos emissores de luz (por exemplo, diodo GaAs) |
Brinquedos, eletrônicos de consumo, tecnologia de transmissão de dados, etc. |
105 Wm-2sr-1 |
lâmpadas de arco de xenônio |
Projetores, simuladores solares, luzes de busca |
107 Wm-2sr-1 |
ferro fundido |
Fornalha de aço, trabalhadores de siderurgia |
105 Wm-2sr-1 |
Matrizes de lâmpadas infravermelhas |
Aquecimento e secagem industrial |
103 para 8.103 Wm-2 |
Lâmpadas infravermelhas em hospitais |
Incubadoras de laboratório |
100–300Wm-2 |
Efeitos Biológicos
A radiação óptica em geral não penetra muito profundamente no tecido biológico. Portanto, os alvos primários de uma exposição IR são a pele e os olhos. Na maioria das condições de exposição, o principal mecanismo de interação do IR é térmico. Apenas os pulsos muito curtos que os lasers podem produzir, mas que não são considerados aqui, também podem levar a efeitos mecanotérmicos. Não se espera que os efeitos da ionização ou da quebra de ligações químicas apareçam com a radiação IR porque a energia da partícula, sendo menor que aproximadamente 1.6 eV, é muito baixa para causar tais efeitos. Pela mesma razão, as reações fotoquímicas tornam-se significativas apenas em comprimentos de onda mais curtos na região visual e ultravioleta. Os diferentes efeitos na saúde dependentes do comprimento de onda do IR surgem principalmente das propriedades ópticas dependentes do comprimento de onda do tecido - por exemplo, a absorção espectral da mídia ocular (figura 2).
Figura 2. Absorção espectral do meio ocular
Efeitos no olho
Em geral, o olho está bem adaptado para se proteger contra a radiação óptica do ambiente natural. Além disso, o olho é fisiologicamente protegido contra lesões de fontes de luz intensa, como o sol ou lâmpadas de alta intensidade, por uma resposta de aversão que limita a duração da exposição a uma fração de segundo (aproximadamente 0.25 segundos).
A IRA afeta principalmente a retina, devido à transparência da mídia ocular. Ao visualizar diretamente uma fonte pontual ou feixe de laser, as propriedades de foco na região IRA tornam a retina muito mais suscetível a danos do que qualquer outra parte do corpo. Para períodos curtos de exposição, considera-se que o aquecimento da íris pela absorção de infravermelho visível ou próximo desempenha um papel no desenvolvimento de opacidades na lente.
Com o aumento do comprimento de onda, acima de aproximadamente 1 μm, a absorção pelo meio ocular aumenta. Portanto, considera-se que a absorção da radiação IRA tanto pelo cristalino quanto pela íris pigmentada desempenha um papel na formação de opacidades lenticulares. Danos à lente são atribuídos a comprimentos de onda abaixo de 3 μm (IRA e IRB). Para radiação infravermelha de comprimentos de onda superiores a 1.4 μm, o humor aquoso e a lente são particularmente fortemente absorventes.
Na região IRB e IRC do espectro, a mídia ocular torna-se opaca como resultado da forte absorção por sua água constituinte. A absorção nesta região ocorre principalmente na córnea e no humor aquoso. Além de 1.9 μm, a córnea é efetivamente o único absorvedor. A absorção da radiação infravermelha de comprimento de onda longo pela córnea pode levar ao aumento da temperatura no olho devido à condução térmica. Devido a uma rápida taxa de renovação das células superficiais da córnea, qualquer dano limitado à camada externa da córnea pode ser temporário. Na banda IRC, a exposição pode causar uma queimadura na córnea semelhante à da pele. As queimaduras da córnea não são muito prováveis de ocorrer, no entanto, por causa da reação de aversão desencadeada pela sensação dolorosa causada pela forte exposição.
Efeitos na pele
A radiação infravermelha não penetra profundamente na pele. Portanto, a exposição da pele a infravermelhos muito fortes pode levar a efeitos térmicos locais de gravidade variável e até mesmo queimaduras graves. Os efeitos na pele dependem das propriedades ópticas da pele, como a profundidade de penetração dependente do comprimento de onda (figura 3 ). Especialmente em comprimentos de onda mais longos, uma exposição extensa pode causar um alto aumento de temperatura local e queimaduras. Os valores limite para esses efeitos são dependentes do tempo, devido às propriedades físicas dos processos de transporte térmico na pele. Uma irradiação de 10 kWm-2, por exemplo, pode causar uma sensação dolorosa em 5 segundos, enquanto uma exposição de 2 kWm-2 não causará a mesma reação em períodos menores que aproximadamente 50 segundos.
Figura 3. Profundidade de penetração na pele para diferentes comprimentos de onda
Se a exposição for prolongada por períodos muito longos, mesmo em valores bem abaixo do limiar da dor, a carga de calor para o corpo humano pode ser grande. Especialmente se a exposição cobrir todo o corpo como, por exemplo, na frente de um derretimento de aço. O resultado pode ser um desequilíbrio do sistema de termorregulação fisiologicamente bem equilibrado. O limite para tolerar tal exposição dependerá de diferentes condições individuais e ambientais, como a capacidade individual do sistema de termorregulação, o metabolismo corporal real durante a exposição ou a temperatura ambiente, umidade e movimento do ar (velocidade do vento). Sem nenhum trabalho físico, uma exposição máxima de 300 Wm-2 pode ser tolerado por mais de oito horas sob certas condições ambientais, mas esse valor diminui para aproximadamente 140 Wm-2 durante o trabalho físico pesado.
Padrões de exposição
Os efeitos biológicos da exposição aos infravermelhos, que dependem do comprimento de onda e da duração da exposição, são intoleráveis apenas se forem excedidos certos limites de intensidade ou valores de dose. Para se proteger contra essas condições intoleráveis de exposição, organizações internacionais como a Organização Mundial da Saúde (OMS), a Organização Internacional do Trabalho (OIT), o Comitê Internacional para Radiação Não Ionizante da Associação Internacional de Proteção contra Radiação (INIRC/IRPA) e seus sucessor, a Comissão Internacional de Proteção contra Radiação Não Ionizante (ICNIRP) e a Conferência Americana de Higienistas Industriais Governamentais (ACGIH) sugeriram limites de exposição para radiação infravermelha de fontes ópticas coerentes e incoerentes. A maioria das sugestões nacionais e internacionais sobre diretrizes para limitar a exposição humana à radiação infravermelha são baseadas ou mesmo idênticas aos valores limite sugeridos (TLVs) publicados pela ACGIH (1993/1994). Esses limites são amplamente reconhecidos e frequentemente usados em situações ocupacionais. Eles são baseados no conhecimento científico atual e destinam-se a prevenir lesões térmicas da retina e da córnea e evitar possíveis efeitos retardados no cristalino do olho.
A revisão de 1994 dos limites de exposição da ACGIH é a seguinte:
1. Para a proteção da retina contra lesões térmicas em caso de exposição à luz visível (por exemplo, no caso de fontes de luz potentes), a radiância espectral Lλ em W/(m² sr nm) ponderado contra a função de risco térmico da retina Rλ (ver tabela 2) ao longo do intervalo de comprimento de onda Δλ e somados na faixa de comprimento de onda de 400 a 1400 nm, não devem exceder:
onde t é a duração da visualização limitada a intervalos de 10-3 a 10 segundos (ou seja, para condições de visualização acidental, visualização não fixa), e α é a subtensão angular da fonte em radianos calculada por α = extensão máxima da fonte/distância até a fonte Rλ (mesa 2 ).
2. Para proteger a retina dos riscos de exposição de lâmpadas de calor infravermelhas ou qualquer fonte de infravermelho próximo, onde um forte estímulo visual está ausente, a radiação infravermelha na faixa de comprimento de onda de 770 a 1400 nm conforme vista pelo olho (com base em uma pupila de 7 mm diâmetro) para condições de visualização prolongadas devem ser limitadas a:
Esse limite é baseado em um diâmetro pupilar de 7 mm, pois, nesse caso, a resposta de aversão (fechar o olho, por exemplo) pode não existir devido à ausência de luz visível.
3. Para evitar possíveis efeitos retardados na lente do olho, como catarata retardada, e para proteger a córnea da superexposição, a radiação infravermelha em comprimentos de onda superiores a 770 nm deve ser limitada a 100 W/m² por períodos superiores a 1,000 s e para:
ou por períodos mais curtos.
4. Para pacientes afácicos, funções de ponderação separadas e TLVs resultantes são fornecidos para a faixa de comprimento de onda da luz ultravioleta e visível (305–700 nm).
Tabela 2. Função de risco térmico da retina
Comprimento de onda (nm) |
Rλ |
Comprimento de onda (nm) |
Rλ |
400 |
1.0 |
460 |
8.0 |
405 |
2.0 |
465 |
7.0 |
410 |
4.0 |
470 |
6.2 |
415 |
8.0 |
475 |
5.5 |
420 |
9.0 |
480 |
4.5 |
425 |
9.5 |
485 |
4.0 |
430 |
9.8 |
490 |
2.2 |
435 |
10.0 |
495 |
1.6 |
440 |
10.0 |
500-700 |
1.0 |
445 |
9.7 |
700-1,050 |
10((700 -λ ) / 500) |
450 |
9.4 |
1,050-1,400 |
0.2 |
455 |
9.0 |
Fonte: ACGIH 1996.
Medição
Existem técnicas e instrumentos radiométricos confiáveis que permitem analisar o risco para a pele e os olhos da exposição a fontes de radiação óptica. Para caracterizar uma fonte de luz convencional, geralmente é muito útil medir a radiância. Para definir as condições de exposição perigosa de fontes ópticas, a irradiância e a exposição radiante são de maior importância. A avaliação de fontes de banda larga é mais complexa do que a avaliação de fontes que emitem em comprimentos de onda únicos ou bandas muito estreitas, pois as características espectrais e o tamanho da fonte devem ser considerados. O espectro de certas lâmpadas consiste em uma emissão contínua em uma ampla faixa de comprimento de onda e emissão em determinados comprimentos de onda únicos (linhas). Erros significativos podem ser introduzidos na representação desses espectros se a fração de energia em cada linha não for adicionada adequadamente ao contínuo.
Para avaliação de riscos à saúde, os valores de exposição devem ser medidos em uma abertura limite para a qual os padrões de exposição são especificados. Normalmente, uma abertura de 1 mm é considerada o menor tamanho de abertura prática. Comprimentos de onda superiores a 0.1 mm apresentam dificuldades devido aos efeitos de difração significativos criados por uma abertura de 1 mm. Para esta banda de comprimento de onda foi aceita uma abertura de 1 cm² (11 mm de diâmetro), porque os pontos quentes nesta banda são maiores do que em comprimentos de onda mais curtos. Para a avaliação dos perigos da retina, o tamanho da abertura foi determinado por um tamanho médio da pupila e, portanto, foi escolhida uma abertura de 7 mm.
Em geral, as medições na região óptica são muito complexas. Medições feitas por pessoal não treinado podem levar a conclusões inválidas. Um resumo detalhado dos procedimentos de medição pode ser encontrado em Sliney e Wolbarsht (1980).
Medidas protetoras
A proteção padrão mais eficaz contra a exposição à radiação óptica é o fechamento total da fonte e todos os caminhos de radiação que podem sair da fonte. Com tais medidas, o cumprimento dos limites de exposição deve ser fácil de alcançar na maioria dos casos. Quando este não for o caso, a proteção individual é aplicável. Por exemplo, deve-se usar a proteção ocular disponível na forma de óculos ou visores adequados ou roupas de proteção. Se as condições de trabalho não permitirem a aplicação de tais medidas, pode ser necessário controle administrativo e acesso restrito a fontes muito intensas. Em alguns casos, a redução da potência da fonte ou do tempo de trabalho (pausas de trabalho para recuperação do estresse térmico), ou de ambos, pode ser uma medida possível para proteger o trabalhador.
Conclusão
Em geral, a radiação infravermelha das fontes mais comuns, como lâmpadas, ou da maioria das aplicações industriais, não causará nenhum risco aos trabalhadores. Em alguns locais de trabalho, no entanto, o IR pode causar risco à saúde do trabalhador. Além disso, há um rápido aumento na aplicação e uso de lâmpadas especiais e em processos de alta temperatura na indústria, ciência e medicina. Se a exposição dessas aplicações for suficientemente elevada, não podem ser excluídos os efeitos nocivos (principalmente nos olhos, mas também na pele). Espera-se que a importância dos padrões de exposição à radiação óptica reconhecidos internacionalmente aumente. Para proteger o trabalhador da exposição excessiva, devem ser obrigatórias medidas de proteção como blindagem (olhos) ou roupas de proteção.
Os principais efeitos biológicos adversos atribuídos à radiação infravermelha são as cataratas, conhecidas como catarata do soprador de vidro ou catarata do forno. A exposição a longo prazo, mesmo em níveis relativamente baixos, causa estresse térmico ao corpo humano. Em tais condições de exposição, fatores adicionais, como temperatura corporal e perda de calor por evaporação, bem como fatores ambientais, devem ser considerados.
A fim de informar e instruir os trabalhadores, alguns guias práticos foram desenvolvidos nos países industrializados. Um resumo abrangente pode ser encontrado em Sliney e Wolbarsht (1980).
A luz e a energia radiante infravermelha (IR) são duas formas de radiação óptica e, juntamente com a radiação ultravioleta, formam o espectro óptico. Dentro do espectro óptico, diferentes comprimentos de onda têm potenciais consideravelmente diferentes para causar efeitos biológicos e, por esse motivo, o espectro óptico pode ser ainda subdividido.
O termo leve deve ser reservado para comprimentos de onda de energia radiante entre 400 e 760 nm, que evocam uma resposta visual na retina (CIE 1987). A luz é o componente essencial da saída de lâmpadas iluminantes, exibições visuais e uma ampla variedade de iluminadores. Além da importância da iluminação para a visão, algumas fontes de luz podem, no entanto, apresentar reações fisiológicas indesejadas, como brilho incapacitante e desconfortável, cintilação e outras formas de estresse ocular devido ao design ergonômico inadequado das tarefas do local de trabalho. A emissão de luz intensa também é um efeito colateral potencialmente perigoso de alguns processos industriais, como a soldagem a arco.
A radiação infravermelha (IRR, comprimentos de onda de 760 nm a 1 mm) também pode ser referida comumente como radiação térmica (ou calor radiante), e é emitido por qualquer objeto quente (motores quentes, metais fundidos e outras fontes de fundição, superfícies tratadas termicamente, lâmpadas elétricas incandescentes, sistemas de aquecimento radiante, etc.). A radiação infravermelha também é emitida por uma grande variedade de equipamentos elétricos, como motores elétricos, geradores, transformadores e vários equipamentos eletrônicos.
A radiação infravermelha é um fator que contribui para o estresse térmico. A alta temperatura e umidade do ar ambiente e um baixo grau de circulação de ar podem se combinar com o calor radiante para produzir estresse térmico com potencial para lesões por calor. Em ambientes mais frios, fontes indesejadas ou mal projetadas de calor radiante também podem causar desconforto - uma consideração ergonômica.
Efeitos Biológicos
Os riscos ocupacionais apresentados aos olhos e à pele por formas visíveis e infravermelhas de radiação são limitados pela aversão dos olhos à luz brilhante e pela sensação de dor na pele resultante do intenso aquecimento radiante. O olho está bem adaptado para se proteger contra lesões agudas por radiação óptica (devido à energia radiante ultravioleta, visível ou infravermelha) da luz solar ambiente. É protegido por uma resposta natural de aversão à visualização de fontes de luz intensa que normalmente o protege contra lesões decorrentes da exposição a fontes como o sol, lâmpadas de arco e arcos de soldagem, pois essa aversão limita a duração da exposição a uma fração (cerca de dois décimos) de segundo. No entanto, fontes ricas em IRR sem um forte estímulo visual podem ser perigosas para a lente do olho no caso de exposição crônica. Pode-se também forçar-se a olhar para o sol, um arco de soldagem ou um campo de neve e, assim, sofrer uma perda temporária (e às vezes permanente) da visão. Em um ambiente industrial em que as luzes brilhantes aparecem baixas no campo de visão, os mecanismos de proteção dos olhos são menos eficazes e as precauções contra riscos são particularmente importantes.
Existem pelo menos cinco tipos separados de perigos para os olhos e a pele de fontes de luz intensa e IRR, e as medidas de proteção devem ser escolhidas com a compreensão de cada um. Além dos perigos potenciais apresentados pela radiação ultravioleta (UVR) de algumas fontes de luz intensa, deve-se considerar os seguintes perigos (Sliney e Wolbarsht 1980; OMS 1982):
A importância do comprimento de onda e do tempo de exposição
As lesões térmicas (1) e (4) acima são geralmente limitadas a durações de exposição muito breves, e a proteção ocular é projetada para evitar essas lesões agudas. No entanto, lesões fotoquímicas, como as mencionadas em (2) acima, podem resultar de baixas taxas de dose espalhadas por todo o dia de trabalho. O produto da taxa de dose e a duração da exposição sempre resulta na dose (é a dose que determina o grau de perigo fotoquímico). Como em qualquer mecanismo de lesão fotoquímica, deve-se considerar o espectro de ação que descreve a eficácia relativa de diferentes comprimentos de onda em causar um efeito fotobiológico. Por exemplo, o espectro de ação para lesões retinianas fotoquímicas atinge o pico em aproximadamente 440 nm (Ham 1989). A maioria dos efeitos fotoquímicos está limitada a uma faixa muito estreita de comprimentos de onda; Considerando que um efeito térmico pode ocorrer em qualquer comprimento de onda no espectro. Portanto, a proteção ocular para esses efeitos específicos precisa bloquear apenas uma banda espectral relativamente estreita para ser eficaz. Normalmente, mais de uma banda espectral deve ser filtrada na proteção ocular para uma fonte de banda larga.
Fontes de Radiação Óptica
Exposição à luz natural:
A maior exposição ocupacional à radiação óptica resulta da exposição dos trabalhadores ao ar livre aos raios solares. O espectro solar se estende desde o corte da camada de ozônio estratosférico de cerca de 290-295 nm na banda ultravioleta até pelo menos 5,000 nm (5 μm) na banda infravermelha. A radiação solar pode atingir um nível tão alto quanto 1 kW/m2 durante os meses de verão. Isso pode resultar em estresse térmico, dependendo da temperatura e umidade do ar ambiente.
Fontes artificiais
As fontes artificiais mais significativas de exposição humana à radiação óptica incluem as seguintes:
Medição das Propriedades da Fonte
A característica mais importante de qualquer fonte óptica é sua distribuição de energia espectral. Isso é medido usando um espectrorradiômetro, que consiste em óptica de entrada adequada, um monocromador e um fotodetector.
Em muitas situações práticas, um radiômetro óptico de banda larga é usado para selecionar uma determinada região espectral. Tanto para iluminação visível quanto para fins de segurança, a resposta espectral do instrumento será adaptada para seguir uma resposta espectral biológica; por exemplo, medidores de lux são ajustados para a resposta fotópica (visual) do olho. Normalmente, além dos medidores de risco de UVR, a medição e análise de risco de fontes de luz intensa e fontes de infravermelho são muito complexas para especialistas em segurança e saúde ocupacional de rotina. Progressos estão sendo feitos na padronização das categorias de segurança das lâmpadas, de modo que não sejam necessárias medições pelo usuário para determinar os perigos potenciais.
Limites de exposição humana
A partir do conhecimento dos parâmetros ópticos do olho humano e da radiância de uma fonte de luz, é possível calcular as irradiâncias (taxas de dose) na retina. A exposição das estruturas anteriores do olho humano à radiação infravermelha também pode ser interessante, e deve-se ter em mente que a posição relativa da fonte de luz e o grau de fechamento da pálpebra podem afetar muito o cálculo adequado de uma exposição ocular dose. Para exposições à luz ultravioleta e de comprimento de onda curto, a distribuição espectral da fonte de luz também é importante.
Vários grupos nacionais e internacionais recomendaram limites de exposição ocupacional (ELs) para radiação óptica (ACGIH 1992 e 1994; Sliney 1992). Embora a maioria desses grupos tenha recomendado ELs para radiação UV e laser, apenas um grupo recomendou ELs para radiação visível (ou seja, luz), a saber, a ACGIH, uma agência bem conhecida no campo da saúde ocupacional. O ACGIH refere-se a seus ELs como valores limite, ou TLVs, e como estes são emitidos anualmente, há uma oportunidade para uma revisão anual (ACGIH 1992 e 1995). Eles são baseados em grande parte em dados de lesões oculares de estudos com animais e de dados de lesões na retina humana resultantes da visão do sol e arcos de soldagem. Além disso, os TLVs são baseados na suposição subjacente de que as exposições ambientais ao ar livre à energia radiante visível normalmente não são perigosas para os olhos, exceto em ambientes muito incomuns, como campos de neve e desertos, ou quando alguém realmente fixa os olhos no sol.
Avaliação de segurança de radiação óptica
Uma vez que uma avaliação de risco abrangente requer medições complexas de irradiância espectral e radiância da fonte e, às vezes, instrumentos e cálculos muito especializados, raramente é realizada no local por higienistas industriais e engenheiros de segurança. Em vez disso, o equipamento de proteção ocular a ser implantado é obrigatório pelos regulamentos de segurança em ambientes perigosos. Estudos de pesquisa avaliaram uma ampla gama de arcos, lasers e fontes térmicas para desenvolver recomendações amplas para padrões de segurança práticos e fáceis de aplicar.
