UTILIZAÇÃO DO SOFTWARE SURFER® 8.0 PARA A ANÁLISE … · visualização da paisagem, análise...

UTILIZAÇÃO DO SOFTWARE SURFER®

8.0 PARA A ANÁLISE DA

DISTRIBUIÇÃO DE RUÍDO EM

MÁQUINAS AGRÍCOLAS

Juclei Venturi (IFC )

[email protected]

Ricardo Kozoroski Veiga (UFSC )

[email protected]

Leila Amaral Gontijo (UFSC )

[email protected]

Fabricio Campos Masiero (IFC )

[email protected]

Wilian Odorizzi (IFC )

[email protected]

O ruído emitido por máquinas agrícolas podem causar danos

irreversíveis para os seus operadores, porém as consequências das

ondas sonoras à profissionais que atuam nas imediações dessas

máquinas são menos estudadas. Assim, este trabalho objetivou

quantificar a que níveis de ruídos estão sujeitos os operadores e

auxiliares em locais próximos aos equipamentos. Foram utilizadas as

seguintes máquinas: Trator da marca New Holland modelo TM 135-

TDA, trator da marca Valmet, modelo 785 4x2, trator da marca Jonh

Deere, modelo 5065E-TDA, motocultivador da marca Tobatta,

motosserra da marca Husqvarna modelo 281 XP e roçadora da marca

Stihl, modelo FS 85. A coleta se deu em rotação nominal de trabalho

de cada máquina. As avaliações de ruídos foram feitas com medidor de

pressão sonora (decibelímetro), ao entorno de cada máquina

posicionada no centro de uma área plana, com as dimensões de 9 x 9

metros, totalizando 100 pontos. Para geração de mapas de ruído foi

utilizado o programa Surfer®8.0, utilizado para geração de mapas. A

visualização dos resultados permitiram as seguintes conclusões: O

ruído ao entorno da máquina pode ser maior que no próprio posto de

trabalho, fazendo-se necessário a utilização de protetor auricular

nestes locais. A utilização de equipamento de segurança é

imprescindível para a segurança e saúde do operador e pessoas ao

entorno da máquina. O programa Surfer® 8.0 se apresenta como uma

eficiente ferramenta para a construção de mapas de ruído.

Palavras-chaves: Mapas, ergonomia, mecanização agrícola

XXXIV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Engenharia de Produção, Infraestrutura e Desenvolvimento Sustentável: a Agenda Brasil+10

Curitiba, PR, Brasil, 07 a 10 de outubro de 2014.



2

1. Introdução

A massificação da mecanização agrícola na agricultura trouxe vários benefícios como

a otimização da produção e diminuição dos custos com mão de obra, porém trouxe consigo

problemas como danos físicos aos operadores decorrentes de inadequações ergonômicas e

aumento dos acidentes no campo. Dentre os principais problemas está a exposição do

operador à vibração e ao ruído.

Segundo Cunha et al. (2009) o ruído é uma onda sonora, ou um complexo de ondas,

que pode causar sensação de desconforto e gradual perda da sensibilidade auditiva. O risco de

problemas auditivos é determinado pelo nível de som, frequência e tempo de exposição.

Níveis elevados de ruídos podem produzir perda permanente da capacidade auditiva,

bem como efeitos psico-fisiológicos negativos, inclusive aumentando o risco de acidentes

com citam Wictor & Bazzanella (2012).

Carvalho (2009) cita que dentre as fontes causadoras de estresse nos trabalhadores está

o ruído, sendo que a intensidade e o tempo de exposição a este fator afetam seu desempenho

no trabalho.

Segundo Simone et al. (2006) a permanência em locais de trabalho que apresentam

níveis de ruído de 85 a 90 dB oferece grande risco a surdez, o qual aumenta em função da

frequência dos ruídos e do tempo de permanência nesta situação.

As alterações ocasionadas pelos altos níveis de potência sonora não resultam em

efeitos imediatos, mas cumulativos, e vão se estabelecendo com o tempo (NORONHA et al.

2005).

Devido a relação entre a exposição ao risco e a segurança e saúde do trabalhador, a

legislação brasileira especifica um período máximo de exposição permitido. De acordo com a

Norma Regulamentadora Nº15, BRASIL (1990), os níveis de ruído contínuo ou intermitente

devem ser medidos em decibéis (dB), com a utilização de um instrumento de nível de pressão

sonora operando o circuito de compensação “A” e circuito de resposta lenta, onde as leituras

devem ser feitas próximo ao ouvido do operador. A norma regulamenta que para a intensidade

de 85 dB a exposição salubre é de 8 horas diárias e para 115 dB é de apenas 7 minutos, não

sendo permitido a exposição a níveis de ruídos acima deste limite para operadores que não

utilizam equipamentos de proteção, podendo proporcionar risco grave aos mesmos.



3

Quanto aos tratores agrícolas, principal máquina empregada na campo, Schlosser &

Debiasi (2002) concluíram que nos tratores não cabinados, os níveis de ruído ficaram acima

do limite considerado salubre.

A pressão sonora excessiva é um agressor invisível ao operador, que muitas vezes

subestima seus potenciais malefícios e dispensa os equipamentos de proteção individual

(EPIs), considerando-o desconfortáveis.

Ainda pouco difundido na agricultura, o instrumento de medição de ruídos

(decibelímetro) tem seu uso limitado a áreas como segurança do trabalho e, raras vezes, a

setores de manutenção. Seu uso em setores produtivos e na agricultura poderia servir para

alertar trabalhadores quanto a níveis críticos de exposição diária ao ruído. O desgaste natural

de componentes de tratores, como escapamento, lataria e articulações é fator de aumento do

nível de ruído impactando diretamente na saúde do operador. Além dos operadores, os

trabalhadores que executam atividades ao entorno da máquina em funcionamento também

estão sujeitos ao ruído podendo, em alguns casos, receber uma pressão sonora superior à

experimentada pelo operador.

Com relação aos raios de afastamento da máquina em operação, para o conjunto trator-

semeadora, os níveis de ruído mostraram-se fora da norma (sem proteção) no lado do

escapamento do trator até quatro metros de distância, demonstrando que também é importante

o cuidado das pessoas que trabalham próximas às máquinas, quanto ao ruído (CUNHA, et al.

2009).

Por ser uma poluição invisível, a determinação dos níveis de ruído distribuídos

espacialmente no entorno da máquina exige método complexo de coleta e sua visualização

depende de recurso gráfico para representação do risco que estão sugeitos os trabalhadores em

solo.

Programas computacionais para o mapeamento de áreas e para o controle de produção

agrícola vem sendo largamente utilizados. A agricultura de precisão é um ramo moderno que

lança mão de tecnologias que permitem visualização de pontos críticos, alocados em

coordenadas espaciais e com grande precisão.

Iniciativas da aplicação, com bons resultados, do programa Surfer® nas ciências

naturais são vistas em Biesterveld et al. (2004), na construção de mapas de contaminação do

solo, Roque et al. (2008) na confecção de mapas de produtividade do feijoeiro e em Oliveira

et al. (2009) no mapeamento da produção de laranjeiras georreferenciadas.



4

O programa Surfer® é produzido pela Golden Software, sendo um programa que

possui função plena para visualização de contornos em três dimensões, além de um pacote

para modelagem de superfície. É amplamente utilizado para modelagem de terreno,

visualização da paisagem, análise de superfícies, mapeamento de contorno, geração de mapas

de superfície, gridding, volumetria entre outras aplicações (CATÁLOGO, 2014).

Porém, em ergonomia, mais especificamente para o mapeamento de ruído em

máquinas agrícolas a iniciativa da aplicação deste software é nova e busca a visualização dos

pontos críticos de ruídos em máquinas agrícolas, não somente no posto de trabalho do

operador, mas também nas imediações da máquina em funcionamento.

2. Procedimentos metodológicos

O trabalho foi conduzido no Laboratório de Mecanização Agrícola do Instituto Federal

Catarinense – IFC, campus Rio do Sul (SC), Brasil, localizado a latitude 31º52’00’’ Sul e

longitude 52º21’24’’ e com a altitude de 697 metros.

Para a realização do trabalho foram utilizadas as seguintes máquinas agrícolas:

Tabela 1 – Caracterização das máquinas empregadas no estudo

Máquina Tipo Marca Modelo Potência (kW) RPM

A Trator New Holland TM 135-TDA, 102.07 2200

B Trator Valmet 785 4x2 55.88 2400

C Trator Jonh Deere 5065E-TDA 48.43 1500

D Motocultivador Tobatta M 160 11.92 2200

E Motosserra Husqvarna 281 XP 4.30 9000

F Roçadora Stihl FS 85 0.97 10500

RPM – rotações por minuto, TDA – tração dianteira auxiliar, cv – cavalo vapor

A escolha das máquinas seguiu o critério da representatividade na economia agrícola

da região do Alto Vale do Itajaí, SC, onde predomina na agricultura familiar os

motocultivadores, tratores pequenos e médios. Dentre as máquinas de apoio às operações

agrícolas merecem destaque, neste contexto regional, a motosserra e a roçadora costal.

Os níveis de ruídos contínuos foram determinados utilizando-se um decibelímetro

digital da marca ICEL modelo DL- 4020 com protetor de vento, medindo na unidade decibéis

(dB). O instrumento foi ajustado ao nível de pressão sonora operando no circuito de



5

compensação “A” e circuito de resposta lenta (SLOW), de acordo com a NR-15 (BRASIL,

1990).

As coletas seguiram as orientações do Código 5 da Organização para a Cooperação e

Desenvolvimento Econômico, OCDE (2012), tendo sido realizadas as medições em dia de

tempo bom, com pouco ou nenhum vento, com o ruído ambiente e ruído de vento de 10

decibéis a menos do que o ruído a ser medido, e com distância mínima até obstáculos de 20

metros.