Medidas protetoras
A exposição ocupacional à radiação visível e IR raramente é perigosa e geralmente é benéfica. No entanto, algumas fontes emitem uma quantidade considerável de radiação visível e, nesse caso, a resposta de aversão natural é evocada, portanto, há pouca chance de superexposição acidental dos olhos. Por outro lado, a exposição acidental é bastante provável no caso de fontes artificiais que emitem apenas radiação infravermelha próxima. As medidas que podem ser tomadas para minimizar a exposição desnecessária do pessoal à radiação IV incluem um projeto de engenharia adequado do sistema óptico em uso, uso de óculos de proteção ou viseiras faciais adequados, limitação do acesso a pessoas diretamente envolvidas no trabalho e garantia de que os trabalhadores estejam cientes de os perigos potenciais associados à exposição a fontes intensas de radiação visível e infravermelha. A equipe de manutenção que substitui lâmpadas de arco deve ter treinamento adequado para evitar exposição perigosa. É inaceitável que os trabalhadores apresentem eritema cutâneo ou fotoqueratite. Se essas condições ocorrerem, as práticas de trabalho devem ser examinadas e medidas devem ser tomadas para garantir que a superexposição seja improvável no futuro. As operadoras grávidas não correm nenhum risco específico de radiação óptica no que diz respeito à integridade de sua gravidez.
Projeto e padrões do protetor ocular
O projeto de protetores oculares para soldagem e outras operações que apresentam fontes de radiação óptica industrial (por exemplo, fundição, fabricação de aço e vidro) começou no início deste século com o desenvolvimento do vidro de Crooke. Os padrões de proteção ocular que evoluíram posteriormente seguiram o princípio geral de que, como a radiação infravermelha e ultravioleta não são necessárias para a visão, essas bandas espectrais devem ser bloqueadas da melhor maneira possível pelos materiais de vidro atualmente disponíveis.
Os padrões empíricos para equipamentos de proteção ocular foram testados na década de 1970 e mostraram ter incluído grandes fatores de segurança para radiação infravermelha e ultravioleta quando os fatores de transmissão foram testados contra os limites atuais de exposição ocupacional, enquanto os fatores de proteção para luz azul eram apenas suficientes. Os requisitos de algumas normas foram, portanto, ajustados.
Proteção contra radiação ultravioleta e infravermelha
Várias lâmpadas UV especializadas são usadas na indústria para detecção de fluorescência e para fotocura de tintas, resinas plásticas, polímeros dentais e assim por diante. Embora as fontes de UVA normalmente representem pouco risco, essas fontes podem conter vestígios de UVB perigosos ou representar um problema de ofuscamento incapacitante (devido à fluorescência do cristalino do olho). Lentes com filtro UV, vidro ou plástico, com fatores de atenuação muito altos estão amplamente disponíveis para proteção contra todo o espectro UV. Uma leve tonalidade amarelada pode ser detectada se a proteção for oferecida a 400 nm. É de suma importância para este tipo de óculos (e para óculos de sol industriais) fornecer proteção para o campo de visão periférico. Proteções laterais ou desenhos envolventes são importantes para proteger contra o foco de raios oblíquos temporais na área equatorial nasal da lente, onde a catarata cortical frequentemente se origina.
Quase todos os materiais de lentes de vidro e plástico bloqueiam a radiação ultravioleta abaixo de 300 nm e a radiação infravermelha em comprimentos de onda superiores a 3,000 nm (3 μm) e, para alguns lasers e fontes ópticas, óculos de segurança transparentes resistentes a impactos oferecem boa proteção (por exemplo, lentes transparentes de policarbonato bloqueiam efetivamente comprimentos de onda superiores a 3 μm). No entanto, absorventes como óxidos de metal em vidro ou corantes orgânicos em plásticos devem ser adicionados para eliminar UV até cerca de 380-400 nm e infravermelho além de 780 nm a 3 μm. Dependendo do material, isso pode ser fácil, muito difícil ou caro, e a estabilidade do absorvedor pode variar um pouco. Os filtros que atendem ao padrão ANSI Z87.1 do American National Standards Institute devem ter os fatores de atenuação apropriados em cada banda espectral crítica.
Proteção em vários setores
Combate a incêndios
Os bombeiros podem ser expostos a intensa radiação infravermelha próxima e, além da proteção crucial para a cabeça e o rosto, os filtros de atenuação IRR são frequentemente prescritos. Aqui, a proteção contra impactos também é importante.
Óculos para indústria de fundição e vidro
Óculos e óculos projetados para proteção ocular contra a radiação infravermelha geralmente têm um tom esverdeado claro, embora o tom possa ser mais escuro se algum conforto contra a radiação visível for desejado. Esses protetores oculares não devem ser confundidos com as lentes azuis utilizadas nas operações de siderurgia e fundição, onde o objetivo é verificar visualmente a temperatura do fundido; esses óculos azuis não fornecem proteção e devem ser usados apenas brevemente.
Soldagem
As propriedades de filtragem infravermelha e ultravioleta podem ser prontamente transmitidas aos filtros de vidro por meio de aditivos como óxido de ferro, mas o grau de atenuação estritamente visível determina o número de sombra, que é uma expressão logarítmica de atenuação. Normalmente, um número de tonalidade de 3 a 4 é usado para soldagem a gás (o que requer óculos de proteção) e um número de tonalidade de 10 a 14 para soldagem a arco e operações de arco plasma (aqui, proteção de capacete é necessária). A regra geral é que, se o soldador achar que o arco é confortável de ver, a atenuação adequada é fornecida contra riscos oculares. Supervisores, ajudantes de soldador e outras pessoas na área de trabalho podem precisar de filtros com um número de tonalidade relativamente baixo (por exemplo, 3 a 4) para proteção contra fotoqueratite (“olho de arco” ou “flash de soldador”). Nos últimos anos, um novo tipo de filtro de soldagem, o filtro de escurecimento automático, apareceu em cena. Independentemente do tipo de filtro, ele deve atender aos padrões ANSI Z87.1 e Z49.1 para filtros de soldagem fixos especificados para tonalidade escura (Buhr e Sutter 1989; CIE 1987).
Filtros de soldagem de escurecimento automático
O filtro de soldagem de escurecimento automático, cujo número de tonalidade aumenta com a intensidade da radiação óptica que incide sobre ele, representa um avanço importante na capacidade dos soldadores de produzir soldas consistentemente de alta qualidade, de forma mais eficiente e ergonômica. Antigamente, o soldador tinha que abaixar e levantar o capacete ou filtro cada vez que um arco era iniciado e extinto. O soldador teve que trabalhar “às cegas” pouco antes de abrir o arco. Além disso, o capacete é comumente abaixado e levantado com um movimento brusco do pescoço e da cabeça, o que pode causar tensão no pescoço ou lesões mais graves. Diante desse procedimento incômodo e incômodo, alguns soldadores freqüentemente iniciam o arco com o capacete convencional na posição elevada, levando à fotoqueratite. Sob condições normais de iluminação ambiente, um soldador usando um capacete equipado com um filtro de escurecimento automático pode ver bem o suficiente com a proteção ocular colocada para executar tarefas como alinhar as peças a serem soldadas, posicionar com precisão o equipamento de soldagem e abrir o arco. Nos designs de capacete mais típicos, os sensores de luz detectam o arco voltaico virtualmente assim que ele aparece e direcionam uma unidade de acionamento eletrônico para mudar um filtro de cristal líquido de um tom claro para um tom escuro pré-selecionado, eliminando a necessidade do desajeitado e perigoso manobras praticadas com filtros de sombra fixa.
A questão frequentemente levantada é se problemas de segurança ocultos podem se desenvolver com filtros de escurecimento automático. Por exemplo, as pós-imagens (“cegueira de flash”) experimentadas no local de trabalho podem resultar em deficiência permanente da visão? Os novos tipos de filtro realmente oferecem um grau de proteção equivalente ou melhor do que os filtros fixos convencionais podem oferecer? Embora se possa responder afirmativamente à segunda pergunta, deve-se entender que nem todos os filtros de escurecimento automático são equivalentes. As velocidades de reação do filtro, os valores dos tons claros e escuros obtidos sob uma determinada intensidade de iluminação e o peso de cada unidade podem variar de um padrão de equipamento para outro. A dependência da temperatura do desempenho da unidade, a variação no grau de sombra com a degradação da bateria elétrica, a “sombra do estado de repouso” e outros fatores técnicos variam de acordo com o projeto de cada fabricante. Essas considerações estão sendo abordadas em novos padrões.
Uma vez que a atenuação de filtro adequada é fornecida por todos os sistemas, o atributo mais importante especificado pelos fabricantes de filtros de escurecimento automático é a velocidade de comutação do filtro. Os filtros de escurecimento automático atuais variam em velocidade de comutação de um décimo de segundo a mais rápido que 1/10,000 de segundo. Buhr e Sutter (1989) indicaram um meio de especificar o tempo máximo de comutação, mas sua formulação varia em relação ao curso de tempo da comutação. A velocidade de comutação é crucial, pois fornece a melhor pista para a medida importantíssima (mas não especificada) de quanta luz entrará no olho quando o arco for atingido em comparação com a luz admitida por um filtro fixo com o mesmo número de tonalidade de trabalho. . Se muita luz entra no olho para cada mudança durante o dia, a dose de energia de luz acumulada produz “adaptação transitória” e queixas sobre “fadiga ocular” e outros problemas. (A adaptação transitória é a experiência visual causada por mudanças repentinas no ambiente de luz, que pode ser caracterizada por desconforto, sensação de ter sido exposto ao brilho e perda temporária da visão detalhada.) Produtos atuais com velocidades de comutação da ordem de dez milissegundos proporcionará melhor proteção adequada contra fotorretinite. No entanto, o tempo de comutação mais curto - da ordem de 0.1 ms - tem a vantagem de reduzir os efeitos de adaptação transiente (Eriksen 1985; Sliney 1992).
Testes de verificação simples estão disponíveis para o soldador, exceto testes de laboratório extensivos. Pode-se sugerir ao soldador que ele ou ela simplesmente olhe para uma página de impressão detalhada através de vários filtros de escurecimento automático. Isso dará uma indicação da qualidade ótica de cada filtro. Em seguida, o soldador pode ser solicitado a tentar abrir um arco enquanto o observa através de cada filtro que está sendo considerado para compra. Felizmente, pode-se confiar no fato de que os níveis de luz que são confortáveis para fins de visualização não serão perigosos. A eficácia da filtragem UV e IR deve ser verificada na folha de especificações do fabricante para garantir que bandas desnecessárias sejam filtradas. Algumas descargas de arco repetidas devem dar ao soldador uma sensação de desconforto devido à adaptação transitória, embora um teste de um dia seja melhor.
O número de sombra do estado de repouso ou falha de um filtro de escurecimento automático (um estado de falha ocorre quando a bateria falha) deve fornecer 100% de proteção para os olhos do soldador por pelo menos um a vários segundos. Alguns fabricantes usam um estado escuro como a posição “desligada” e outros usam um tom intermediário entre os estados escuro e claro. Em qualquer um dos casos, a transmitância do estado de repouso para o filtro deve ser consideravelmente menor do que a transmitância da sombra clara, a fim de evitar um risco retiniano. Em qualquer caso, o dispositivo deve fornecer um indicador claro e óbvio para o usuário sobre quando o filtro está desligado ou quando ocorre uma falha no sistema. Isso garantirá que o soldador seja avisado com antecedência caso o filtro não esteja ligado ou não esteja funcionando corretamente antes do início da soldagem. Outros recursos, como duração da bateria ou desempenho sob condições extremas de temperatura, podem ser importantes para alguns usuários.
Conclusões
Embora as especificações técnicas possam parecer um tanto complexas para dispositivos que protegem os olhos de fontes de radiação óptica, existem padrões de segurança que especificam números de cores e esses padrões fornecem um fator de segurança conservador para o usuário.
Um laser é um dispositivo que produz energia radiante eletromagnética coerente dentro do espectro óptico do ultravioleta extremo ao infravermelho distante (submilimétrico). O termo laser é na verdade um acrônimo para amplificação de luz por emissão estimulada de radiação. Embora o processo a laser tenha sido previsto teoricamente por Albert Einstein em 1916, o primeiro laser bem-sucedido não foi demonstrado até 1960. Nos últimos anos, os lasers encontraram seu caminho desde o laboratório de pesquisa até o ambiente industrial, médico e de escritório, bem como canteiros de obras e até mesmo famílias. Em muitas aplicações, como players de videodisco e sistemas de comunicação de fibra óptica, a saída de energia radiante do laser é fechada, o usuário não enfrenta riscos à saúde e a presença de um laser embutido no produto pode não ser óbvia para o usuário. No entanto, em algumas aplicações médicas, industriais ou de pesquisa, a energia radiante emitida pelo laser é acessível e pode representar um perigo potencial para os olhos e a pele.
Como o processo a laser (às vezes chamado de "lasing") pode produzir um feixe altamente colimado de radiação óptica (ou seja, energia radiante ultravioleta, visível ou infravermelha), um laser pode representar um perigo a uma distância considerável - bem diferente da maioria dos perigos encontrados no local de trabalho. Talvez seja essa característica, mais do que qualquer outra, que tenha levado a preocupações especiais expressas por trabalhadores e por especialistas em saúde e segurança ocupacional. No entanto, os lasers podem ser usados com segurança quando os controles de risco apropriados são aplicados. Padrões para o uso seguro de lasers existem em todo o mundo, e a maioria está “harmonizada” entre si (ANSI 1993; IEC 1993). Todos os padrões fazem uso de um sistema de classificação de risco, que agrupa os produtos a laser em uma das quatro amplas classes de risco, de acordo com a potência ou energia de saída do laser e sua capacidade de causar danos. Medidas de segurança são então aplicadas de acordo com a classificação de perigo (Cleuet e Mayer 1980; Duchene, Lakey e Repacholi 1991).
Os lasers operam em comprimentos de onda discretos e, embora a maioria dos lasers seja monocromática (emitindo um comprimento de onda ou uma única cor), não é incomum que um laser emita vários comprimentos de onda discretos. Por exemplo, o laser de argônio emite várias linhas diferentes dentro do ultravioleta próximo e do espectro visível, mas geralmente é projetado para emitir apenas uma linha verde (comprimento de onda) em 514.5 nm e/ou uma linha azul em 488 nm. Ao considerar riscos potenciais à saúde, é sempre crucial estabelecer o(s) comprimento(s) de onda de saída.
Todos os lasers têm três blocos de construção fundamentais:
A maioria dos sistemas de laser práticos fora do laboratório de pesquisa também possui um sistema de entrega de feixe, como uma fibra óptica ou braço articulado com espelhos para direcionar o feixe para uma estação de trabalho e lentes de foco para concentrar o feixe em um material a ser soldado, etc. Em um laser, átomos ou moléculas idênticas são levadas a um estado excitado pela energia fornecida pela lâmpada da bomba. Quando os átomos ou moléculas estão em um estado excitado, um fóton (“partícula” de energia luminosa) pode estimular um átomo ou molécula excitada a emitir um segundo fóton de mesma energia (comprimento de onda) viajando em fase (coerente) e no mesmo direção como o fóton estimulante. Assim, a amplificação da luz por um fator de dois ocorreu. Esse mesmo processo repetido em cascata faz com que se desenvolva um feixe de luz que reflete para frente e para trás entre os espelhos da cavidade ressonante. Como um dos espelhos é parcialmente transparente, parte da energia luminosa sai da cavidade ressonante formando o feixe de laser emitido. Embora, na prática, os dois espelhos paralelos sejam muitas vezes curvados para produzir uma condição ressonante mais estável, o princípio básico é válido para todos os lasers.
Embora vários milhares de linhas de laser diferentes (ou seja, comprimentos de onda de laser discretos característicos de diferentes meios ativos) tenham sido demonstrados no laboratório de física, apenas 20 ou mais foram desenvolvidos comercialmente a ponto de serem aplicados rotineiramente na tecnologia cotidiana. Diretrizes e padrões de segurança do laser foram desenvolvidos e publicados, cobrindo basicamente todos os comprimentos de onda do espectro óptico, a fim de permitir linhas de laser atualmente conhecidas e futuros lasers.
Classificação de perigo de laser
Os padrões atuais de segurança do laser em todo o mundo seguem a prática de categorizar todos os produtos a laser em classes de perigo. Geralmente, o esquema segue um agrupamento de quatro amplas classes de risco, de 1 a 4. Os lasers de classe 1 não podem emitir radiação laser potencialmente perigosa e não representam risco à saúde. As classes 2 a 4 representam um risco crescente para os olhos e a pele. O sistema de classificação é útil, pois as medidas de segurança são prescritas para cada classe de laser. Medidas de segurança mais rigorosas são necessárias para as classes mais altas.
A Classe 1 é considerada um agrupamento “seguro para os olhos” e sem risco. A maioria dos lasers totalmente fechados (por exemplo, gravadores de discos compactos a laser) são de Classe 1. Nenhuma medida de segurança é necessária para um laser de Classe 1.
A classe 2 refere-se a lasers visíveis que emitem uma potência muito baixa que não seria perigosa mesmo se toda a potência do feixe entrasse no olho humano e fosse focada na retina. A resposta de aversão natural do olho à visualização de fontes de luz muito brilhantes protege o olho contra lesões na retina se a energia que entra no olho for insuficiente para danificar a retina dentro da resposta de aversão. A resposta de aversão é composta pelo reflexo de piscar (aproximadamente 0.16–0.18 segundos) e uma rotação do olho e movimento da cabeça quando expostos a essa luz brilhante. Os padrões de segurança atuais definem conservadoramente a resposta de aversão como durando 0.25 segundo. Assim, os lasers da Classe 2 têm uma potência de saída de 1 miliwatt (mW) ou menos que corresponde ao limite de exposição permitido por 0.25 segundo. Exemplos de lasers de Classe 2 são ponteiros de laser e alguns lasers de alinhamento.
Algumas normas de segurança também incorporam uma subcategoria da Classe 2, denominada “Classe 2A”. Os lasers de classe 2A não são perigosos para olhar fixamente por até 1,000 s (16.7 min). A maioria dos scanners a laser usados em pontos de venda (caixa de supermercado) e scanners de inventário são Classe 2A.
Os lasers de classe 3 representam um perigo para o olho, uma vez que a resposta de aversão é insuficientemente rápida para limitar a exposição da retina a um nível momentaneamente seguro, e danos a outras estruturas do olho (por exemplo, córnea e cristalino) também podem ocorrer. Perigos para a pele normalmente não existem para exposição acidental. Exemplos de lasers de classe 3 são muitos lasers de pesquisa e telêmetros a laser militares.
Uma subcategoria especial da Classe 3 é denominada “Classe 3A” (com os demais lasers da Classe 3 denominados “Classe 3B”). Os lasers da Classe 3A são aqueles com uma potência de saída entre uma e cinco vezes os limites de emissão acessíveis (AEL) para a Classe 1 ou Classe 2, mas com uma irradiância de saída que não excede o limite de exposição ocupacional relevante para a classe inferior. Exemplos são muitos instrumentos de alinhamento e levantamento a laser.
Os lasers da classe 4 podem representar um risco potencial de incêndio, um risco significativo para a pele ou um risco de reflexão difusa. Praticamente todos os lasers cirúrgicos e lasers de processamento de materiais usados para soldagem e corte são Classe 4 se não estiverem incluídos. Todos os lasers com potência média superior a 0.5 W são Classe 4. Se uma Classe 3 ou Classe 4 de potência mais alta for totalmente fechada de modo que a energia radiante perigosa não seja acessível, o sistema de laser total pode ser Classe 1. O laser mais perigoso dentro do invólucro é denominado um laser embutido.
limites de exposição ocupacional
A Comissão Internacional de Proteção contra Radiação Não Ionizante (ICNIRP 1995) publicou diretrizes para limites de exposição humana à radiação laser que são atualizadas periodicamente. Limites de exposição representativos (ELs) são fornecidos na tabela 1 para vários lasers típicos. Praticamente todos os feixes de laser excedem os limites de exposição permitidos. Assim, na prática atual, os limites de exposição não são usados rotineiramente para determinar medidas de segurança. Em vez disso, o esquema de classificação a laser – que se baseia nos ELs aplicados em condições realistas – é realmente aplicado para esse fim.
Tabela 1. Limites de exposição para lasers típicos
Tipo de laser |
Comprimento(s) de onda principal(is) |
Limite de exposição |
Fluoreto de argônio |
193 nm |
3.0 mJ/cm2 mais de 8h |
cloreto de xenônio |
308 nm |
40 mJ/cm2 mais de 8h |
íon argônio |
488, 514.5 nm |
3.2 mW/cm2 por 0.1 s |
vapor de cobre |
510, 578 nm |
2.5 mW/cm2 por 0.25 s |
hélio-neon |
632.8 nm |
1.8 mW/cm2 por 10 s |
vapor de ouro |
628 nm |
1.0 mW/cm2 por 10 s |
íon criptônio |
568, 647 nm |
1.0 mW/cm2 por 10 s |
Neodímio-YAG |
1,064 nm |
5.0 μJ/cm2 para 1 ns a 50 μs |
Dióxido de carbono |
10–6 μm |
100 mW/cm2 por 10 s |
Monóxido de carbono |
≈5 μm |
a 8 h, área limitada |
Todos os padrões/diretrizes têm MPEs em outros comprimentos de onda e durações de exposição.
Nota: Para converter MPE's em mW/cm2 para mJ/cm2, multiplique pelo tempo de exposição t em segundos. Por exemplo, o He-Ne ou Argônio MPE em 0.1 s é 0.32 mJ/cm2.
Fonte: Norma ANSI Z-136.1(1993); ACGIH TLVs (1995) e Duchene, Lakey e Repacholi (1991).
Normas de segurança do laser
Muitas nações publicaram normas de segurança de laser e a maioria está harmonizada com o padrão internacional da Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC). A Norma IEC 825-1 (1993) aplica-se aos fabricantes; no entanto, ele também fornece algumas orientações de segurança limitadas para os usuários. A classificação de perigo do laser descrita acima deve ser rotulada em todos os produtos a laser comerciais. Uma etiqueta de advertência apropriada para a classe deve aparecer em todos os produtos das classes 2 a 4.
Medidas de segurança
O sistema de classificação de segurança a laser facilita muito a determinação de medidas de segurança apropriadas. Os padrões de segurança do laser e os códigos de prática exigem rotineiramente o uso de medidas de controle cada vez mais restritivas para cada classificação superior.
Na prática, é sempre mais desejável fechar totalmente o laser e o caminho do feixe para que nenhuma radiação laser potencialmente perigosa seja acessível. Em outras palavras, se apenas produtos a laser Classe 1 forem empregados no local de trabalho, o uso seguro é garantido. No entanto, em muitas situações, isso simplesmente não é prático, e é necessário o treinamento dos trabalhadores no uso seguro e nas medidas de controle de riscos.
Além da regra óbvia - não apontar o laser para os olhos de uma pessoa - não há medidas de controle necessárias para um produto a laser Classe 2. Para lasers de classes superiores, as medidas de segurança são claramente necessárias.
Se o isolamento total de um laser Classe 3 ou 4 não for viável, o uso de compartimentos de feixe (por exemplo, tubos), defletores e tampas ópticas pode praticamente eliminar o risco de exposição ocular perigosa na maioria dos casos.
Quando invólucros não são viáveis para lasers de Classe 3 e 4, uma área controlada por laser com entrada controlada deve ser estabelecida, e o uso de protetores oculares de laser é geralmente obrigatório dentro da zona de risco nominal (NHZ) do feixe de laser. Embora na maioria dos laboratórios de pesquisa onde são usados feixes de laser colimados, o NHZ abranja toda a área controlada do laboratório, para aplicações de feixe focalizado, o NHZ pode ser surpreendentemente limitado e não abranger toda a sala.
Para evitar o uso indevido e possíveis ações perigosas por parte de usuários de laser não autorizados, o controle de chave encontrado em todos os produtos a laser fabricados comercialmente deve ser utilizado.
A chave deve ser protegida quando o laser não estiver em uso, se as pessoas puderem ter acesso ao laser.
Precauções especiais são necessárias durante o alinhamento do laser e a configuração inicial, pois o potencial para lesões oculares graves é muito grande. Os trabalhadores do laser devem ser treinados em práticas seguras antes da configuração e alinhamento do laser.
Óculos de proteção contra laser foram desenvolvidos depois que os limites de exposição ocupacional foram estabelecidos e as especificações foram elaboradas para fornecer as densidades ópticas (ou ODs, uma medida logarítmica do fator de atenuação) que seriam necessárias em função do comprimento de onda e da duração da exposição para determinados lasers. Embora existam padrões específicos para proteção ocular de laser na Europa, outras diretrizes são fornecidas nos Estados Unidos pelo American National Standards Institute sob as designações ANSI Z136.1 e ANSI Z136.3.
Training
Ao investigar acidentes com laser em situações laboratoriais e industriais, surge um elemento comum: falta de treinamento adequado. O treinamento de segurança com laser deve ser adequado e suficiente para as operações com laser nas quais cada funcionário trabalhará. O treinamento deve ser específico para o tipo de laser e a tarefa para a qual o trabalhador é designado.
Vigilância médica
Os requisitos para a vigilância médica dos trabalhadores do laser variam de país para país, de acordo com os regulamentos locais de medicina ocupacional. Ao mesmo tempo, quando os lasers eram confinados ao laboratório de pesquisa e pouco se sabia sobre seus efeitos biológicos, era bastante comum que cada trabalhador do laser fosse periodicamente submetido a um exame oftalmológico geral completo com fotografia do fundo (retinal) para monitorar o estado do olho . No entanto, no início da década de 1970, essa prática foi questionada, pois os achados clínicos eram quase sempre negativos, e ficou claro que tais exames poderiam identificar apenas lesões agudas detectáveis subjetivamente. Isso levou o grupo de trabalho da OMS sobre lasers, reunido em Don Leaghreigh, Irlanda, em 1975, a recomendar contra tais programas de vigilância envolvidos e a enfatizar o teste da função visual. Desde então, a maioria dos grupos nacionais de saúde ocupacional reduziu continuamente os requisitos de exames médicos. Hoje, exames oftalmológicos completos são universalmente necessários apenas no caso de uma lesão ocular a laser ou suspeita de superexposição, e a triagem visual antes da colocação é geralmente necessária. Exames adicionais podem ser necessários em alguns países.
Medições a laser
Ao contrário de alguns perigos do local de trabalho, geralmente não há necessidade de realizar medições para monitoramento de níveis perigosos de radiação laser no local de trabalho. Devido às dimensões do feixe altamente confinado da maioria dos feixes de laser, a probabilidade de alterar os caminhos do feixe e a dificuldade e custo dos radiômetros a laser, os padrões de segurança atuais enfatizam as medidas de controle baseadas na classe de perigo e não na medição do local de trabalho (monitoramento). As medições devem ser realizadas pelo fabricante para garantir a conformidade com os padrões de segurança do laser e a classificação de risco adequada. De fato, uma das justificativas originais para a classificação de risco do laser está relacionada à grande dificuldade de realizar medições adequadas para avaliação de risco.
Conclusões
Embora o laser seja relativamente novo no local de trabalho, ele está rapidamente se tornando onipresente, assim como os programas relacionados à segurança do laser. As chaves para o uso seguro de lasers são primeiro limitar a energia radiante do laser, se possível, mas se não for possível, estabelecer medidas de controle adequadas e treinar todo o pessoal que trabalha com lasers.
A energia eletromagnética de radiofrequência (RF) e a radiação de micro-ondas são usadas em uma variedade de aplicações na indústria, comércio, medicina e pesquisa, bem como em casa. Na faixa de frequência de 3 a 3 x 108 kHz (ou seja, 300 GHz), reconhecemos prontamente aplicações como transmissão de rádio e televisão, comunicações (telefone de longa distância, telefone celular, comunicação de rádio), radar, aquecedores dielétricos, aquecedores de indução, fontes de alimentação comutadas e monitores de computador.
A radiação de RF de alta potência é uma fonte de energia térmica que carrega todas as implicações conhecidas do aquecimento para sistemas biológicos, incluindo queimaduras, mudanças temporárias e permanentes na reprodução, catarata e morte. Para a ampla gama de radiofrequências, a percepção cutânea de calor e dor térmica não é confiável para detecção, porque os receptores térmicos estão localizados na pele e não detectam prontamente o aquecimento profundo do corpo causado por esses campos. Limites de exposição são necessários para proteger contra esses efeitos adversos à saúde da exposição a campos de radiofrequência.
Exposição profissional
Aquecimento por indução
Aplicando um intenso campo magnético alternado, um material condutor pode ser aquecido por indução. correntes de Foucault. Esse aquecimento é usado para forjamento, recozimento, brasagem e soldagem. As frequências de operação variam de 50/60 a vários milhões de Hz. Como as dimensões das bobinas que produzem os campos magnéticos costumam ser pequenas, o risco de exposição de alto nível de todo o corpo é pequeno; no entanto, a exposição das mãos pode ser alta.
Aquecimento dielétrico
A energia de radiofrequência de 3 a 50 MHz (principalmente nas frequências de 13.56, 27.12 e 40.68 MHz) é usada na indústria para uma variedade de processos de aquecimento. As aplicações incluem vedação e relevo de plástico, secagem de cola, processamento de tecidos e têxteis, marcenaria e fabricação de diversos produtos como lonas, piscinas, forros de colchão d'água, sapatos, pastas de cheques de viagem e assim por diante.
As medições relatadas na literatura (Hansson Mild 1980; IEEE COMAR 1990a, 1990b, 1991) mostram que, em muitos casos, as forças elétricas e magnéticas campos de vazamento são muito altos perto desses dispositivos de RF. Muitas vezes, os operadores são mulheres em idade reprodutiva (ou seja, 18 a 40 anos). Os campos de vazamento costumam ser extensos em algumas situações ocupacionais, resultando na exposição de todo o corpo dos operadores. Para muitos dispositivos, os níveis de exposição a campos elétricos e magnéticos excedem todas as diretrizes de segurança de RF existentes.
Uma vez que estes dispositivos podem dar origem a uma absorção muito elevada de energia de RF, é de interesse controlar os campos de fuga que emanam deles. Assim, o monitoramento periódico de RF torna-se essencial para determinar se existe um problema de exposição.
Sistemas de comunicação
Trabalhadores nas áreas de comunicação e radar estão expostos apenas a intensidades de campo de baixo nível na maioria das situações. No entanto, a exposição dos trabalhadores que devem escalar torres de FM/TV pode ser intensa e precauções de segurança são necessárias. A exposição também pode ser substancial perto de gabinetes de transmissores com seus intertravamentos desativados e portas abertas.
exposição médica
Uma das primeiras aplicações da energia de RF foi a diatermia de ondas curtas. Eletrodos não blindados são geralmente usados para isso, levando possivelmente a altos campos dispersos.
Recentemente, campos de RF têm sido usados em conjunto com campos magnéticos estáticos em imagem de ressonância magnética (RM). Como a energia de RF usada é baixa e o campo está quase totalmente contido no gabinete do paciente, a exposição dos operadores é insignificante.
Efeitos Biológicos
A taxa de absorção específica (SAR, medida em watts por quilograma) é amplamente utilizada como uma quantidade dosimétrica, e os limites de exposição podem ser derivados de SARs. A SAR de um corpo biológico depende de parâmetros de exposição como frequência da radiação, intensidade, polarização, configuração da fonte de radiação e do corpo, superfícies de reflexão e tamanho do corpo, forma e propriedades elétricas. Além disso, a distribuição espacial SAR dentro do corpo é altamente não uniforme. A deposição de energia não uniforme resulta em aquecimento corporal não uniforme e pode produzir gradientes de temperatura interna. Em frequências acima de 10 GHz, a energia é depositada próximo à superfície do corpo. O SAR máximo ocorre em cerca de 70 MHz para o sujeito padrão e em cerca de 30 MHz quando a pessoa está em contato com o solo de RF. Em condições extremas de temperatura e umidade, espera-se que SARs de corpo inteiro de 1 a 4 W/kg a 70 MHz causem um aumento da temperatura central de cerca de 2 ºC em seres humanos saudáveis em uma hora.
O aquecimento por RF é um mecanismo de interação que tem sido estudado extensivamente. Efeitos térmicos foram observados em menos de 1 W/kg, mas os limiares de temperatura geralmente não foram determinados para esses efeitos. O perfil de tempo-temperatura deve ser considerado na avaliação dos efeitos biológicos.
Efeitos biológicos também ocorrem quando o aquecimento por RF não é um mecanismo adequado nem possível. Esses efeitos geralmente envolvem campos de RF modulados e comprimentos de onda milimétricos. Várias hipóteses foram propostas, mas ainda não produziram informações úteis para derivar os limites de exposição humana. Existe a necessidade de entender os mecanismos fundamentais de interação, uma vez que não é prático explorar cada campo de RF por suas interações biofísicas e biológicas características.
Estudos em humanos e animais indicam que os campos de RF podem causar efeitos biológicos prejudiciais devido ao aquecimento excessivo dos tecidos internos. Os sensores de calor do corpo estão localizados na pele e não detectam prontamente o aquecimento profundo dentro do corpo. Os trabalhadores podem, portanto, absorver quantidades significativas de energia de RF sem estarem imediatamente cientes da presença de campos de vazamento. Há relatos de que pessoas expostas a campos de RF de equipamentos de radar, aquecedores e seladores de RF e torres de rádio-TV experimentaram uma sensação de aquecimento algum tempo após a exposição.
Há pouca evidência de que a radiação de RF possa iniciar o câncer em humanos. No entanto, um estudo sugeriu que pode atuar como um promotor de câncer em animais (Szmigielski et al. 1988). Estudos epidemiológicos de pessoas expostas a campos de RF são poucos e geralmente têm escopo limitado (Silverman 1990; NCRP 1986; WHO 1981). Vários levantamentos de trabalhadores expostos ocupacionalmente foram conduzidos na antiga União Soviética e em países da Europa Oriental (Roberts e Michaelson, 1985). No entanto, esses estudos não são conclusivos com relação aos efeitos na saúde.
Avaliação humana e estudos epidemiológicos sobre operadores de seladores de RF na Europa (Kolmodin-Hedman et al. 1988; Bini et al. 1986) relatam que os seguintes problemas específicos podem surgir:
Telemoveis
O uso de radiotelefones pessoais está aumentando rapidamente e isso levou a um aumento no número de estações base. Estes são frequentemente localizados em áreas públicas. No entanto, a exposição ao público dessas estações é baixa. Os sistemas geralmente operam em frequências próximas a 900 MHz ou 1.8 GHz, usando tecnologia analógica ou digital. Os monofones são transmissores de rádio pequenos e de baixa potência mantidos próximos à cabeça quando em uso. Parte da potência irradiada da antena é absorvida pela cabeça. Cálculos numéricos e medições em cabeças fantasmas mostram que os valores de SAR podem ser da ordem de alguns W/kg (ver declaração adicional do ICNIRP, 1996). A preocupação pública sobre o perigo à saúde dos campos eletromagnéticos aumentou e vários programas de pesquisa estão sendo dedicados a esta questão (McKinley et al., relatório não publicado). Vários estudos epidemiológicos estão em andamento com relação ao uso de telefones celulares e câncer cerebral. Até agora, apenas um estudo animal (Repacoli et al. 1997) com camundongos transgênicos expostos 1 h por dia durante 18 meses a um sinal semelhante ao usado em comunicação móvel digital foi publicado. Ao final dos experimentos, 43 de 101 animais expostos tinham linfomas, em comparação com 22 de 100 no grupo de exposição simulada. O aumento foi estatisticamente significativo (p > 0.001). Esses resultados não podem ser facilmente interpretados com relevância para a saúde humana e mais pesquisas sobre isso são necessárias.
Padrões e Diretrizes
Várias organizações e governos emitiram padrões e diretrizes para proteção contra exposição excessiva a campos de RF. Uma revisão dos padrões mundiais de segurança foi feita por Grandolfo e Hansson Mild (1989); a discussão aqui refere-se apenas às diretrizes emitidas pela IRPA (1988) e padrão IEEE C 95.1 1991.
A justificativa completa para os limites de exposição à RF é apresentada em IRPA (1988). Em resumo, as diretrizes da IRPA adotaram um valor limite básico de SAR de 4 W/kg, acima do qual é considerado uma probabilidade crescente de que consequências adversas à saúde possam ocorrer como resultado da absorção de energia de RF. Nenhum efeito adverso à saúde foi observado devido a exposições agudas abaixo deste nível. Incorporando um fator de segurança de dez para permitir possíveis consequências da exposição a longo prazo, 0.4 W/kg é usado como o limite básico para derivar os limites de exposição para exposição ocupacional. Um outro fator de segurança de cinco é incorporado para derivar os limites para o público em geral.
Limites de exposição derivados para a força do campo elétrico (E), a força do campo magnético (H) e a densidade de potência especificada em V/m, A/m e W/m2 respectivamente, são mostrados na figura 1. Os quadrados do E e H os campos são calculados em média durante seis minutos e é recomendado que a exposição instantânea não exceda os valores médios de tempo em mais de um fator de 100. Além disso, a corrente corpo-terra não deve exceder 200 mA.
Figura 1. Limites de exposição IRPA (1988) para intensidade de campo elétrico E, intensidade de campo magnético H e densidade de potência
O padrão C 95.1, definido em 1991, pelo IEEE fornece valores limite para exposição ocupacional (ambiente controlado) de 0.4 W/kg para a SAR média em todo o corpo de uma pessoa e 8 W/kg para o pico de SAR entregue a qualquer grama de tecido por 6 minutos ou mais. Os valores correspondentes para a exposição do público em geral (ambiente não controlado) são 0.08 W/kg para SAR de corpo inteiro e 1.6 W/kg para SAR de pico. A corrente corpo-terra não deve exceder 100 mA em um ambiente controlado e 45 mA em um ambiente não controlado. (Consulte IEEE 1991 para obter mais detalhes.) Os limites derivados são mostrados na figura 2.
Figura 2. Limites de exposição IEEE (1991) para intensidade de campo elétrico E, intensidade de campo magnético H e densidade de potência
Mais informações sobre campos de radiofrequência e micro-ondas podem ser encontradas, por exemplo, em Elder et al. 1989, Greene 1992 e Polk e Postow 1986.
Campos elétricos e magnéticos de frequência extremamente baixa (ELF) e frequência muito baixa (VLF) abrangem a faixa de frequência acima dos campos estáticos (> 0 Hz) até 30 kHz. Para este artigo, ELF é definido como estando na faixa de frequência > 0 a 300 Hz e VLF na faixa > 300 Hz a 30 kHz. Na faixa de frequência > 0 a 30 kHz, os comprimentos de onda variam de ∞(infinito) a 10 km e, portanto, os campos elétrico e magnético atuam essencialmente de forma independente um do outro e devem ser tratados separadamente. A intensidade do campo elétrico (E) é medido em volts por metro (V/m), a intensidade do campo magnético (H) é medida em amperes por metro (A/m) e a densidade do fluxo magnético (B) em tesla (T).
Um debate considerável sobre possíveis efeitos adversos à saúde foi expresso por trabalhadores que usam equipamentos que operam nessa faixa de frequência. De longe, a frequência mais comum é 50/60 Hz, usada para geração, distribuição e uso de energia elétrica. Preocupações de que a exposição a campos magnéticos de 50/60 Hz possa estar associada a um aumento da incidência de câncer foram alimentadas por relatórios da mídia, distribuição de desinformação e debate científico em andamento (Repacoli 1990; NRC 1996).
O objetivo deste artigo é fornecer uma visão geral das seguintes áreas temáticas:
Descrições resumidas são fornecidas para informar os trabalhadores sobre os tipos e pontos fortes dos campos das principais fontes de ELF e VLF, efeitos biológicos, possíveis consequências para a saúde e limites de exposição atuais. Um esboço de precauções de segurança e medidas de proteção também é fornecido. Embora muitos trabalhadores usem unidades de exibição visual (VDUs), apenas breves detalhes são fornecidos neste artigo, uma vez que são abordados com mais detalhes em outras partes do enciclopédia.
Grande parte do material aqui contido pode ser encontrado com mais detalhes em várias revisões recentes (OMS 1984, 1987, 1989, 1993; IRPA 1990; ILO 1993; NRPB 1992, 1993; IEEE 1991; Greene 1992; NRC 1996).
Fontes de Exposição Ocupacional
Os níveis de exposição ocupacional variam consideravelmente e dependem fortemente da aplicação específica. A Tabela 1 apresenta um resumo das aplicações típicas de frequências na faixa > 0 a 30 kHz.
Tabela 1. Aplicações de equipamentos operando na faixa > 0 a 30 kHz
Frequência |
Comprimento de onda (km) |
Aplicações típicas |
16.67, 50, 60 Hz |
18,000-5,000 |
Geração, transmissão e uso de energia, processos eletrolíticos, aquecimento por indução, fornos a arco e panela, soldagem, transporte, etc., qualquer uso industrial, comercial, médico ou de pesquisa de energia elétrica |
0.3–3 kHz |
1,000-100 |
Modulação de transmissão, aplicações médicas, fornos elétricos, aquecimento por indução, endurecimento, soldagem, fusão, refino |
3–30 kHz |
100-10 |
Comunicações de alcance muito longo, navegação por rádio, modulação de transmissão, aplicações médicas, aquecimento por indução, endurecimento, soldagem, fusão, refino, VDUs |
Geração e distribuição de energia
As principais fontes artificiais de campos elétricos e magnéticos de 50/60 Hz são aquelas envolvidas na geração e distribuição de energia e qualquer equipamento que utilize corrente elétrica. A maioria desses equipamentos opera nas frequências de energia de 50 Hz na maioria dos países e 60 Hz na América do Norte. Alguns sistemas de trem elétrico operam a 16.67 Hz.
As linhas de transmissão e subestações de alta tensão (AT) têm associadas a elas os campos elétricos mais fortes aos quais os trabalhadores podem estar rotineiramente expostos. A altura do condutor, a configuração geométrica, a distância lateral da linha e a tensão da linha de transmissão são de longe os fatores mais significativos ao considerar a intensidade máxima do campo elétrico no nível do solo. Em distâncias laterais de cerca de duas vezes a altura da linha, a intensidade do campo elétrico diminui com a distância de forma aproximadamente linear (Zaffanella e Deno 1978). Dentro de edifícios próximos a linhas de transmissão HV, as intensidades do campo elétrico são tipicamente menores do que o campo não perturbado por um fator de cerca de 100,000, dependendo da configuração do edifício e dos materiais estruturais.
As intensidades do campo magnético das linhas de transmissão aéreas geralmente são relativamente baixas em comparação com aplicações industriais que envolvem altas correntes. Funcionários de concessionárias de energia elétrica que trabalham em subestações ou na manutenção de linhas de transmissão energizadas formam um grupo especial exposto a campos maiores (de 5 mT e superiores em alguns casos). Na ausência de materiais ferromagnéticos, as linhas do campo magnético formam círculos concêntricos ao redor do condutor. Além da geometria do condutor de energia, a densidade máxima do fluxo magnético é determinada apenas pela magnitude da corrente. O campo magnético abaixo das linhas de transmissão HV é direcionado principalmente transversalmente ao eixo da linha. A densidade máxima de fluxo no nível do solo pode estar abaixo da linha central ou sob os condutores externos, dependendo da relação de fase entre os condutores. A densidade máxima do fluxo magnético no nível do solo para um sistema típico de linhas de transmissão aéreas de circuito duplo de 500 kV é de aproximadamente 35 μT por quiloampère de corrente transmitida (Bernhardt e Matthes 1992). Valores típicos para a densidade de fluxo magnético de até 0.05 mT ocorrem em locais de trabalho próximos a linhas aéreas, em subestações e em estações de energia operando em frequências de 16 2/3, 50 ou 60 Hz (Krause 1986).
Processo industrial
A exposição ocupacional a campos magnéticos decorre predominantemente do trabalho próximo a equipamentos industriais que utilizam altas correntes. Tais dispositivos incluem aqueles usados em soldagem, refino de eletroescória, aquecimento (fornos, aquecedores de indução) e agitação.
Pesquisas sobre aquecedores de indução usados na indústria, realizadas no Canadá (Stuchly e Lecuyer 1985), na Polônia (Aniolczyk 1981), na Austrália (Repacholi, dados não publicados) e na Suécia (Lövsund, Oberg e Nilsson 1982), mostram densidades de fluxo magnético em localizações do operador que variam de 0.7 μT a 6 mT, dependendo da frequência usada e da distância da máquina. Em seu estudo de campos magnéticos de aço elétrico industrial e equipamentos de soldagem, Lövsund, Oberg e Nilsson (1982) descobriram que máquinas de solda a ponto (50 Hz, 15 a 106 kA) e fornos panela (50 Hz, 13 a 15 kA) produziu campos de até 10 mT a distâncias de até 1 m. Na Austrália, descobriu-se que uma usina de aquecimento por indução operando na faixa de 50 Hz a 10 kHz fornece campos máximos de até 2.5 mT (fornos de indução de 50 Hz) em posições onde os operadores podem ficar. Além disso, os campos máximos em torno de aquecedores de indução operando em outras frequências foram de 130 μT a 1.8 kHz, 25 μT a 2.8 kHz e acima de 130 μT a 9.8 kHz.
Uma vez que as dimensões das bobinas que produzem os campos magnéticos são muitas vezes pequenas, raramente há uma grande exposição de todo o corpo, mas sim uma exposição local principalmente das mãos. A densidade do fluxo magnético nas mãos do operador pode chegar a 25 mT (Lövsund e Mild 1978; Stuchly e Lecuyer 1985). Na maioria dos casos, a densidade de fluxo é inferior a 1 mT. A força do campo elétrico perto do aquecedor de indução é geralmente baixa.
Os trabalhadores da indústria eletroquímica podem estar expostos a fortes campos elétricos e magnéticos por causa de fornos elétricos ou outros dispositivos que usam altas correntes. Por exemplo, perto de fornos de indução e células eletrolíticas industriais, as densidades de fluxo magnético podem ser medidas até 50 mT.
Unidades de exibição visual
O uso de unidades de exibição visual (VDUs) ou terminais de exibição de vídeo (VDTs), como também são chamados, cresce a uma taxa cada vez maior. Os operadores de VDT expressaram preocupação sobre os possíveis efeitos das emissões de radiações de baixo nível. Campos magnéticos (frequência de 15 a 125 kHz) tão altos quanto 0.69 A/m (0.9 μT) foram medidos nas piores condições perto da superfície da tela (Bureau of Radiological Health 1981). Este resultado foi confirmado por muitas pesquisas (Roy et al. 1984; Repacholi 1985 IRPA 1988). Análises abrangentes de medições e pesquisas de VDTs por agências nacionais e especialistas individuais concluíram que não há emissões de radiação de VDTs que possam ter consequências para a saúde (Repacoli 1985; IRPA 1988; ILO 1993a). Não há necessidade de realizar medições de radiação de rotina, pois, mesmo sob condições de pior caso ou modo de falha, os níveis de emissão estão bem abaixo dos limites de qualquer padrão internacional ou nacional (IRPA 1988).
Uma revisão abrangente das emissões, resumo da literatura científica aplicável, padrões e diretrizes foram fornecidos no documento (ILO 1993a).
As aplicações médicas
Pacientes que sofrem de fraturas ósseas que não cicatrizam bem ou unem foram tratados com campos magnéticos pulsados (Bassett, Mitchell e Gaston 1982; Mitbreit e Manyachin 1984). Estudos também estão sendo conduzidos sobre o uso de campos magnéticos pulsados para melhorar a cicatrização de feridas e a regeneração de tecidos.
Vários dispositivos geradores de pulsos de campo magnético são usados para estimulação do crescimento ósseo. Um exemplo típico é o dispositivo que gera uma densidade média de fluxo magnético de cerca de 0.3 mT, um pico de força de cerca de 2.5 mT e induz picos de intensidade de campo elétrico no osso na faixa de 0.075 a 0.175 V/m (Bassett, Pawluk e Pila 1974). Perto da superfície do membro exposto, o dispositivo produz um pico de densidade de fluxo magnético da ordem de 1.0 mT, causando picos de densidade de corrente iônica de cerca de 10 a 100 mA/m2 (1 a 10 μA/cm2) no tecido.
Medição
Antes do início das medições dos campos ELF ou VLF, é importante obter o máximo de informações possível sobre as características da fonte e a situação de exposição. Esta informação é necessária para a estimativa das intensidades de campo esperadas e a seleção da instrumentação de pesquisa mais apropriada (Tell 1983).
As informações sobre a fonte devem incluir:
As informações sobre a situação de exposição devem incluir:
Os resultados das pesquisas realizadas em ambientes ocupacionais estão resumidos na tabela 2.
Tabela 2. Fontes ocupacionais de exposição a campos magnéticos
fonte |
Fluxo magnético |
Distância (m) |
VDTs |
Até 2.8 x 10-4 |
0.3 |
linhas HV |
Até 0.4 |
abaixo da linha |
Centrais Elétricas |
Até 0.27 |
1 |
Arcos de soldagem (0–50 Hz) |
0.1-5.8 |
0-0.8 |
Aquecedores de indução (50–10 kHz) |
0.9-65 |
0.1-1 |
Forno panela 50 Hz |
0.2-8 |
0.5-1 |
Forno de arco de 50 Hz |
Até 1 |
2 |
Agitador de indução de 10 Hz |
0.2-0.3 |
2 |
Soldagem por eletroescória de 50 Hz |
0.5-1.7 |
0.2-0.9 |
equipamento terapêutico |
1-16 |
1 |
Fonte: Allen 1991; Bernhardt 1988; Krause 1986; Lövsund, Oberg e Nilsson 1982; Repacholi, dados inéditos; Stuckly 1986; Stuchly e Lecuyer 1985, 1989.
Instrumentação
Um instrumento de medição de campo elétrico ou magnético consiste em três partes básicas: a sonda, os condutores e o monitor. Para garantir medições apropriadas, as seguintes características de instrumentação são necessárias ou desejáveis:
Surveys
Geralmente, são realizadas pesquisas para determinar se os campos existentes no local de trabalho estão abaixo dos limites estabelecidos pelos padrões nacionais. Assim, a pessoa que faz as medições deve estar totalmente familiarizada com esses padrões.
Todos os locais ocupados e acessíveis devem ser pesquisados. O operador do equipamento em teste e o vistoriador devem estar o mais longe possível da área de teste. Todos os objetos normalmente presentes, que podem refletir ou absorver energia, devem estar em posição. O agrimensor deve tomar precauções contra queimaduras e choques por radiofrequência (RF), particularmente perto de sistemas de alta potência e baixa frequência.
Mecanismos de Interação e Efeitos Biológicos
Mecanismos de interação
Os únicos mecanismos estabelecidos pelos quais os campos ELF e VLF interagem com sistemas biológicos são:
As duas primeiras interações listadas acima são exemplos de acoplamento direto entre pessoas e campos ELF ou VLF. As últimas quatro interações são exemplos de mecanismos de acoplamento indiretos porque podem ocorrer apenas quando o organismo exposto está nas proximidades de outros corpos. Esses corpos podem incluir outros seres humanos ou animais e objetos como automóveis, cercas ou dispositivos implantados.
Embora outros mecanismos de interação entre tecidos biológicos e campos ELF ou VLF tenham sido postulados ou haja alguma evidência para apoiar sua existência (OMS 1993; NRPB 1993; NRC 1996), nenhum demonstrou ser responsável por qualquer consequência adversa à saúde.
Efeitos na saúde
As evidências sugerem que a maioria dos efeitos estabelecidos da exposição a campos elétricos e magnéticos na faixa de frequência > 0 a 30 kHz resulta de respostas agudas à carga de superfície e à densidade de corrente induzida. As pessoas podem perceber os efeitos da carga de superfície oscilante induzida em seus corpos por campos elétricos ELF (mas não por campos magnéticos); esses efeitos tornam-se irritantes se suficientemente intensos. Um resumo dos efeitos das correntes que passam pelo corpo humano (limiares de percepção, let-go ou tétano) é dado na tabela 3.
Tabela 3. Efeitos das correntes que passam pelo corpo humano
Efeito |
Assunto |
Corrente limite em mA |
||||
50 e 60 Hz |
300 Hz |
1000 Hz |
KHz 10 |
KHz 30 |
||
Percepção |
Homem Mulher Crianças |
1.1 0.7 0.55 |
1.3 0.9 0.65 |
2.2 1.5 1.1 |
15 10 9 |
50 35 30 |
Choque de soltura |
Homem Mulher Crianças |
9 6 4.5 |
11.7 7.8 5.9 |
16.2 10.8 8.1 |
55 37 27 |
126 84 63 |
tetanização torácica; |
Homem Mulher Crianças |
23 15 12 |
30 20 15 |
41 27 20.5 |
94 63 47 |
320 214 160 |
Fonte: Bernhardt 1988a.
As células nervosas e musculares humanas foram estimuladas pelas correntes induzidas pela exposição a campos magnéticos de vários mT e 1 a 1.5 kHz; as densidades de corrente limite são consideradas acima de 1 A/m2. Sensações visuais tremeluzentes podem ser induzidas no olho humano pela exposição a campos magnéticos tão baixos quanto cerca de 5 a 10 mT (a 20 Hz) ou correntes elétricas aplicadas diretamente na cabeça. A consideração dessas respostas e dos resultados de estudos neurofisiológicos sugere que funções sutis do sistema nervoso central, como raciocínio ou memória, podem ser afetadas por densidades de corrente acima de 10 mA/m2 (NRPB 1993). Os valores limiares provavelmente permanecerão constantes até cerca de 1 kHz, mas aumentarão com o aumento da frequência a partir daí.
Vários in vitro estudos (OMS 1993; NRPB 1993) relataram alterações metabólicas, como alterações na atividade enzimática e no metabolismo proteico e diminuição da citotoxicidade dos linfócitos, em várias linhagens celulares expostas a campos elétricos ELF e VLF e correntes aplicadas diretamente à cultura celular. A maioria dos efeitos foi relatada em densidades de corrente entre cerca de 10 e 1,000 mA/m2, embora essas respostas sejam menos claramente definidas (Sienkiewicz, Saunder e Kowalczuk 1991). No entanto, vale a pena notar que as densidades de corrente endógenas geradas pela atividade elétrica dos nervos e músculos são tipicamente tão altas quanto 1 mA/m2 e pode atingir até 10 mA/m2 no coração. Essas densidades de corrente não afetarão adversamente os nervos, músculos e outros tecidos. Tais efeitos biológicos serão evitados restringindo a densidade de corrente induzida a menos de 10 mA/m2 em frequências de até cerca de 1 kHz.
Várias possíveis áreas de interação biológica que têm muitas implicações para a saúde e sobre as quais nosso conhecimento é limitado incluem: possíveis mudanças nos níveis noturnos de melatonina na glândula pineal e alterações nos ritmos circadianos induzidas em animais pela exposição a campos elétricos ou magnéticos ELF, e possíveis efeitos dos campos magnéticos ELF nos processos de desenvolvimento e carcinogênese. Além disso, há algumas evidências de respostas biológicas a campos elétricos e magnéticos muito fracos: isso inclui a mobilidade alterada de íons de cálcio no tecido cerebral, mudanças nos padrões de disparo neuronal e comportamento alterado do operando. Foram relatadas “janelas” de amplitude e frequência que desafiam a suposição convencional de que a magnitude de uma resposta aumenta com o aumento da dose. Esses efeitos não estão bem estabelecidos e não fornecem uma base para o estabelecimento de restrições à exposição humana, embora sejam necessárias mais investigações (Sienkievicz, Saunder e Kowalczuk 1991; OMS 1993; NRC 1996).
A Tabela 4 fornece as faixas aproximadas de densidades de corrente induzida para vários efeitos biológicos em humanos.
Tabela 4. Faixas aproximadas de densidade de corrente para vários efeitos biológicos
Efeito |
Densidade de corrente (mA/m2) |
Estimulação direta de nervos e músculos |
1,000-10,000 |
Modulação na atividade do sistema nervoso central |
100-1,000 |
Alterações na função da retina |
|
Densidade de corrente endógena |
1-10 |
Fonte: Sienkiewicz et al. 1991.
Padrões de Exposição Ocupacional
Quase todos os padrões com limites na faixa > 0-30 kHz têm como justificativa a necessidade de manter os campos e correntes elétricas induzidas em níveis seguros. Normalmente, as densidades de corrente induzida são restritas a menos de 10 mA/m2. A Tabela 5 apresenta um resumo de alguns limites atuais de exposição ocupacional.
Tabela 5. Limites ocupacionais de exposição a campos elétricos e magnéticos na faixa de frequência > 0 a 30 kHz (observe que f está em Hz)
País/Referência |
Alcance de frequência |
Campo elétrico (V/m) |
Campo magnético (A/m) |
Internacional (IRPA 1990) |
50 / 60 Hz |
10,000 |
398 |
EUA (IEEE 1991) |
3–30 kHz |
614 |
163 |
EUA (ACGIH 1993) |
1–100 Hz 100–4,000 Hz 4–30 kHz |
25,000 2.5 x 106/f 625 |
60 /f 60 /f 60 /f |
Alemanha (1996) |
50 / 60 Hz |
10,000 |
1,600 |
Reino Unido (NRPB 1993) |
1–24 Hz 24–600 Hz 600–1,000 Hz 1–30 kHz |
25,000 6 x 105/f 1,000 1,000 |
64,000 /f 64,000 /f 64,000 /f 64 |
Medidas protetoras
As exposições ocupacionais que ocorrem perto de linhas de transmissão de alta tensão dependem da localização do trabalhador no solo ou no condutor durante o trabalho em linha viva em alto potencial. Ao trabalhar sob condições de linha viva, roupas de proteção podem ser usadas para reduzir a intensidade do campo elétrico e a densidade de corrente no corpo a valores semelhantes aos que ocorreriam no trabalho no solo. Roupas de proteção não enfraquecem a influência do campo magnético.
As responsabilidades pela proteção dos trabalhadores e do público em geral contra os efeitos potencialmente adversos da exposição a campos elétricos e magnéticos ELF ou VLF devem ser claramente atribuídas. Recomenda-se que as autoridades competentes considerem as seguintes etapas:
Nossos ambientes naturais e artificiais geram forças elétricas e magnéticas de várias magnitudes – ao ar livre, em escritórios, em residências e em locais de trabalho industriais. Isso levanta duas questões importantes: (1) essas exposições apresentam algum efeito adverso à saúde humana e (2) que limites podem ser estabelecidos na tentativa de definir limites “seguros” de tais exposições?
Esta discussão se concentra em campos elétricos e magnéticos estáticos. Estudos são descritos em trabalhadores de várias indústrias, e também em animais, que falham em demonstrar quaisquer efeitos biológicos adversos claros nos níveis de exposição a campos elétricos e magnéticos normalmente encontrados. No entanto, são feitas tentativas para discutir os esforços de várias organizações internacionais para estabelecer diretrizes para proteger os trabalhadores e outros de qualquer possível nível perigoso de exposição.
Definição de Termos
Quando uma tensão ou corrente elétrica é aplicada a um objeto, como um condutor elétrico, o condutor fica carregado e as forças começam a atuar sobre outras cargas nas proximidades. Dois tipos de forças podem ser distinguidos: as provenientes de cargas elétricas estacionárias, conhecidas como forca eletrostatica, e aqueles que aparecem apenas quando as cargas estão se movendo (como em uma corrente elétrica em um condutor), conhecidas como força magnética. Para descrever a existência e a distribuição espacial dessas forças, físicos e matemáticos criaram o conceito de campo. Fala-se assim de um campo de força, ou simplesmente de campos elétricos e magnéticos.
O termo estático descreve uma situação em que todas as cargas são fixas no espaço ou se movem em um fluxo constante. Como resultado, tanto as cargas quanto as densidades de corrente são constantes no tempo. No caso de cargas fixas, temos um campo elétrico cuja intensidade em qualquer ponto do espaço depende do valor e da geometria de todas as cargas. No caso de corrente constante em um circuito, temos um campo elétrico e um campo magnético constantes no tempo (campos estáticos), pois a densidade de carga em qualquer ponto do circuito não varia.
Eletricidade e magnetismo são fenômenos distintos desde que as cargas e a corrente sejam estáticas; qualquer interconexão entre campos elétricos e magnéticos desaparece nesta situação estática e, portanto, eles podem ser tratados separadamente (ao contrário da situação em campos variáveis no tempo). Os campos elétricos e magnéticos estáticos são claramente caracterizados por intensidades constantes e independentes do tempo e correspondem ao limite de frequência zero da banda de frequência extremamente baixa (ELF).
Campos elétricos estáticos
Exposição natural e ocupacional
Campos elétricos estáticos são produzidos por corpos eletricamente carregados onde uma carga elétrica é induzida na superfície de um objeto dentro de um campo elétrico estático. Como consequência, o campo elétrico na superfície de um objeto, particularmente onde o raio é pequeno, como em um ponto, pode ser maior que o campo elétrico não perturbado (ou seja, o campo sem a presença do objeto). O campo dentro do objeto pode ser muito pequeno ou nulo. Os campos elétricos são experimentados como uma força por objetos eletricamente carregados; por exemplo, uma força será exercida nos pelos do corpo, que pode ser percebida pelo indivíduo.
Em média, a carga da superfície da Terra é negativa, enquanto a atmosfera superior carrega uma carga positiva. O campo elétrico estático resultante perto da superfície da Terra tem uma força de cerca de 130 V/m. Esse campo diminui com a altura e seu valor é de cerca de 100 V/m a 100 m de altitude, 45 V/m a 1 km e menos de 1 V/m a 20 km. Os valores reais variam amplamente, dependendo da temperatura local e do perfil de umidade e da presença de contaminantes ionizados. Abaixo das nuvens de trovoada, por exemplo, e mesmo quando as nuvens de trovoada se aproximam, grandes variações de campo ocorrem ao nível do solo, porque normalmente a parte inferior de uma nuvem é carregada negativamente enquanto a parte superior contém uma carga positiva. Além disso, existe uma carga espacial entre a nuvem e o solo. À medida que a nuvem se aproxima, o campo no nível do solo pode primeiro aumentar e depois se inverter, com o solo ficando carregado positivamente. Durante este processo, campos de 100 V/m a 3 kV/m podem ser observados mesmo na ausência de descargas atmosféricas locais; as inversões de campo podem ocorrer muito rapidamente, dentro de 1 min, e altas intensidades de campo podem persistir durante a tempestade. Nuvens comuns, assim como nuvens de tempestade, contêm cargas elétricas e, portanto, afetam profundamente o campo elétrico no nível do solo. Grandes desvios do campo de bom tempo, até 200%, também são esperados na presença de neblina, chuva e íons pequenos e grandes que ocorrem naturalmente. Mudanças de campo elétrico durante o ciclo diário podem ser esperadas mesmo em clima completamente bom: mudanças bastante regulares na ionização local, temperatura ou umidade e as mudanças resultantes na condutividade elétrica atmosférica perto do solo, bem como transferência de carga mecânica por movimentos de ar locais, são provavelmente responsáveis por essas variações diurnas.
Níveis típicos de campos eletrostáticos artificiais estão na faixa de 1 a 20 kV/m em escritórios e residências; esses campos são frequentemente gerados em torno de equipamentos de alta tensão, como aparelhos de TV e unidades de exibição de vídeo (VDUs), ou por fricção. As linhas de transmissão de corrente contínua (CC) geram campos elétricos e magnéticos estáticos e são um meio econômico de distribuição de energia onde estão envolvidas longas distâncias.
Os campos elétricos estáticos são amplamente utilizados em indústrias como química, têxtil, aviação, papel e borracha e no transporte.
efeitos biológicos
Estudos experimentais fornecem pouca evidência biológica para sugerir qualquer efeito adverso dos campos elétricos estáticos na saúde humana. Os poucos estudos em animais que foram realizados também parecem não ter produzido dados que apoiem os efeitos adversos na genética, no crescimento do tumor ou nos sistemas endócrino ou cardiovascular. (A Tabela 1 resume esses estudos com animais.)
Tabela 1. Estudos em animais expostos a campos elétricos estáticos
Pontos finais biológicos |
efeitos relatados |
Condições de exposição |
Hematologia e Imunologia |
Alterações nas frações de albumina e globulina das proteínas séricas em ratos. Sem diferenças significativas na contagem de células sanguíneas, proteínas sanguíneas ou |
Exposição contínua a campos entre 2.8 e 19.7 kV/m Exposição a 340 kV/m por 22 h/dia para um total de 5,000 h |
Sistema nervoso |
Indução de alterações significativas observadas nos EEGs de ratos. No entanto, nenhuma indicação clara de uma resposta consistente Nenhuma mudança significativa nas concentrações e taxas de utilização de |
Exposição a forças de campo elétrico de até 10 kV/m Exposição a um campo de 3 kV/m por até 66 h |
Comportamento |
Estudos recentes e bem conduzidos sugerindo nenhum efeito em roedores Produção de comportamento de evitação dose-dependente em ratos machos, sem influência de íons de ar |
Exposição a forças de campo de até 12 kV/m Exposição a campos elétricos HVD variando de 55 a 80 kV/m |
Reprodução e desenvolvimento |
Não há diferenças significativas no número total de descendentes nem na |
Exposição a 340 kV/m por 22 h/dia antes, durante e depois |
Não in vitro estudos foram conduzidos para avaliar o efeito da exposição de células a campos elétricos estáticos.
Cálculos teóricos sugerem que um campo elétrico estático induzirá uma carga na superfície das pessoas expostas, que pode ser percebida se descarregada em um objeto aterrado. Com uma voltagem suficientemente alta, o ar se ionizará e se tornará capaz de conduzir uma corrente elétrica entre, por exemplo, um objeto carregado e uma pessoa aterrada. o queda de tensão depende de uma série de fatores, incluindo a forma do objeto carregado e as condições atmosféricas. Os valores típicos das intensidades de campo elétrico correspondentes variam entre 500 e 1,200 kV/m.
Relatórios de alguns países indicam que vários operadores de VDU sofreram desordens de pele, mas a relação exata desses problemas com o trabalho de VDU não é clara. Campos elétricos estáticos em locais de trabalho de VDU foram sugeridos como uma possível causa dessas doenças de pele, e é possível que a carga eletrostática do operador seja um fator relevante. No entanto, qualquer relação entre campos eletrostáticos e distúrbios da pele ainda deve ser considerada hipotética com base nas evidências de pesquisa disponíveis.
Medições, prevenção, padrões de exposição
Medições de intensidade de campo elétrico estático podem ser reduzidas a medições de tensões ou cargas elétricas. Vários voltímetros eletrostáticos estão disponíveis comercialmente e permitem medições precisas de fontes eletrostáticas ou outras fontes de alta impedância sem contato físico. Alguns utilizam um chopper eletrostático para baixo desvio e feedback negativo para precisão e insensibilidade do espaçamento sonda-superfície. Em alguns casos, o eletrodo eletrostático “olha” para a superfície sob medição através de um pequeno orifício na base do conjunto da sonda. O sinal CA cortado induzido neste eletrodo é proporcional à voltagem diferencial entre a superfície sob medição e o conjunto da sonda. Os adaptadores de gradiente também são usados como acessórios para voltímetros eletrostáticos e permitem seu uso como medidores de intensidade de campo eletrostático; leitura direta em volts por metro de separação entre a superfície sob teste e a placa aterrada do adaptador é possível.
Não há bons dados que possam servir como diretrizes para estabelecer limites básicos de exposição humana a campos elétricos estáticos. Em princípio, um limite de exposição pode ser derivado da tensão de ruptura mínima para o ar; no entanto, a intensidade do campo experimentada por uma pessoa dentro de um campo elétrico estático varia de acordo com a orientação e a forma do corpo, e isso deve ser levado em consideração na tentativa de chegar a um limite apropriado.
Os valores-limite (TLVs) foram recomendados pela Conferência Americana de Higienistas Industriais Governamentais (ACGIH 1995). Esses TLVs referem-se à força máxima do campo elétrico estático desprotegido no local de trabalho, representando condições sob as quais quase todos os trabalhadores podem ser expostos repetidamente sem efeitos adversos à saúde. De acordo com a ACGIH, as exposições ocupacionais não devem exceder um campo elétrico estático de 25 kV/m. Este valor deve ser usado como um guia no controle da exposição e, devido à suscetibilidade individual, não deve ser considerado como uma linha clara entre níveis seguros e perigosos. (Este limite refere-se à intensidade do campo presente no ar, longe das superfícies dos condutores, onde as descargas de faíscas e as correntes de contato podem representar perigos significativos e destina-se a exposições de corpo inteiro e parcial.) Deve-se tomar cuidado para elimine objetos não aterrados, aterre tais objetos ou use luvas isoladas quando objetos não aterrados devem ser manuseados. A prudência dita o uso de dispositivos de proteção (por exemplo, roupas, luvas e isolamento) em todos os campos superiores a 15 kV/m.
De acordo com a ACGIH, as informações atuais sobre as respostas humanas e os possíveis efeitos dos campos elétricos estáticos na saúde são insuficientes para estabelecer um TLV confiável para exposições médias ponderadas no tempo. Recomenda-se que, na falta de informações específicas do fabricante sobre interferência eletromagnética, a exposição de usuários de marcapassos e outros dispositivos eletrônicos médicos seja mantida em ou abaixo de 1 kV/m.
Na Alemanha, de acordo com o padrão DIN, as exposições ocupacionais não devem exceder a força do campo elétrico estático de 40 kV/m. Para exposições curtas (até duas horas por dia) é permitido um limite superior de 60 kV/m.
Em 1993, o Conselho Nacional de Proteção Radiológica (NRPB 1993) forneceu conselhos sobre restrições apropriadas à exposição de pessoas a campos eletromagnéticos e radiação. Isso inclui campos elétricos e magnéticos estáticos. No documento NRPB, os níveis de investigação são fornecidos com a finalidade de comparar valores de quantidades de campo medidas para determinar se o cumprimento das restrições básicas foi ou não alcançado. Se o campo ao qual uma pessoa está exposta exceder o nível de investigação relevante, o cumprimento das restrições básicas deve ser verificado. Fatores que podem ser considerados nessa avaliação incluem, por exemplo, a eficiência do acoplamento da pessoa ao campo, a distribuição espacial do campo ao longo do volume ocupado pela pessoa e a duração da exposição.
De acordo com o NRPB, não é possível recomendar restrições básicas para evitar efeitos diretos da exposição humana a campos elétricos estáticos; orientação é dada para evitar efeitos irritantes de percepção direta da carga elétrica da superfície e efeitos indiretos, como choque elétrico. Para a maioria das pessoas, a percepção incômoda da carga elétrica superficial, atuando diretamente no corpo, não ocorrerá durante a exposição a campos elétricos estáticos com intensidades inferiores a cerca de 25 kV/m, ou seja, a mesma intensidade de campo recomendada pela ACGIH. Para evitar descargas de faísca (efeitos indiretos) causando estresse, o NRPB recomenda que as correntes de contato CC sejam restritas a menos de 2 mA. O choque elétrico de fontes de baixa impedância pode ser evitado seguindo os procedimentos de segurança elétrica estabelecidos relevantes para tais equipamentos.
Campos magnéticos estáticos
Exposição natural e ocupacional
O corpo é relativamente transparente aos campos magnéticos estáticos; tais campos irão interagir diretamente com materiais magneticamente anisotrópicos (exibindo propriedades com valores diferentes quando medidos ao longo de eixos em diferentes direções) e cargas em movimento.
O campo magnético natural é a soma de um campo interno devido à atuação da Terra como um ímã permanente e um campo externo gerado no ambiente por fatores como atividade solar ou atmosférica. O campo magnético interno da Terra se origina da corrente elétrica que flui na camada superior do núcleo da Terra. Existem diferenças locais significativas na intensidade deste campo, cuja magnitude média varia de cerca de 28 A/m no equador (correspondente a uma densidade de fluxo magnético de cerca de 35 mT em um material não magnético como o ar) a cerca de 56 A /m sobre os pólos geomagnéticos (correspondente a cerca de 70 mT no ar).
Os campos artificiais são mais fortes do que os de origem natural em muitas ordens de grandeza. Fontes artificiais de campos magnéticos estáticos incluem todos os dispositivos contendo fios que transportam corrente contínua, incluindo muitos aparelhos e equipamentos na indústria.
Nas linhas de transmissão de energia de corrente contínua, os campos magnéticos estáticos são produzidos por cargas em movimento (uma corrente elétrica) em uma linha de dois fios. Para uma linha aérea, a densidade do fluxo magnético ao nível do solo é de cerca de 20 mT para uma linha de 500 kV. Para uma linha de transmissão subterrânea enterrada a 1.4 m e transportando uma corrente máxima de cerca de 1 kA, a densidade máxima de fluxo magnético é inferior a 10 mT ao nível do solo.
As principais tecnologias que envolvem o uso de grandes campos magnéticos estáticos estão listadas na tabela 2, juntamente com seus níveis de exposição correspondentes.
Tabela 2. Principais tecnologias envolvendo o uso de grandes campos magnéticos estáticos e níveis de exposição correspondentes
Procedimentos |
Níveis de exposição |
Tecnologias de energia |
|
Reatores de fusão termonuclear |
Campos marginais de até 50 mT em áreas acessíveis ao pessoal. |
Sistemas magnetohidrodinâmicos |
Aproximadamente 10 mT a cerca de 50 m; 100 mT apenas em distâncias superiores a 250 m |
Sistemas de armazenamento de energia magnética supercondutores |
Campos marginais de até 50 mT em locais acessíveis ao operador |
Geradores supercondutores e linhas de transmissão |
Campos marginais projetados para menos de 100 mT |
Instalações de pesquisa |
|
Câmaras de bolhas |
Durante as trocas de cassetes de filme, o campo é de cerca de 0.4–0.5 T ao nível do pé e cerca de 50 mT ao nível da cabeça |
Espectrômetros supercondutores |
Cerca de 1 T em locais acessíveis ao operador |
Aceleradores de partículas |
O pessoal raramente é exposto devido à exclusão da zona de alta radiação. As exceções surgem apenas durante a manutenção |
Unidades de separação de isótopos |
Breves exposições a campos de até 50 mT |
Indústria |
|
produção de alumínio |
Níveis de até 100 mT em locais acessíveis ao operador |
Processos eletrolíticos |
Níveis médios e máximos de campo de cerca de 10 e 50 mT, respectivamente |
Produção de ímãs |
2–5 mT nas mãos do trabalhador; na faixa de 300 a 500 mT no nível do tórax e cabeça |
Remédio |
|
Ressonância magnética nuclear e espectroscopia |
Um ímã não blindado de 1 T produz cerca de 0.5 mT a 10 m, e um ímã não blindado de 2 T produz a mesma exposição a cerca de 13 m |
efeitos biológicos
Evidências de experimentos com animais de laboratório indicam que não há efeitos significativos nos muitos fatores de desenvolvimento, comportamentais e fisiológicos avaliados em densidades de fluxo magnético estático de até 2 T. Nem estudos em camundongos demonstraram qualquer dano ao feto devido à exposição a campos magnéticos até 1 t.
Teoricamente, os efeitos magnéticos poderiam retardar o fluxo de sangue em um campo magnético forte e produzir um aumento na pressão sanguínea. Uma redução de fluxo de no máximo alguns por cento poderia ser esperada em 5 T, mas nenhuma foi observada em seres humanos em 1.5 T, quando investigado.
Alguns estudos sobre trabalhadores envolvidos na fabricação de ímãs permanentes relataram vários sintomas subjetivos e distúrbios funcionais: irritabilidade, fadiga, dor de cabeça, perda de apetite, bradicardia (batimento cardíaco lento), taquicardia (batimento cardíaco acelerado), diminuição da pressão arterial, EEG alterado , coceira, queimação e dormência. No entanto, a falta de qualquer análise estatística ou avaliação do impacto de riscos físicos ou químicos no ambiente de trabalho reduz significativamente a validade desses relatórios e os torna difíceis de avaliar. Embora os estudos sejam inconclusivos, eles sugerem que, se os efeitos de longo prazo realmente ocorrem, eles são muito sutis; nenhum efeito bruto cumulativo foi relatado.
Indivíduos expostos a uma densidade de fluxo magnético de 4T foram relatados como experimentando efeitos sensoriais associados ao movimento no campo, como vertigem (tontura), sensação de náusea, gosto metálico e sensações magnéticas ao mover os olhos ou a cabeça. No entanto, dois levantamentos epidemiológicos de dados gerais de saúde em trabalhadores cronicamente expostos a campos magnéticos estáticos não revelaram quaisquer efeitos significativos na saúde. Dados de saúde de 320 trabalhadores foram obtidos em plantas que utilizam grandes células eletrolíticas para processos de separação química onde o nível médio de campo estático no ambiente de trabalho foi de 7.6 mT e o campo máximo foi de 14.6 mT. Ligeiras alterações na contagem de glóbulos brancos, mas ainda dentro da faixa normal, foram detectadas no grupo exposto em comparação com os 186 controles. Nenhuma das alterações transitórias observadas na pressão arterial ou em outras medições de sangue foi considerada indicativa de um efeito adverso significativo associado à exposição a campos magnéticos. Em outro estudo, a prevalência da doença foi avaliada entre 792 trabalhadores expostos ocupacionalmente a campos magnéticos estáticos. O grupo de controle consistiu de 792 trabalhadores não expostos pareados por idade, raça e status socioeconômico. A gama de exposições a campos magnéticos variou de 0.5 mT para longas durações a 2 T por períodos de várias horas. Nenhuma mudança estatisticamente significativa na prevalência de 19 categorias de doenças foi observada no grupo exposto em comparação com os controles. Nenhuma diferença na prevalência da doença foi encontrada entre um subgrupo de 198 que experimentou exposições de 0.3 T ou mais por períodos de uma hora ou mais quando comparado com o restante da população exposta ou os controles pareados.
Um relatório sobre trabalhadores da indústria de alumínio indicou uma elevada taxa de mortalidade por leucemia. Embora este estudo epidemiológico tenha relatado um risco aumentado de câncer para pessoas diretamente envolvidas na produção de alumínio, onde os trabalhadores são expostos a grandes campos magnéticos estáticos, não há no momento nenhuma evidência clara para indicar exatamente quais fatores cancerígenos no ambiente de trabalho são responsáveis. O processo usado para a redução de alumínio cria alcatrão de hulha, voláteis de piche, vapores de flúor, óxidos de enxofre e dióxido de carbono, e alguns deles podem ser candidatos mais prováveis a efeitos causadores de câncer do que a exposição a campos magnéticos.
Em um estudo sobre trabalhadores de alumínio franceses, a mortalidade por câncer e a mortalidade por todas as causas não diferiram significativamente daquela observada para a população masculina geral da França (Mur et al. 1987).
Outra descoberta negativa que liga as exposições a campos magnéticos a possíveis resultados de câncer vem de um estudo de um grupo de trabalhadores em uma fábrica de cloroalcalis, onde as correntes de 100 kA DC usadas para a produção eletrolítica de cloro deram origem a densidades de fluxo magnético estático, nos locais dos trabalhadores, variando de 4 a 29mT. A incidência observada versus esperada de câncer entre esses trabalhadores ao longo de um período de 25 anos não mostrou diferenças significativas.
Medições, padrões de prevenção e exposição
Durante os últimos trinta anos, a medição de campos magnéticos passou por um desenvolvimento considerável. O progresso nas técnicas tornou possível desenvolver novos métodos de medição, bem como melhorar os antigos.
Os dois tipos mais populares de sondas de campo magnético são uma bobina blindada e uma sonda Hall. A maioria dos medidores de campo magnético disponíveis comercialmente usa um deles. Recentemente, outros dispositivos semicondutores, nomeadamente transistores bipolares e transistores FET, foram propostos como sensores de campo magnético. Eles oferecem algumas vantagens sobre as sondas Hall, como maior sensibilidade, maior resolução espacial e resposta de frequência mais ampla.
O princípio da técnica de medição de ressonância magnética nuclear (NMR) é determinar a frequência ressonante da amostra de teste no campo magnético a ser medido. É uma medida absoluta que pode ser feita com grande precisão. A faixa de medição deste método é de cerca de 10 mT a 10 T, sem limites definidos. Nas medições de campo usando o método de ressonância magnética de prótons, uma precisão de 10-4 é facilmente obtido com aparato simples e uma precisão de 10-6 pode ser alcançado com extensas precauções e equipamentos refinados. A deficiência inerente do método NMR é sua limitação a um campo com baixo gradiente e a falta de informação sobre a direção do campo.
Recentemente, vários dosímetros pessoais adequados para monitorar exposições a campos magnéticos estáticos também foram desenvolvidos.
As medidas de proteção para o uso industrial e científico de campos magnéticos podem ser categorizadas como medidas de projeto de engenharia, uso de distância de separação e controles administrativos. Outra categoria geral de medidas de controle de riscos, que incluem equipamentos de proteção individual (por exemplo, roupas especiais e máscaras faciais), não existe para campos magnéticos. No entanto, medidas de proteção contra riscos potenciais de interferência magnética com equipamentos eletrônicos médicos ou de emergência e para implantes cirúrgicos e dentários são uma área de preocupação especial. As forças mecânicas transmitidas a implantes ferromagnéticos (de ferro) e objetos soltos em instalações de alto campo exigem que sejam tomadas precauções para proteção contra riscos à saúde e segurança.
As técnicas para minimizar a exposição indevida a campos magnéticos de alta intensidade em torno de grandes instalações industriais e de pesquisa geralmente se enquadram em quatro tipos:
O uso de sinais de alerta e áreas de acesso especial para limitar a exposição do pessoal perto de grandes instalações magnéticas tem sido de grande utilidade para controlar a exposição. Controles administrativos como esses geralmente são preferíveis à blindagem magnética, que pode ser extremamente cara. Objetos ferromagnéticos e paramagnéticos soltos (quaisquer substâncias magnetizantes) podem ser convertidos em mísseis perigosos quando submetidos a intensos gradientes de campo magnético. A prevenção deste perigo pode ser alcançada apenas removendo objetos metálicos soltos da área e do pessoal. Itens como tesouras, lixas de unha, chaves de fenda e bisturis devem ser banidos das imediações.
As primeiras diretrizes de campo magnético estático foram desenvolvidas como uma recomendação não oficial na antiga União Soviética. Investigações clínicas formaram a base para este padrão, que sugere que a intensidade do campo magnético estático no local de trabalho não deve exceder 8 kA/m (10 mT).
A Conferência Americana de Higienistas Industriais Governamentais emitiu TLVs de densidades de fluxo magnético estático aos quais a maioria dos trabalhadores poderia ser exposta repetidamente, dia após dia, sem efeitos adversos à saúde. Quanto aos campos elétricos, esses valores devem ser usados como guias no controle da exposição a campos magnéticos estáticos, mas não devem ser considerados como uma linha nítida entre níveis seguros e perigosos. De acordo com a ACGIH, as exposições ocupacionais de rotina não devem exceder 60 mT em média em todo o corpo ou 600 mT nas extremidades diariamente, com base no tempo ponderado. Uma densidade de fluxo de 2 T é recomendada como valor máximo. Podem existir riscos de segurança devido às forças mecânicas exercidas pelo campo magnético sobre ferramentas ferromagnéticas e implantes médicos.
Em 1994, a Comissão Internacional de Proteção contra Radiação Não Ionizante (ICNIRP 1994) finalizou e publicou diretrizes sobre limites de exposição a campos magnéticos estáticos. Nessas diretrizes, é feita uma distinção entre os limites de exposição para trabalhadores e para o público em geral. Os limites recomendados pelo ICNIRP para exposições ocupacionais e do público em geral a campos magnéticos estáticos estão resumidos na tabela 3. Quando as densidades de fluxo magnético excederem 3 mT, devem ser tomadas precauções para evitar riscos de objetos metálicos projetados. Relógios analógicos, cartões de crédito, fitas magnéticas e discos de computador podem ser afetados adversamente pela exposição a 1 mT, mas isso não é visto como uma preocupação de segurança para as pessoas.
Tabela 3. Limites de exposição a campos magnéticos estáticos recomendados pela Comissão Internacional de Proteção contra Radiação Não Ionizante (ICNIRP)
Características de exposição |
Densidade do fluxo magnético |
Profissional |
|
Jornada de trabalho inteira (média ponderada no tempo) |
200 mT |
valor teto |
2 T |
Membros |
5 T |
Público geral |
|
Exposição contínua |
40 mT |
O acesso ocasional do público a instalações especiais onde as densidades de fluxo magnético excedem 40 mT pode ser permitido sob condições apropriadamente controladas, desde que o limite de exposição ocupacional apropriado não seja excedido.
Os limites de exposição do ICNIRP foram definidos para um campo homogêneo. Para campos não homogêneos (variações dentro do campo), a densidade média do fluxo magnético deve ser medida em uma área de 100 cm2.
De acordo com um documento recente do NRPB, a restrição à exposição aguda a menos de 2 T evitará respostas agudas como vertigem ou náusea e efeitos adversos à saúde resultantes de arritmia cardíaca (batimento cardíaco irregular) ou função mental prejudicada. Apesar da relativa falta de evidências de estudos de populações expostas sobre possíveis efeitos a longo prazo de campos altos, o Conselho considera aconselhável restringir a exposição ponderada por tempo de longo prazo em 24 horas para menos de 200 mT (um décimo daquela destinada a prevenir respostas agudas). Esses níveis são bastante semelhantes aos recomendados pela ICNIRP; ACGIH TLVs são ligeiramente mais baixos.
Pessoas com marca-passos cardíacos e outros dispositivos implantados eletricamente ativados, ou com implantes ferromagnéticos, podem não estar adequadamente protegidos pelos limites indicados aqui. É improvável que a maioria dos marcapassos cardíacos seja afetada pela exposição a campos abaixo de 0.5 mT. Pessoas com alguns implantes ferromagnéticos ou dispositivos ativados eletricamente (exceto marcapassos cardíacos) podem ser afetados por campos acima de alguns mT.
Existem outros conjuntos de diretrizes que recomendam limites de exposição ocupacional: três deles são aplicados em laboratórios de física de alta energia (Stanford Linear Accelerator Center e Lawrence Livermore National Laboratory na Califórnia, laboratório de aceleração do CERN em Genebra) e uma diretriz provisória no Departamento dos EUA de Energia (DOE).
Na Alemanha, de acordo com o padrão DIN, as exposições ocupacionais não devem exceder uma força de campo magnético estático de 60 kA/m (cerca de 75 mT). Quando apenas as extremidades são expostas, esse limite é fixado em 600 kA/m; limites de intensidade de campo de até 150 kA/m são permitidos para exposições curtas de corpo inteiro (até 5 minutos por hora).
Vibração é um movimento oscilatório. Este capítulo resume as respostas humanas à vibração de corpo inteiro, à vibração transmitida pelas mãos e às causas do enjôo.
Vibração do corpo inteiro ocorre quando o corpo é apoiado em uma superfície que está vibrando (por exemplo, quando sentado em um assento que vibra, em pé sobre um piso vibrante ou deitado sobre uma superfície vibrante). A vibração de corpo inteiro ocorre em todas as formas de transporte e ao trabalhar próximo a algumas máquinas industriais.
Vibração transmitida manualmente é a vibração que entra no corpo através das mãos. É causada por vários processos na indústria, agricultura, mineração e construção, onde ferramentas ou peças vibratórias são agarradas ou empurradas pelas mãos ou dedos. A exposição à vibração transmitida pela mão pode levar ao desenvolvimento de vários distúrbios.
A doença de movimento pode ser causada por oscilação de baixa frequência do corpo, alguns tipos de rotação do corpo e movimento de monitores em relação ao corpo.
Magnitude
Os deslocamentos oscilatórios de um objeto envolvem alternadamente uma velocidade em uma direção e depois uma velocidade na direção oposta. Essa mudança de velocidade significa que o objeto está constantemente acelerando, primeiro em uma direção e depois na direção oposta. A magnitude de uma vibração pode ser quantificada por seu deslocamento, sua velocidade ou sua aceleração. Por conveniência prática, a aceleração geralmente é medida com acelerômetros. As unidades de aceleração são metros por segundo por segundo (m/s2). A aceleração devido à gravidade da Terra é de aproximadamente 9.81 m/s2.
A magnitude de uma oscilação pode ser expressa como a distância entre as extremidades alcançadas pelo movimento (o valor de pico a pico) ou a distância de algum ponto central ao desvio máximo (o valor de pico). Freqüentemente, a magnitude da vibração é expressa em termos de uma medida média da aceleração do movimento oscilatório, geralmente o valor da raiz quadrada média (m/s2 rms). Para um movimento de frequência única (senoidal), o valor rms é o valor de pico dividido por √2.
Para um movimento senoidal, a aceleração, a (em m/s2), pode ser calculado a partir da frequência, f (em ciclos por segundo), e o deslocamento, d (em metros):
uma=(2hf)2d
Essa expressão pode ser usada para converter medições de aceleração em deslocamentos, mas só é precisa quando o movimento ocorre em uma única frequência.
Escalas logarítmicas para quantificar magnitudes de vibração em decibéis às vezes são usadas. Ao usar o nível de referência na Norma Internacional 1683, o nível de aceleração, La, é expresso por La = 20log10(a/a0), Onde a é a aceleração medida (em m/s2 rms) e a0 é o nível de referência de 10-6 m / s2. Outros níveis de referência são usados em alguns países.
Frequência
A frequência da vibração, que é expressa em ciclos por segundo (hertz, Hz), afeta a extensão em que a vibração é transmitida ao corpo (por exemplo, à superfície de um assento ou ao cabo de uma ferramenta vibratória), a extensão qual é transmitida através do corpo (por exemplo, do assento para a cabeça), e o efeito da vibração no corpo. A relação entre o deslocamento e a aceleração de um movimento também depende da frequência de oscilação: um deslocamento de um milímetro corresponde a uma aceleração muito baixa em baixas frequências, mas uma aceleração muito alta em altas frequências; o deslocamento da vibração visível ao olho humano não fornece uma boa indicação da aceleração da vibração.
Os efeitos da vibração de corpo inteiro são geralmente maiores na extremidade inferior da faixa, de 0.5 a 100 Hz. Para vibração transmitida manualmente, frequências tão altas quanto 1,000 Hz ou mais podem ter efeitos prejudiciais. Frequências abaixo de cerca de 0.5 Hz podem causar enjôo.
O conteúdo de frequência da vibração pode ser mostrado em espectros. Para muitos tipos de vibração de corpo inteiro e transmissão manual, os espectros são complexos, com algum movimento ocorrendo em todas as frequências. No entanto, muitas vezes há picos, que mostram as frequências nas quais ocorre a maior parte da vibração.
Como as respostas humanas à vibração variam de acordo com a frequência de vibração, é necessário ponderar a vibração medida de acordo com a quantidade de vibração que ocorre em cada frequência. As ponderações de frequência refletem até que ponto a vibração causa o efeito indesejado em cada frequência. Os pesos são necessários para cada eixo de vibração. Diferentes ponderações de frequência são necessárias para vibração de corpo inteiro, vibração transmitida pela mão e enjôo.
Direção
A vibração pode ocorrer em três direções translacionais e três direções rotacionais. Para pessoas sentadas, os eixos translacionais são designados x-eixo (frente e trás), y-eixo (lateral) e
z-eixo (vertical). Rotações sobre o x-, y e z-eixos são designados rx (rolar), ry (passo) e rz (guinada), respectivamente. A vibração é geralmente medida nas interfaces entre o corpo e a vibração. Os principais sistemas de coordenadas para medir a vibração em relação à vibração de corpo inteiro e transmitida pela mão são ilustrados nos próximos dois artigos do capítulo.
de duração
As respostas humanas à vibração dependem da duração total da exposição à vibração. Se as características da vibração não mudam com o tempo, a raiz quadrada média da vibração fornece uma medida conveniente da magnitude média da vibração. Um cronômetro pode então ser suficiente para avaliar a duração da exposição. A gravidade da magnitude média e a duração total podem ser avaliadas por referência aos padrões dos artigos seguintes.
Se as características de vibração variarem, a vibração média medida dependerá do período durante o qual é medida. Além disso, acredita-se que a aceleração quadrática média subestime a gravidade dos movimentos que contêm choques ou são altamente intermitentes.
Muitas exposições ocupacionais são intermitentes, variam em magnitude de momento a momento ou contêm choques ocasionais. A severidade de tais movimentos complexos pode ser acumulada de uma maneira que dê peso apropriado para, por exemplo, curtos períodos de vibração de alta magnitude e longos períodos de vibração de baixa magnitude. Diferentes métodos de cálculo de doses são usados (ver “Vibração de corpo inteiro”; “Vibração transmitida pela mão”; e “Enjôo” neste capítulo).
Exposição profissional
As exposições ocupacionais à vibração de corpo inteiro ocorrem principalmente no transporte, mas também em associação com alguns processos industriais. Os transportes terrestres, marítimos e aéreos podem produzir vibrações que podem causar desconforto, interferir nas atividades ou causar ferimentos. A Tabela 1 lista alguns ambientes que podem ser mais prováveis de serem associados a um risco à saúde.
Tabela 1. Atividades para as quais pode ser apropriado alertar sobre os efeitos adversos da vibração de corpo inteiro
condução de trator
Veículos blindados de combate (por exemplo, tanques) e veículos similares
Outros veículos off-road:
Máquinas de movimentação de terra - carregadeiras, escavadeiras, tratores, niveladoras,
Alguma condução de caminhão (articulado e não articulado)
Alguns ônibus e bondes
Alguns helicópteros e aeronaves de asa fixa voando
Alguns trabalhadores com máquinas de produção de concreto
Alguns motoristas ferroviários
Algum uso de embarcações marítimas de alta velocidade
Alguns andar de bicicleta motorizada
Alguns carros e van dirigindo
Algumas atividades esportivas
Alguns outros equipamentos industriais
Fonte: Adaptado de Griffin 1990.
A exposição mais comum a vibrações e choques severos pode ocorrer em veículos off-road, incluindo máquinas de movimentação de terra, caminhões industriais e tratores agrícolas.
Biodinâmica
Como todas as estruturas mecânicas, o corpo humano possui frequências de ressonância onde o corpo exibe uma resposta mecânica máxima. As respostas humanas à vibração não podem ser explicadas apenas em termos de uma única frequência de ressonância. Existem muitas ressonâncias no corpo, e as frequências de ressonância variam entre as pessoas e com a postura. Duas respostas mecânicas do corpo são freqüentemente usadas para descrever a maneira pela qual a vibração faz com que o corpo se mova: Transmissibilidade e impedância.
A transmissibilidade mostra a fração da vibração que é transmitida, digamos, do assento para a cabeça. A transmissibilidade do corpo é altamente dependente da frequência de vibração, eixo de vibração e postura corporal. A vibração vertical em um assento causa vibração em vários eixos na cabeça; para o movimento vertical da cabeça, a transmissibilidade tende a ser maior na faixa aproximada de 3 a 10 Hz.
A impedância mecânica do corpo mostra a força necessária para fazer o corpo se mover em cada frequência. Embora a impedância dependa da massa corporal, a impedância vertical do corpo humano geralmente mostra uma ressonância de cerca de 5 Hz. A impedância mecânica do corpo, incluindo esta ressonância, tem um grande efeito na maneira como a vibração é transmitida através dos assentos.
Efeitos Agudos
Desconforto
O desconforto causado pela aceleração da vibração depende da frequência da vibração, da direção da vibração, do ponto de contato com o corpo e da duração da exposição à vibração. Para vibração vertical de pessoas sentadas, o desconforto da vibração causado por qualquer frequência aumenta proporcionalmente à magnitude da vibração: a metade da vibração tenderá a reduzir pela metade o desconforto da vibração.
O desconforto produzido pela vibração pode ser previsto pelo uso de ponderações de frequência apropriadas (veja abaixo) e descrito por uma escala semântica de desconforto. Não há limites úteis para o desconforto da vibração: o desconforto aceitável varia de um ambiente para outro.
As magnitudes aceitáveis de vibração em edifícios estão próximas dos limiares de percepção de vibração. Presume-se que os efeitos da vibração em edifícios sobre os seres humanos dependem do uso do edifício, além da frequência, direção e duração da vibração. A orientação sobre a avaliação da vibração de edifícios é fornecida em vários padrões, como o British Standard 6472 (1992), que define um procedimento para a avaliação de vibração e choque em edifícios.
Interferência de atividade
A vibração pode prejudicar a aquisição de informações (por exemplo, pelos olhos), a saída de informações (por exemplo, por movimentos das mãos ou dos pés) ou os processos centrais complexos que relacionam a entrada à saída (por exemplo, aprendizagem, memória, tomada de decisão). Os maiores efeitos da vibração de corpo inteiro estão nos processos de entrada (principalmente visão) e nos processos de saída (principalmente controle manual contínuo).
Os efeitos da vibração na visão e no controle manual são causados principalmente pelo movimento da parte afetada do corpo (isto é, olho ou mão). Os efeitos podem ser diminuídos reduzindo a transmissão de vibração para o olho ou para a mão, ou tornando a tarefa menos suscetível a perturbações (por exemplo, aumentando o tamanho de uma tela ou reduzindo a sensibilidade de um controle). Freqüentemente, os efeitos da vibração na visão e no controle manual podem ser muito reduzidos pelo redesenho da tarefa.
Tarefas cognitivas simples (por exemplo, tempo de reação simples) parecem não ser afetadas pela vibração, exceto por mudanças na excitação ou motivação ou por efeitos diretos nos processos de entrada e saída. Isso também pode ser verdade para algumas tarefas cognitivas complexas. No entanto, a escassez e diversidade de estudos experimentais não exclui a possibilidade de efeitos cognitivos reais e significativos da vibração. A vibração pode influenciar a fadiga, mas há poucas evidências científicas relevantes e nenhuma que suporte a forma complexa do “limite de proficiência diminuído pela fadiga” oferecido na Norma Internacional 2631 (ISO 1974, 1985).
Alterações nas funções fisiológicas
Mudanças nas funções fisiológicas ocorrem quando os sujeitos são expostos a um novo ambiente de vibração de corpo inteiro em condições de laboratório. Alterações típicas de uma “resposta de sobressalto” (por exemplo, aumento da frequência cardíaca) normalizam-se rapidamente com a exposição contínua, enquanto outras reações prosseguem ou se desenvolvem gradualmente. Este último pode depender de todas as características da vibração, incluindo o eixo, a magnitude da aceleração e o tipo de vibração (senoidal ou aleatória), bem como de outras variáveis, como o ritmo circadiano e as características dos sujeitos (ver Hasan 1970; Seidel 1975; Dupuis e Zerlett 1986). Mudanças de funções fisiológicas em condições de campo muitas vezes não podem ser relacionadas diretamente à vibração, uma vez que a vibração muitas vezes atua em conjunto com outros fatores significativos, como alta tensão mental, ruído e substâncias tóxicas. As alterações fisiológicas são frequentemente menos sensíveis do que as reações psicológicas (por exemplo, desconforto). Se todos os dados disponíveis sobre alterações fisiológicas persistentes forem resumidos em relação à sua primeira aparição significativa, dependendo da magnitude e frequência da vibração de corpo inteiro, há um limite com uma borda inferior em torno de 0.7 m/s2 rms entre 1 e 10 Hz, e subindo até 30 m/s2 rms a 100 Hz. Muitos estudos em animais foram realizados, mas sua relevância para os seres humanos é duvidosa.
Alterações neuromusculares
Durante o movimento natural ativo, os mecanismos de controle motor agem como um controle de alimentação que é constantemente ajustado por feedback adicional de sensores nos músculos, tendões e articulações. A vibração de corpo inteiro causa um movimento artificial passivo do corpo humano, uma condição que é fundamentalmente diferente da vibração autoinduzida causada pela locomoção. A falta de controle de feed-forward durante a vibração de corpo inteiro é a mudança mais distinta da função fisiológica normal do sistema neuromuscular. A faixa de frequência mais ampla associada à vibração de corpo inteiro (entre 0.5 e 100 Hz) em comparação com o movimento natural (entre 2 e 8 Hz para movimentos voluntários e abaixo de 4 Hz para locomoção) é outra diferença que ajuda a explicar as reações de os mecanismos de controle neuromuscular em frequências muito baixas e altas.
A vibração de corpo inteiro e a aceleração transiente causam uma atividade alternada relacionada à aceleração no eletromiograma (EMG) dos músculos superficiais das costas de pessoas sentadas que requer uma contração tônica para ser mantida. Supõe-se que essa atividade seja de natureza reflexa. Geralmente desaparece completamente se os sujeitos vibrados sentam-se relaxados em uma posição curvada. O tempo da atividade muscular depende da frequência e magnitude da aceleração. Dados eletromiográficos sugerem que pode ocorrer aumento da carga espinhal devido à redução da estabilização muscular da coluna nas frequências de 6.5 a 8 Hz e durante a fase inicial de um deslocamento súbito para cima. Apesar da fraca atividade EMG causada pela vibração de corpo inteiro, a fadiga dos músculos das costas durante a exposição à vibração pode exceder a observada em posturas sentadas normais sem vibração de corpo inteiro.
Os reflexos tendinosos podem diminuir ou desaparecer temporariamente durante a exposição à vibração sinusoidal de corpo inteiro em frequências acima de 10 Hz. Pequenas alterações do controle postural após a exposição à vibração de corpo inteiro são bastante variáveis, e seus mecanismos e significado prático não são certos.
Alterações cardiovasculares, respiratórias, endócrinas e metabólicas
As alterações observadas que persistem durante a exposição à vibração foram comparadas àquelas durante o trabalho físico moderado (ou seja, aumento da frequência cardíaca, pressão arterial e consumo de oxigênio), mesmo em uma magnitude de vibração próxima ao limite da tolerância voluntária. O aumento da ventilação é parcialmente causado por oscilações do ar no sistema respiratório. Alterações respiratórias e metabólicas podem não corresponder, possivelmente sugerindo um distúrbio dos mecanismos de controle da respiração. Vários achados e parcialmente contraditórios foram relatados para alterações dos hormônios adrenocorticotrópicos (ACTH) e catecolaminas.
Alterações sensoriais e nervosas centrais
Alterações da função vestibular devido à vibração de corpo inteiro têm sido reivindicadas com base em uma regulação afetada da postura, embora a postura seja controlada por um sistema muito complexo no qual uma função vestibular perturbada pode ser amplamente compensada por outros mecanismos. Alterações da função vestibular parecem ganhar significância para exposições com frequências muito baixas ou próximas à ressonância de todo o corpo. Supõe-se que uma incompatibilidade sensorial entre informações vestibulares, visuais e proprioceptivas (estímulos recebidos nos tecidos) seja um importante mecanismo subjacente às respostas fisiológicas a alguns ambientes de movimento artificial.
Experimentos com exposições combinadas de curto prazo e prolongadas a ruído e vibração de corpo inteiro parecem sugerir que a vibração tem um efeito sinérgico menor na audição. Como tendência, altas intensidades de vibração de corpo inteiro em 4 ou 5 Hz foram associadas a mudanças de limiar temporárias adicionais (TTS) mais altas. Não houve relação óbvia entre o TTS adicional e o tempo de exposição. O TTS adicional pareceu aumentar com doses mais altas de vibração de corpo inteiro.
Vibrações verticais e horizontais impulsivas evocam potenciais cerebrais. Alterações na função do sistema nervoso central humano também foram detectadas usando potenciais cerebrais evocados auditivos (Seidel et al. 1992). Os efeitos foram influenciados por outros fatores ambientais (por exemplo, ruído), pela dificuldade da tarefa e pelo estado interno do sujeito (por exemplo, excitação, grau de atenção ao estímulo).
Efeitos a longo prazo
Risco à saúde da coluna
Estudos epidemiológicos frequentemente indicaram um risco elevado para a saúde da coluna vertebral em trabalhadores expostos por muitos anos a intensa vibração de corpo inteiro (por exemplo, trabalho em tratores ou máquinas de movimentação de terra). Levantamentos críticos da literatura foram preparados por Seidel e Heide (1986), Dupuis e Zerlett (1986) e Bongers e Boshuizen (1990). Essas revisões concluíram que a vibração intensa de corpo inteiro a longo prazo pode afetar adversamente a coluna e aumentar o risco de dor lombar. Este último pode ser uma consequência secundária de uma alteração degenerativa primária das vértebras e discos. A parte lombar da coluna vertebral foi a região mais acometida, seguida da região torácica. Uma alta taxa de comprometimento da parte cervical, relatada por vários autores, parece ser causada por uma postura fixa desfavorável e não por vibração, embora não haja evidências conclusivas para essa hipótese. Apenas alguns estudos consideraram a função dos músculos das costas e encontraram uma insuficiência muscular. Alguns relatórios indicaram um risco significativamente maior de deslocamento dos discos lombares. Em vários estudos transversais, Bongers e Boshuizen (1990) encontraram mais dor lombar em motoristas e pilotos de helicóptero do que em trabalhadores de referência comparáveis. Eles concluíram que a condução profissional de veículos e o voo de helicóptero são importantes fatores de risco para dor lombar e distúrbios nas costas. Observou-se um aumento nas aposentadorias por invalidez e nas licenças médicas de longo prazo devido a distúrbios do disco intervertebral entre operadores de guindastes e tratoristas.
Devido a dados incompletos ou ausentes sobre as condições de exposição em estudos epidemiológicos, não foram obtidas relações exatas entre exposição e efeito. Os dados existentes não permitem a comprovação de um nível sem efeito adverso (ou seja, limite seguro) de modo a prevenir de forma confiável doenças da coluna vertebral. Muitos anos de exposição abaixo ou perto do limite de exposição do atual Padrão Internacional 2631 (ISO 1985) não são isentos de risco. Alguns achados indicaram um aumento do risco à saúde com o aumento da duração da exposição, embora os processos de seleção tenham dificultado a detecção de uma relação na maioria dos estudos. Assim, uma relação dose-efeito não pode atualmente ser estabelecida por investigações epidemiológicas. Considerações teóricas sugerem efeitos prejudiciais marcantes de altas cargas de pico atuando na coluna durante exposições com altos transientes. O uso de um método de “equivalente de energia” para calcular uma dose de vibração (como no Padrão Internacional 2631 (ISO 1985)) é, portanto, questionável para exposições à vibração de corpo inteiro contendo altos picos de aceleração. Diferentes efeitos a longo prazo da vibração de corpo inteiro, dependendo da frequência de vibração, não foram derivados de estudos epidemiológicos. A vibração de corpo inteiro de 40 a 50 Hz aplicada a trabalhadores em pé pelos pés foi seguida por alterações degenerativas dos ossos dos pés.
Em geral, as diferenças entre as disciplinas têm sido amplamente negligenciadas, embora os fenômenos de seleção sugiram que podem ser de grande importância. Não há dados claros mostrando se os efeitos da vibração de corpo inteiro na coluna dependem do gênero.
A aceitação geral de distúrbios degenerativos da coluna vertebral como uma doença ocupacional é debatida. Características diagnósticas específicas não são conhecidas, o que permitiria um diagnóstico confiável do distúrbio como resultado da exposição à vibração de corpo inteiro. Uma alta prevalência de distúrbios degenerativos da coluna vertebral em populações não expostas dificulta a suposição de uma etiologia predominantemente ocupacional em indivíduos expostos à vibração de corpo inteiro. Fatores de risco constitucionais individuais que podem modificar a tensão induzida por vibração são desconhecidos. O uso de uma intensidade mínima e/ou duração mínima de vibração de corpo inteiro como pré-requisito para o reconhecimento de uma doença ocupacional não levaria em conta a considerável variabilidade esperada na suscetibilidade individual.
Outros riscos para a saúde
Estudos epidemiológicos sugerem que a vibração de corpo inteiro é um fator dentro de um conjunto causal de fatores que contribuem para outros riscos à saúde. Ruído, alta tensão mental e trabalho em turnos são exemplos de importantes fatores concomitantes que sabidamente estão associados a distúrbios de saúde. Os resultados das investigações sobre distúrbios de outros sistemas corporais frequentemente divergem ou indicam uma dependência paradoxal da prevalência da patologia na magnitude da vibração do corpo inteiro (isto é, uma prevalência maior de efeitos adversos com menor intensidade). Um complexo característico de sintomas e alterações patológicas do sistema nervoso central, do sistema musculoesquelético e do sistema circulatório foi observado em trabalhadores em pé sobre máquinas usadas para a vibrocompressão de concreto e expostos a vibrações de corpo inteiro além do limite de exposição da ISO 2631 com frequências acima de 40 Hz (Rumjancev 1966). Este complexo foi designado como “doença da vibração”. Embora rejeitado por muitos especialistas, o mesmo termo às vezes tem sido usado para descrever um quadro clínico vago causado pela exposição prolongada à vibração de corpo inteiro de baixa frequência que, supostamente, se manifesta inicialmente como distúrbios vegetovasculares periféricos e cerebrais com um caráter funcional não específico. Com base nos dados disponíveis, pode-se concluir que diferentes sistemas fisiológicos reagem independentemente uns dos outros e que não há sintomas que possam servir como indicador de patologia induzida por vibração de corpo inteiro.
Sistema nervoso, órgão vestibular e audição. A vibração intensa de todo o corpo em frequências superiores a 40 Hz pode causar danos e distúrbios do sistema nervoso central. Dados conflitantes foram relatados sobre os efeitos da vibração de corpo inteiro em frequências abaixo de 20 Hz. Apenas em alguns estudos, foi encontrado um aumento de queixas inespecíficas, como dor de cabeça e aumento da irritabilidade. Distúrbios do eletroencefalograma (EEG) após exposição prolongada à vibração de corpo inteiro foram alegados por um autor e negados por outros. Alguns resultados publicados são consistentes com uma diminuição da excitabilidade vestibular e uma maior incidência de outros distúrbios vestibulares, incluindo tontura. No entanto, permanece duvidoso se existem ligações causais entre vibração de corpo inteiro e mudanças no sistema nervoso central ou no sistema vestibular porque foram detectadas relações paradoxais de efeito de intensidade.
Em alguns estudos, foi observado um aumento adicional das mudanças de limiar permanentes (PTS) da audição após uma exposição combinada de longo prazo a ruído e vibração de corpo inteiro. Schmidt (1987) estudou motoristas e técnicos na agricultura e comparou as mudanças permanentes de limiar após 3 e 25 anos de trabalho. Ele concluiu que a vibração de corpo inteiro pode induzir uma mudança de limiar significativa adicional em 3, 4, 6 e 8 kHz, se a aceleração ponderada de acordo com o Padrão Internacional 2631 (ISO 1985) exceder 1.2 m/s2 rms com exposição simultânea a ruído em nível equivalente a mais de 80 decibéis (dBA).
Sistemas circulatório e digestivo. Quatro grupos principais de distúrbios circulatórios foram detectados com maior incidência entre os trabalhadores expostos à vibração de corpo inteiro:
A morbidade desses distúrbios circulatórios nem sempre se correlacionou com a magnitude ou duração da exposição à vibração. Embora uma alta prevalência de vários distúrbios do sistema digestivo tenha sido frequentemente observada, quase todos os autores concordam que a vibração de corpo inteiro é apenas uma das causas e possivelmente não a mais importante.
Órgãos reprodutores femininos, gravidez e sistema urogenital masculino. Riscos aumentados de abortos, distúrbios menstruais e anomalias de posições (por exemplo, descida uterina) foram considerados associados à exposição prolongada à vibração de corpo inteiro (ver Seidel e Heide, 1986). Um limite de exposição seguro para evitar um risco maior para esses riscos à saúde não pode ser derivado da literatura. A suscetibilidade individual e suas mudanças temporais provavelmente co-determinam esses efeitos biológicos. Na literatura disponível, um efeito prejudicial direto da vibração de corpo inteiro no feto humano não foi relatado, embora alguns estudos em animais sugiram que a vibração de corpo inteiro pode afetar o feto. O valor limite desconhecido para efeitos adversos na gravidez sugere uma limitação na exposição ocupacional na menor extensão razoável.
Resultados divergentes têm sido publicados para a ocorrência de doenças do aparelho urogenital masculino. Em alguns estudos, observou-se maior incidência de prostatite. Outros estudos não puderam confirmar esses achados.
Standards
Nenhum limite preciso pode ser oferecido para evitar distúrbios causados pela vibração de corpo inteiro, mas os padrões definem métodos úteis para quantificar a gravidade da vibração. A Norma Internacional 2631 (ISO 1974, 1985) definiu limites de exposição (ver figura 1) que foram “estabelecidos em aproximadamente metade do nível considerado como o limiar de dor (ou limite de tolerância voluntária) para seres humanos saudáveis”. Também mostrado na figura 1 está um nível de ação de valor de dose de vibração para vibração vertical derivado do British Standard 6841 (BSI 1987b); esta norma é, em parte, semelhante a um rascunho de revisão da Norma Internacional.
Figura 1. Dependências de frequência para resposta humana à vibração de corpo inteiro
O valor da dose de vibração pode ser considerado como sendo a magnitude de um segundo de duração de vibração que será igualmente severa para a vibração medida. O valor da dose de vibração usa uma dependência de tempo de quarta potência para acumular a gravidade da vibração durante o período de exposição, desde o choque mais curto possível até um dia inteiro de vibração (por exemplo, BSI 6841):
Valor da dose de vibração =
O procedimento do valor da dose de vibração pode ser usado para avaliar a gravidade da vibração e dos choques repetitivos. Essa dependência de tempo de quarta potência é mais simples de usar do que a dependência de tempo na ISO 2631 (consulte a figura 2).
Figura 2. Dependências de tempo para resposta humana a uma vibração de corpo inteiro
A Norma Britânica 6841 oferece a seguinte orientação.
Altas doses de vibração causarão grande desconforto, dor e lesões. Os valores de dose de vibração também indicam, de forma geral, a gravidade das exposições de vibração que os causaram. No entanto, atualmente não há consenso de opinião sobre a relação precisa entre os valores da dose de vibração e o risco de lesões. Sabe-se que magnitudes e durações de vibração que produzem valores de dose de vibração na região de 15 m/s1.75 geralmente causará grande desconforto. É razoável assumir que o aumento da exposição à vibração será acompanhado pelo aumento do risco de lesões (BSI 1987b).
Em valores de dose de vibração elevados, pode ser necessária a consideração prévia da condição física das pessoas expostas e o projeto de precauções de segurança adequadas. A necessidade de verificações regulares da saúde das pessoas expostas rotineiramente também pode ser considerada.
O valor da dose de vibração fornece uma medida pela qual exposições altamente variáveis e complexas podem ser comparadas. As organizações podem especificar limites ou níveis de ação usando o valor da dose de vibração. Por exemplo, em alguns países, um valor de dose de vibração de 15 m/s1.75 tem sido usado como um nível de ação experimental, mas pode ser apropriado limitar a vibração ou exposições repetidas a choques a valores mais altos ou mais baixos, dependendo da situação. Com o entendimento atual, um nível de ação serve apenas para indicar os valores aproximados que podem ser excessivos. A Figura 2 ilustra as acelerações quadráticas médias correspondentes a um valor de dose de vibração de 15 m/s1.75 para exposições entre um segundo e 24 horas. Qualquer exposição a vibração contínua, vibração intermitente ou choque repetido pode ser comparada com o nível de ação calculando o valor da dose de vibração. Seria imprudente exceder um nível de ação apropriado (ou o limite de exposição na ISO 2631) sem considerar os possíveis efeitos à saúde de uma exposição a vibração ou choque.
A Diretriz de Segurança de Máquinas da Comunidade Econômica Européia estabelece que o maquinário deve ser projetado e construído de modo que os riscos resultantes da vibração produzida pelo maquinário sejam reduzidos ao nível mais baixo possível, levando em consideração o progresso técnico e a disponibilidade de meios para reduzir a vibração. o Diretriz de Segurança de Máquinas (Conselho das Comunidades Européias 1989) incentiva a redução da vibração por meios adicionais à redução na fonte (por exemplo, bom assentamento).
Medição e Avaliação da Exposição
A vibração de corpo inteiro deve ser medida nas interfaces entre o corpo e a fonte de vibração. Para pessoas sentadas, isso envolve a colocação de acelerômetros na superfície do assento abaixo das tuberosidades isquiáticas dos indivíduos. Às vezes, a vibração também é medida no encosto do banco (entre o encosto e o encosto) e também nos pés e nas mãos (consulte a figura 3).
Figura 3. Eixos para medir a exposição à vibração de pessoas sentadas
Os dados epidemiológicos por si só não são suficientes para definir como avaliar a vibração de corpo inteiro para prever os riscos relativos à saúde dos diferentes tipos de exposição à vibração. Uma consideração de dados epidemiológicos em combinação com uma compreensão de respostas biodinâmicas e respostas subjetivas é usada para fornecer orientação atual. A maneira pela qual os efeitos na saúde dos movimentos oscilatórios dependem da frequência, direção e duração do movimento é atualmente considerada a mesma ou semelhante à do desconforto da vibração. No entanto, assume-se que a exposição total, em vez da exposição média, é importante e, portanto, uma medida de dose é apropriada.
Além de avaliar a vibração medida de acordo com os padrões atuais, é aconselhável relatar os espectros de frequência, magnitudes em diferentes eixos e outras características da exposição, incluindo as durações de exposição diária e vitalícia. A presença de outros fatores ambientais adversos, principalmente a postura sentada, também deve ser considerada.
Prevenção
Sempre que possível, a redução da vibração na fonte deve ser preferida. Isso pode envolver a redução das ondulações do terreno ou a redução da velocidade de deslocamento dos veículos. Outros métodos de redução da transmissão de vibração aos operadores requerem uma compreensão das características do ambiente de vibração e da rota para a transmissão de vibração ao corpo. Por exemplo, a magnitude da vibração geralmente varia com o local: magnitudes mais baixas serão experimentadas em algumas áreas. A Tabela 2 lista algumas medidas preventivas que podem ser consideradas.
Tabela 2. Resumo das medidas preventivas a serem consideradas quando as pessoas são expostas à vibração de corpo inteiro
Grupo |
Açao Social |
Assistência Domiciliária |
Procure aconselhamento técnico |
|
Consultar um médico |
|
Avisar as pessoas expostas |
|
Treinar pessoas expostas |
|
Revise os tempos de exposição |
|
Ter política de remoção da exposição |
Fabricantes de máquinas |
Medir a vibração |
|
Design para minimizar a vibração de corpo inteiro |
|
Otimize o projeto da suspensão |
|
Otimize a dinâmica do assento |
|
Use design ergonômico para fornecer boa postura etc. |
|
Orientar sobre a manutenção da máquina |
|
Fornecer orientações sobre a manutenção do assento |
|
Fornecer aviso de vibração perigosa |
Técnico no local de trabalho |
Medir a exposição à vibração |
|
Fornecer máquinas apropriadas |
|
Selecione assentos com boa atenuação |
|
Manutenção de máquinas |
|
Informar a gestão |
Medicina |
Triagem pré-emprego |
|
Exames médicos de rotina |
|
Registre todos os sinais e sintomas relatados |
|
Alertar os trabalhadores com aparente predisposição |
|
Aconselhar sobre as consequências da exposição |
|
Informar a gestão |
pessoas expostas |
Use a máquina corretamente |
|
Evite a exposição desnecessária à vibração |
|
Verifique se o assento está ajustado corretamente |
|
Adote uma boa postura sentada |
|
Verifique o estado da máquina |
|
Informar o supervisor sobre problemas de vibração |
|
Procure orientação médica se os sintomas aparecerem |
|
Informar o empregador sobre distúrbios relevantes |
Fonte: Adaptado de Griffin 1990.
Os assentos podem ser projetados para atenuar a vibração. A maioria dos assentos exibe uma ressonância em baixas frequências, o que resulta em magnitudes mais altas de vibração vertical ocorrendo no assento do que no chão! Em altas frequências geralmente há atenuação da vibração. Em uso, as frequências de ressonância de assentos comuns estão na região de 4 Hz. A amplificação na ressonância é parcialmente determinada pelo amortecimento no assento. Um aumento no amortecimento da almofada do assento tende a reduzir a amplificação em ressonância, mas aumenta a transmissibilidade em altas frequências. Existem grandes variações na transmissibilidade entre os assentos, resultando em diferenças significativas na vibração sentida pelas pessoas.
Uma indicação numérica simples da eficiência de isolamento de um assento para uma aplicação específica é fornecida pela transmissibilidade de amplitude efetiva do assento (SEAT) (ver Griffin 1990). Um valor SEAT superior a 100% indica que, no geral, a vibração no assento é pior do que a vibração no chão. Valores abaixo de 100% indicam que a sede forneceu alguma atenuação útil. Os assentos devem ser projetados para ter o menor valor SEAT compatível com outras restrições.
Um mecanismo de suspensão separado é fornecido abaixo do assento nos assentos com suspensão. Estes bancos, utilizados em alguns veículos todo-o-terreno, camiões e autocarros, têm frequências de ressonância baixas (cerca de 2 Hz) e por isso podem atenuar a vibração em frequências superiores a cerca de 3 Hz. As transmissibilidades desses assentos geralmente são determinadas pelo fabricante do assento, mas suas eficiências de isolamento variam de acordo com as condições de operação.
Exposição profissional
A vibração mecânica decorrente de processos ou ferramentas elétricas e que entra no corpo pelos dedos ou pela palma das mãos é chamada de vibração mecânica. vibração transmitida manualmente. Sinônimos frequentes para vibração transmitida pela mão são vibração mão-braço e vibração local ou segmentar. Processos e ferramentas motorizadas que expõem as mãos dos operadores à vibração são amplamente difundidos em diversas atividades industriais. A exposição ocupacional à vibração transmitida manualmente surge de ferramentas manuais usadas na fabricação (por exemplo, ferramentas percussivas para usinagem de metais, esmerilhadeiras e outras ferramentas rotativas, chaves de impacto), pedreiras, mineração e construção (por exemplo, perfuratrizes, perfuratrizes, martelos, martelos picadores, vibrocompactadores), agricultura e silvicultura (por exemplo, motosserras, motosserras, máquinas de descascar) e serviços públicos (por exemplo, demolidores de estradas e concreto, martelos perfuradores, esmerilhadeiras manuais). A exposição à vibração transmitida manualmente também pode ocorrer a partir de peças de trabalho vibrantes mantidas nas mãos do operador, como na retificação de pedestal, e de controles manuais de vibração, como na operação de cortadores de grama ou no controle de compactadores vibráteis. Foi relatado que o número de pessoas expostas à vibração transmitida pela mão no trabalho excede 150,000 na Holanda, 0.5 milhão na Grã-Bretanha e 1.45 milhão nos Estados Unidos. A exposição excessiva à vibração transmitida pelas mãos pode causar distúrbios nos vasos sanguíneos, nervos, músculos e ossos e articulações dos membros superiores. Estima-se que 1.7 a 3.6% dos trabalhadores nos países europeus e nos Estados Unidos estão expostos a vibrações potencialmente prejudiciais transmitidas pelas mãos (ISSA International Section for Research 1989). O termo síndrome de vibração mão-braço (HAV) é comumente usado para se referir a sinais e sintomas associados à exposição à vibração transmitida pela mão, que incluem:
Atividades de lazer como andar de moto ou usar ferramentas vibratórias domésticas podem ocasionalmente expor as mãos a vibrações de alta amplitude, mas apenas longas exposições diárias podem causar problemas de saúde (Griffin 1990).
A relação entre a exposição ocupacional à vibração transmitida pelas mãos e os efeitos adversos à saúde está longe de ser simples. A Tabela 1 lista alguns dos fatores mais importantes que concorrem para causar lesões nos membros superiores dos trabalhadores expostos à vibração.
Tabela 1. Alguns fatores potencialmente relacionados a efeitos prejudiciais durante exposições a vibrações transmitidas pelas mãos
Características de vibração
Ferramentas ou processos
Condições de exposição
Condições ambientais
Características individuais
Biodinâmica
Pode-se presumir que os fatores que influenciam a transmissão da vibração no sistema dedo-mão-braço desempenham um papel relevante na gênese da lesão por vibração. A transmissão da vibração depende tanto das características físicas da vibração (magnitude, frequência, direção) quanto da resposta dinâmica da mão (Griffin 1990).
Transmissibilidade e impedância
Resultados experimentais indicam que o comportamento mecânico do membro superior humano é complexo, pois a impedância do sistema mão-braço, ou seja, sua resistência à vibração, apresenta variações acentuadas com a mudança na amplitude, frequência e direção da vibração, forças aplicadas, e orientação da mão e do braço em relação ao eixo do estímulo. A impedância também é influenciada pela constituição corporal e pelas diferenças estruturais das várias partes do membro superior (por exemplo, a impedância mecânica dos dedos é muito menor do que a da palma da mão). Em geral, níveis de vibração mais elevados, bem como apertos de mão mais apertados, resultam em maior impedância. No entanto, descobriu-se que a mudança na impedância é altamente dependente da frequência e direção do estímulo de vibração e várias fontes de variabilidade intra e intersujeito. Uma região de ressonância para o sistema dedo-mão-braço na faixa de frequência entre 80 e 300 Hz foi relatada em vários estudos.
As medições da transmissão de vibração através do braço humano mostraram que a vibração de frequência mais baixa (>50 Hz) é transmitida com pouca atenuação ao longo da mão e do antebraço. A atenuação no cotovelo é dependente da postura do braço, pois a transmissão da vibração tende a diminuir com o aumento do ângulo de flexão na articulação do cotovelo. Para frequências mais altas (>50 Hz), a transmissão da vibração diminui progressivamente com o aumento da frequência e, acima de 150 a 200 Hz, a maior parte da energia vibracional é dissipada nos tecidos da mão e dos dedos. A partir de medições de transmissibilidade, inferiu-se que na região de alta frequência a vibração pode ser responsável por danos às estruturas moles dos dedos e mãos, enquanto a vibração de baixa frequência de alta amplitude (por exemplo, de ferramentas percussivas) pode estar associada a lesões ao pulso, cotovelo e ombro.
Fatores que influenciam a dinâmica dos dedos e das mãos
Pode-se supor que os efeitos adversos da exposição à vibração estejam relacionados à energia dissipada nos membros superiores. A absorção de energia é altamente dependente de fatores que afetam o acoplamento do sistema dedo-mão à fonte de vibração. Variações na pressão de preensão, força estática e postura modificam a resposta dinâmica do dedo, mão e braço e, consequentemente, a quantidade de energia transmitida e absorvida. Por exemplo, a pressão de preensão tem uma influência considerável na absorção de energia e, em geral, quanto maior a preensão manual, maior a força transmitida ao sistema mão-braço. Os dados de resposta dinâmica podem fornecer informações relevantes para avaliar o potencial de lesão da vibração da ferramenta e auxiliar no desenvolvimento de dispositivos antivibração, como punhos e luvas.
Efeitos Agudos
desconforto subjetivo
A vibração é sentida por vários mecanorreceptores da pele, localizados nos tecidos (epidérmico) e subcutâneo da pele lisa e nua (glabra) dos dedos e das mãos. Eles são classificados em duas categorias - adaptação lenta e rápida - de acordo com sua adaptação e propriedades de campo receptivo. Os discos de Merkel e as terminações de Ruffini são encontrados nas unidades mecanorreceptoras de adaptação lenta, que respondem à pressão estática e mudanças lentas na pressão e são excitadas em baixa frequência (<16 Hz). As unidades de adaptação rápida possuem corpúsculos de Meissner e corpúsculos de Pacini, que respondem a mudanças rápidas de estímulo e são responsáveis pela sensação vibratória na faixa de frequência entre 8 e 400 Hz. A resposta subjetiva à vibração transmitida pela mão tem sido utilizada em diversos estudos para obtenção de valores limiares, contornos de sensações equivalentes e limites desagradáveis ou de tolerância para estímulos vibratórios em diferentes frequências (Griffin 1990). Os resultados experimentais indicam que a sensibilidade humana à vibração diminui com o aumento da frequência, tanto para os níveis de vibração de conforto quanto para os de incômodo. A vibração vertical parece causar mais desconforto do que a vibração em outras direções. Também foi descoberto que o desconforto subjetivo é uma função da composição espectral da vibração e da força de preensão exercida no cabo vibratório.
Interferência de atividade
A exposição aguda à vibração transmitida pela mão pode causar um aumento temporário nos limiares vibrotáteis devido a uma depressão da excitabilidade dos mecanorreceptores da pele. A magnitude da mudança temporária do limiar, bem como o tempo de recuperação, é influenciada por diversas variáveis, como as características do estímulo (frequência, amplitude, duração), temperatura, bem como idade do trabalhador e exposição prévia à vibração. A exposição ao frio agrava a depressão tátil induzida pela vibração, pois a baixa temperatura tem efeito vasoconstritor na circulação digital e reduz a temperatura da pele dos dedos. Em trabalhadores expostos a vibrações que operam frequentemente em ambiente frio, episódios repetidos de comprometimento agudo da sensibilidade tátil podem levar à redução permanente da percepção sensorial e perda da destreza manipulativa, o que, por sua vez, pode interferir na atividade laboral, aumentando o risco de lesões agudas devido a acidentes.
Efeitos não vasculares
Esquelético
Lesões ósseas e articulares induzidas por vibração são um assunto controverso. Vários autores consideram que as disfunções ósseas e articulares dos trabalhadores que utilizam ferramentas manuais vibratórias não têm caráter específico e são semelhantes às decorrentes do processo de envelhecimento e do trabalho manual pesado. Por outro lado, alguns investigadores relataram que alterações esqueléticas características nas mãos, punhos e cotovelos podem resultar da exposição prolongada à vibração transmitida pelas mãos. As primeiras investigações de raios-x revelaram uma alta prevalência de vacúolos e cistos ósseos nas mãos e punhos de trabalhadores expostos à vibração, mas estudos mais recentes não mostraram aumento significativo em relação aos grupos de controle compostos por trabalhadores manuais. Prevalência excessiva de osteoartrose de punho e artrose e osteofitose de cotovelo foi relatada em mineradores de carvão, trabalhadores da construção de estradas e metalúrgicos expostos a choques e vibrações de baixa frequência e alta amplitude de ferramentas pneumáticas de percussão. Pelo contrário, há pouca evidência para um aumento da prevalência de desordens ósseas e articulares degenerativas nos membros superiores de trabalhadores expostos a vibrações de média ou alta frequência provenientes de motosserras ou retificadoras. Esforço físico pesado, preensão forte e outros fatores biomecânicos podem explicar a maior ocorrência de lesões esqueléticas encontradas em trabalhadores que operam ferramentas percussivas. Dor local, edema e rigidez articular e deformidades podem estar associados a achados radiológicos de degeneração óssea e articular. Em alguns países (incluindo França, Alemanha, Itália), os distúrbios ósseos e articulares que ocorrem em trabalhadores que usam ferramentas vibratórias manuais são considerados uma doença profissional e os trabalhadores afetados são indenizados.
Neurológico
Os trabalhadores que manuseiam ferramentas vibratórias podem sentir formigamento e dormência nos dedos e nas mãos. Se a exposição à vibração continuar, esses sintomas tendem a piorar e podem interferir na capacidade de trabalho e nas atividades da vida. Os trabalhadores expostos à vibração podem apresentar limiares vibratórios, térmicos e táteis aumentados em exames clínicos. Foi sugerido que a exposição contínua à vibração pode não apenas deprimir a excitabilidade dos receptores da pele, mas também induzir alterações patológicas nos nervos digitais, como edema perineural, seguido de fibrose e perda de fibras nervosas. Pesquisas epidemiológicas de trabalhadores expostos à vibração mostram que a prevalência de distúrbios neurológicos periféricos varia de alguns por cento a mais de 80 por cento, e que a perda sensorial afeta usuários de uma ampla gama de tipos de ferramentas. Parece que a neuropatia por vibração se desenvolve independentemente de outros distúrbios induzidos por vibração. Uma escala do componente neurológico da síndrome HAV foi proposta no Stockholm Workshop 86 (1987), consistindo em três estágios de acordo com os sintomas e os resultados do exame clínico e testes objetivos (tabela 2).
Tabela 2. Estágios neurossensoriais da escala Stockholm Workshop para a síndrome de vibração mão-braço
Etapa |
sinais e sintomas |
0SN |
Exposto a vibração, mas sem sintomas |
1SN |
Dormência intermitente, com ou sem formigamento |
2SN |
Dormência intermitente ou persistente, percepção sensorial reduzida |
3SN |
Dormência intermitente ou persistente, discriminação tátil reduzida e/ou |
Fonte: Workshop de Estocolmo 86 1987.
O diagnóstico diferencial cuidadoso é necessário para distinguir a neuropatia por vibração das neuropatias por aprisionamento, como a síndrome do túnel do carpo (STC), um distúrbio devido à compressão do nervo mediano quando ele passa por um túnel anatômico no punho. A STC parece ser um distúrbio comum em alguns grupos ocupacionais que utilizam ferramentas vibratórias, como perfuradores de rochas, platinadores e trabalhadores florestais. Acredita-se que estressores ergonômicos atuando na mão e no punho (movimentos repetitivos, preensão forçada, posturas desajeitadas), além da vibração, podem causar STC em trabalhadores que manuseiam ferramentas vibratórias. A eletroneuromiografia que mede as velocidades dos nervos sensoriais e motores provou ser útil para diferenciar a STC de outras doenças neurológicas.
Muscular
Os trabalhadores expostos à vibração podem queixar-se de fraqueza muscular e dores nas mãos e nos braços. Em alguns indivíduos, a fadiga muscular pode causar incapacidade. Uma diminuição na força de preensão manual foi relatada em estudos de acompanhamento de lenhadores. Lesões mecânicas diretas ou danos nos nervos periféricos foram sugeridos como possíveis fatores etiológicos para sintomas musculares. Outros distúrbios relacionados ao trabalho têm sido relatados em trabalhadores expostos à vibração, como tendinites e tenossinovites em membros superiores e contratura de Dupuytren, doença do tecido fascial da palma da mão. Esses distúrbios parecem estar relacionados a fatores de estresse ergonômico decorrentes do trabalho manual pesado, e a associação com a vibração transmitida pela mão não é conclusiva.
Vasculopatias
Fenômeno de Raynaud
Giovanni Loriga, um médico italiano, relatou pela primeira vez em 1911 que cortadores de pedra usando martelos pneumáticos em mármore e blocos de pedra em alguns pátios de Roma sofreram ataques de branqueamento dos dedos, semelhante à resposta vasoespástica digital ao frio ou ao estresse emocional descrito por Maurice Raynaud em 1862. Observações semelhantes foram feitas por Alice Hamilton (1918) entre os cortadores de pedras nos Estados Unidos e, posteriormente, por vários outros investigadores. Na literatura, vários sinônimos têm sido usados para descrever distúrbios vasculares induzidos por vibração: dedo branco ou morto, fenômeno de Raynaud de origem ocupacional, doença vasoespástica traumática e, mais recentemente, dedo branco induzido por vibração (VWF). Clinicamente, o VWF é caracterizado por episódios de dedos brancos ou pálidos causados pelo fechamento espástico das artérias digitais. Os ataques geralmente são desencadeados pelo frio e duram de 5 a 30 a 40 minutos. Uma perda completa da sensibilidade tátil pode ocorrer durante um ataque. Na fase de recuperação, comumente acelerada por calor ou massagem local, pode ocorrer vermelhidão nos dedos afetados como resultado de um aumento reativo do fluxo sanguíneo nos vasos cutâneos. Nos raros casos avançados, ataques vasoespásticos digitais repetidos e graves podem levar a alterações tróficas (ulceração ou gangrena) na pele das pontas dos dedos. Para explicar o fenômeno de Raynaud induzido pelo frio em trabalhadores expostos à vibração, alguns pesquisadores invocam um reflexo vasoconstritor simpático central exagerado causado pela exposição prolongada à vibração prejudicial, enquanto outros tendem a enfatizar o papel das alterações locais induzidas pela vibração nos vasos digitais (por exemplo, espessamento da parede muscular, dano endotelial, alterações dos receptores funcionais). Uma escala de classificação para a classificação de VWF foi proposta no Stockholm Workshop 86 (1987), (tabela 3). Um sistema numérico para sintomas de VWF desenvolvido por Griffin e baseado em pontuações para o branqueamento de diferentes falanges também está disponível (Griffin 1990). Vários testes laboratoriais são usados para diagnosticar objetivamente o VWF. A maioria desses testes é baseada na provocação ao frio e na medição da temperatura da pele do dedo ou do fluxo sanguíneo digital e da pressão antes e depois do resfriamento dos dedos e das mãos.
Tabela 3. Escala do Workshop de Estocolmo para estadiamento do fenômeno de Raynaud induzido pelo frio na síndrome de vibração mão-braço
Etapa |
Grau |
Sintomas |
0 |
- |
sem ataques |
1 |
Suave |
Ataques ocasionais afetando apenas as pontas de um ou mais dedos |
2 |
Moderado |
Ataques ocasionais afetando distal e médio (raramente também |
3 |
Grave |
Ataques frequentes afetando todas as falanges da maioria dos dedos |
4 |
Muito severo |
Como no estágio 3, com alterações tróficas da pele nas pontas dos dedos |
Fonte: Workshop de Estocolmo 86 1987.
Estudos epidemiológicos apontaram que a prevalência do VWF é muito ampla, de menos de 1 a 100 por cento. Verificou-se que o VWF está associado ao uso de ferramentas percussivas para usinagem de metais, esmerilhadeiras e outras ferramentas rotativas, martelos percussivos e brocas usadas em escavações, máquinas vibratórias usadas na floresta e outras ferramentas e processos elétricos. VWF é reconhecida como uma doença ocupacional em muitos países. Desde 1975-80, uma diminuição na incidência de novos casos de VWF foi relatada entre os trabalhadores florestais na Europa e no Japão após a introdução de motosserras antivibração e medidas administrativas reduzindo o tempo de uso da serra. Descobertas semelhantes ainda não estão disponíveis para ferramentas de outros tipos.
Outros transtornos
Alguns estudos indicam que em trabalhadores afetados com VWF a perda auditiva é maior do que a esperada com base no envelhecimento e na exposição ao ruído do uso de ferramentas vibratórias. Tem sido sugerido que indivíduos com FVW podem ter um risco adicional de deficiência auditiva devido à vasoconstrição simpática reflexa induzida por vibração dos vasos sanguíneos que irrigam o ouvido interno. Além de distúrbios periféricos, outros efeitos adversos à saúde envolvendo o sistema nervoso central e endócrino de trabalhadores expostos à vibração foram relatados por algumas escolas russas e japonesas de medicina ocupacional (Griffin 1990). O quadro clínico, denominado “doença da vibração”, inclui sinais e sintomas relacionados à disfunção dos centros autônomos do cérebro (por exemplo, fadiga persistente, dor de cabeça, irritabilidade, distúrbios do sono, impotência, anormalidades eletroencefalográficas). Esses achados devem ser interpretados com cautela e mais pesquisas epidemiológicas e clínicas cuidadosamente projetadas são necessárias para confirmar a hipótese de uma associação entre distúrbios do sistema nervoso central e exposição à vibração transmitida pela mão.
Standards
Vários países adotaram padrões ou diretrizes para exposição à vibração transmitida pelas mãos. A maioria deles é baseada na Norma Internacional 5349 (ISO 1986). Para medir a vibração transmitida pela mão, a ISO 5349 recomenda o uso de uma curva de ponderação de frequência que aproxima a sensibilidade dependente da frequência da mão a estímulos de vibração. A aceleração ponderada em frequência da vibração (ah, w) é obtido com um filtro de ponderação apropriado ou pela soma dos valores de aceleração ponderados medidos em bandas de oitava ou terço de oitava ao longo de um sistema de coordenadas ortogonais (xh, yh, zh), (figura 1). Na ISO 5349, a exposição diária à vibração é expressa em termos de aceleração ponderada por frequência equivalente à energia por um período de quatro horas ((ah, w)equação(4) em m/s2 rms), de acordo com a seguinte equação:
(ah, w)equação(4)=(T/ 4)½(ah, w)eq(T)
onde T é o tempo de exposição diária expresso em horas e (ah, w)eq(T) é a aceleração ponderada em frequência equivalente em energia para o tempo de exposição diária T. A norma fornece orientação para calcular (ah, w)eq(T) se um dia típico de trabalho é caracterizado por várias exposições de diferentes magnitudes e durações. O anexo A da ISO 5349 (que não faz parte da norma) propõe uma relação dose-efeito entre (ah, w)equação(4) e VWF, que pode ser aproximado pela equação:
C=[(ah, w)equação(4) TF/ 95]2 x 100
onde C é o percentual de trabalhadores expostos que se espera que apresentem VWF (na faixa de 10 a 50%) e TF é o tempo de exposição antes do branqueamento dos dedos entre os trabalhadores afetados (na faixa de 1 a 25 anos). O componente dominante de vibração de eixo único direcionado para a mão é usado para calcular (ah, w)equação(4), que não deve exceder 50 m/s2. De acordo com a relação dose-efeito ISO, pode-se esperar que o VWF ocorra em cerca de 10% dos trabalhadores com exposição diária à vibração de 3 m/s2 por dez anos.
Figura 1. Sistema de coordenadas basicêntricas para medição de vibração transmitida manualmente
A fim de minimizar o risco de efeitos adversos à saúde induzidos por vibração, níveis de ação e valores-limite (TLVs) para exposição à vibração foram propostos por outros comitês ou organizações. A Conferência Americana de Higienistas Industriais Governamentais (ACGIH) publicou TLVs para vibração transmitida manualmente medida de acordo com o procedimento de ponderação de frequência ISO (Conferência Americana de Higienistas Industriais Governamentais 1992), (tabela 4). De acordo com a ACGIH, os TLVs propostos dizem respeito à exposição à vibração à qual “quase todos os trabalhadores podem ser expostos repetidamente sem progredir além do Estágio 1 do Sistema de Classificação de Oficina de Estocolmo para VWF”. Mais recentemente, os níveis de exposição à vibração transmitida pelas mãos foram apresentados pela Comissão das Comunidades Européias em uma proposta de Diretiva para a proteção dos trabalhadores contra os riscos decorrentes de agentes físicos (Conselho da União Européia 1994), (tabela 5 ). Na proposta de diretiva, a quantidade utilizada para a avaliação do risco de vibração é expressa em termos de uma aceleração ponderada por frequência equivalente a energia de oito horas, A(8)=(T/ 8)½ (ah, w)eq(T), usando a soma vetorial das acelerações ponderadas determinadas em coordenadas ortogonais asoma=(ax,h,w2+asim, h, w2+az,h,w2)½ no cabo da ferramenta vibratória ou na peça de trabalho. Os métodos de medição e avaliação da exposição à vibração relatados na Diretiva são basicamente derivados da Norma Britânica (BS) 6842 (BSI 1987a). O padrão BS, no entanto, não recomenda limites de exposição, mas fornece um apêndice informativo sobre o estado de conhecimento da relação dose-efeito para vibração transmitida pela mão. As magnitudes estimadas de aceleração ponderada em frequência que podem causar VWF em 10% dos trabalhadores expostos à vibração de acordo com o padrão BS são relatadas na tabela 6.
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Tabela 4. Valores-limite para vibração transmitida manualmente
Exposição diária total (horas) |
Aceleração rms ponderada em frequência na direção dominante que não deve ser excedida |
|
|
g* |
|
4-8 |
4 |
0.40 |
2-4 |
6 |
0.61 |
1-2 |
8 |
0.81 |
1 |
12 |
1.22 |
* 1 g = 9.81 .
Fonte: De acordo com a Conferência Americana de Higienistas Industriais Governamentais de 1992.
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Tabela 5. Proposta do Conselho da União Europeia para uma Diretiva do Conselho sobre agentes físicos: Anexo II A. Vibração transmitida pelas mãos (1994)
Níveis () |
A(8)* |
Definições |
Limite |
1 |
O valor da exposição abaixo do qual contínua e/ou repetitiva exposição não tem efeito adverso na saúde e segurança dos trabalhadores |
Açao Social |
2.5 |
O valor acima do qual uma ou mais das medidas** especificadas nos anexos relevantes devem ser realizadas |
Valor limite de exposição |
5 |
O valor de exposição acima do qual uma pessoa desprotegida é expostos a riscos inaceitáveis. Ultrapassar este nível é proibida e deve ser evitada através da implementação das disposições da Diretiva*** |
* A(8) = 8 h de aceleração ponderada por frequência equivalente em energia.
** Informação, treinamento, medidas técnicas, vigilância sanitária.
*** Medidas adequadas para a proteção da saúde e segurança.
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Tabela 6. Magnitudes de aceleração de vibração ponderada em frequência ( rms) que pode produzir branqueamento dos dedos em 10% das pessoas expostas*
Exposição diária (horas) |
Exposição ao longo da vida (anos) |
|||||
|
0.5 |
1 |
2 |
4 |
8 |
16 |
0.25 |
256.0 |
128.0 |
64.0 |
32.0 |
16.0 |
8.0 |
0.5 |
179.2 |
89.6 |
44.8 |
22.4 |
11.2 |
5.6 |
1 |
128.0 |
64.0 |
32.0 |
16.0 |
8.0 |
4.0 |
2 |
89.6 |
44.8 |
22.4 |
11.2 |
5.6 |
2.8 |
4 |
64.0 |
32.0 |
16.0 |
8.0 |
4.0 |
2.0 |
8 |
44.8 |
22.4 |
11.2 |
5.6 |
2.8 |
1.4 |
* Com exposição de curta duração, as magnitudes são altas e os distúrbios vasculares podem não ser o primeiro sintoma adverso a se desenvolver.
Fonte: De acordo com a Norma Britânica 6842. 1987, BSI 1987a.
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Medição e Avaliação da Exposição
As medições de vibração são feitas para fornecer assistência para o desenvolvimento de novas ferramentas, para verificar a vibração das ferramentas na compra, para verificar as condições de manutenção e para avaliar a exposição humana à vibração no local de trabalho. O equipamento de medição de vibração geralmente consiste em um transdutor (geralmente um acelerômetro), um dispositivo amplificador, filtro (filtro passa-banda e/ou rede de ponderação de frequência) e indicador ou registrador de amplitude ou nível. As medições de vibração devem ser feitas no cabo da ferramenta ou na peça de trabalho perto da superfície da(s) mão(s) onde a vibração entra no corpo. A seleção cuidadosa dos acelerômetros (por exemplo, tipo, massa, sensibilidade) e métodos apropriados de montagem do acelerômetro na superfície vibrante são necessários para obter resultados precisos. A vibração transmitida à mão deve ser medida e relatada nas direções apropriadas de um sistema de coordenadas ortogonais (figura 1). A medição deve ser feita em uma faixa de frequência de pelo menos 5 a 1,500 Hz, e o conteúdo da frequência de aceleração da vibração em um ou mais eixos pode ser apresentado em bandas de oitava com frequências centrais de 8 a 1,000 Hz ou em bandas de um terço de oitava com frequências centrais de 6.3 a 1,250 Hz. A aceleração também pode ser expressa como aceleração ponderada em frequência usando uma rede de ponderação que esteja em conformidade com as características especificadas na ISO 5349 ou BS 6842. As medições no local de trabalho mostram que diferentes magnitudes de vibração e espectros de frequência podem ocorrer em ferramentas do mesmo tipo ou quando a mesma ferramenta é operada de maneira diferente. A Figura 2 relata o valor médio e a faixa de distribuição de acelerações ponderadas medidas no eixo dominante de ferramentas motorizadas usadas na silvicultura e na indústria (ISSA International Section for Research 1989). Em vários padrões, a exposição à vibração transmitida manualmente é avaliada em termos de aceleração ponderada por frequência equivalente de energia de quatro horas ou oito horas, calculada por meio das equações acima. O método para obter a aceleração equivalente à energia assume que o tempo de exposição diária necessário para produzir efeitos adversos à saúde é inversamente proporcional ao quadrado da aceleração ponderada pela frequência (por exemplo, se a magnitude da vibração for reduzida à metade, o tempo de exposição pode ser aumentado por um fator de quatro). Esta dependência de tempo é considerada razoável para fins de padronização e é conveniente para instrumentação, mas deve-se notar que não é totalmente fundamentada por dados epidemiológicos (Griffin 1990).
Figura 2. Valores médios e faixa de distribuição da aceleração rms ponderada em frequência no eixo dominante medido no(s) cabo(s) de algumas ferramentas elétricas usadas na silvicultura e na indústria
Prevenção
A prevenção de lesões ou distúrbios causados pela vibração transmitida pela mão requer a implementação de procedimentos administrativos, técnicos e médicos (ISO 1986; BSI 1987a). Recomendações adequadas aos fabricantes e usuários de ferramentas vibratórias também devem ser fornecidas. As medidas administrativas devem incluir informações e treinamento adequados para instruir os operadores de máquinas vibratórias a adotar práticas de trabalho corretas e seguras. Uma vez que se acredita que a exposição contínua à vibração aumenta o risco de vibração, os horários de trabalho devem ser organizados para incluir períodos de descanso. As medidas técnicas devem incluir a escolha de ferramentas com a menor vibração e com design ergonômico adequado. De acordo com a Diretiva CE para a segurança de maquinário (Conselho das Comunidades Européias 1989), o fabricante deve tornar público se a aceleração ponderada em frequência da vibração transmitida manualmente excede 2.5 m/s2, conforme determinado por códigos de teste adequados, como indicado na Norma Internacional ISO 8662/1 e seus documentos complementares para ferramentas específicas (ISO 1988). As condições de manutenção da ferramenta devem ser cuidadosamente verificadas por medições periódicas de vibração. Triagem médica pré-contratação e exames clínicos subsequentes em intervalos regulares devem ser realizados em trabalhadores expostos à vibração. Os objetivos da vigilância médica são informar o trabalhador sobre o risco potencial associado à exposição à vibração, avaliar o estado de saúde e diagnosticar precocemente distúrbios induzidos por vibração. No primeiro exame de triagem, atenção especial deve ser dada a qualquer condição que possa ser agravada pela exposição à vibração (por exemplo, tendência constitucional ao dedo branco, algumas formas de fenômeno de Raynaud secundário, lesões anteriores nos membros superiores, distúrbios neurológicos). Evitar ou reduzir a exposição à vibração do trabalhador afetado deve ser decidido após considerar a gravidade dos sintomas e as características de todo o processo de trabalho. O trabalhador deve ser orientado a usar roupas adequadas para manter todo o corpo aquecido, e evitar ou minimizar o fumo de tabaco e o uso de algumas drogas que podem afetar a circulação periférica. As luvas podem ser úteis para proteger os dedos e as mãos de traumas e mantê-los aquecidos. As chamadas luvas antivibração podem fornecer algum isolamento dos componentes de vibração de alta frequência decorrentes de algumas ferramentas.
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