Ruídos estranhos que ocorreram durante a leitura e que não estavam ligados à medição

de nível de som foram desconsiderados. No dia do experimento a velocidade do vento e

temperatura eram respectivamente de 19,5oC e 1,7 m.s

-1 com direção nordeste, dados

observados por meio de uma estação meteorológica pertencente ao campus e instalada nas

proximidades do local do experimento.

Para a avaliação dos níveis de ruídos, posicionou-se a máquina no centro de um campo

delimitado para as medições, com as dimensões de 9 x 9 metros com pontos demarcados com

estacas de madeira, totalizando 100 pontos, de acordo com a Figura 1.

Figura 1- Esquema de pontos de coleta de ruídos na área demarcada

O captador acústico do decibelímetro foi posicionado à altura do ouvido de uma

pessoa de estatura mediana (165,0 centímetros), seguindo como referência Iida, (2005). Para

manter a altura das medições utilizou-se uma haste de aço, como apoio do instrumento. Para

cada ponto foram realizadas três repetições.

Para a centralização das máquinas adotou-se o seguinte critério:

a) tratores: centro geométrico da máquina considerado como o cruzamento das duas

diagonais entre as rodas dianteiras e traseiras.



6

b) motosserra e roçadora: bloco do motor posicionado no centro geométrico da área.

c) motocultivador: cento do eixo dianteiro sobre o centro geométrico da área.

A figura a seguir exemplifica o procedimento.

Figura 2- Demonstração da posição do trator para a coleta de dados

Fonte: Do autor

A rotação do motor utilizada para coleta de ruído seguiu a indicação de cada

fabricante, variando de 1500 a 10500 rotações por minuto.

Os dados obtidos foram digitados em planilha eletrônica e para cada ponto foi extraída

a média das três repetições. Em seguida os dados tratados foram submetidos ao programa

Surfer®

8.0 para geração de mapas em 2 e 3 dimensões (2D e 3D).

Buscando verificar a correlação entre o ruído emitido pelas máquinas e o respectivo

alcance da linha de 85 dB foi realizado o cálculo do coeficiente de correlação de Pearson (r).

3. Resultados

3.1 Máquina A

Os mapas gerados no programa Surfer® 8.0 em 2D permitiram a visualização da

distribuição do ruído espacialmente no plano do experimento. Demonstram baixo grau de

simetria do ruído a partir da linha longitudinal da máquina. Também se observou que o ponto

de máximo ruído encontrava-se nas proximidades do escapamento da máquina, conforme

figura a seguir.

Figura 3 - Mapa 2D de distribuição do ruído para a máquina A



7

Na Figura 4, o mapa 3D permite a visualização, por escala de cores, da intensidade

sonora, além da localização espacial. Os pontos de máxima intensidade de ruído ocorreram

nas proximidades do motor, onde registrou-se 92 dB. Este mapa permitiu visualizar dois

pontos próximos ao escapamento do trator que correspondem à lataria do mesmo e que

provavelmente vibram excitados pelo motor. Outra característica da distribuição é que o som

é fortemente atenuado pelo rodado traseiro, comprimindo as linhas atrás do trator, em

contraste com as linhas à frente deste. Com esse nível de ruído a exposição diária permissível

segundo a NR-15, sem a utilização de equipamento de proteção individual (EPI), seria de 3

horas. A distância segura para uma jornada de 8 horas nas proximidades da máquina foi

avaliada geometricamente com base no gráfico 2D e corresponde a 3,2 metros.

Figura 4 – Mapa 3D de distribuição e intensidade de ruído para a máquina A



8

3.2 Máquina B

Os mapas em 2D permitiram a visualização da distribuição do ruído espacialmente e

forte grau de concentricidade das linhas de ruído a partir de um ponto de máxima intensidade.

Evidenciou-se o ponto de máximo ruído (98 dB) próximo ao escapamento do veículo,

conforme Figura 5:

Figura 5 - Mapa 2D de distribuição do ruído para a máquina B

Na Figura 6, o mapa permite a visualização dos pontos de máxima intensidade de

ruído, que ocorreram nas proximidades do motor, registrando-se 98 dB. Este mapa permite

visualizar um único ponto próximo ao escapamento do trator que corresponde à máxima

intensidade sonora. Localiza-se à aproximadamente 1 metro do escapamento, imediatamente

acima do final do bloco do motor. A distribuição do som não parece ser atenuada pelos

rodados atingindo assim grandes distâncias.



9

Figura 6 – Mapa 3D de distribuição e intensidade de ruído para a máquina B

Com o nível de ruído de 98 dB a exposição diária permissível, sem EPI, seria de 1

hora e 15 minutos. A distância segura para uma jornada de 8 horas nas proximidades da

máquina foi 6,5 metros.

3.3 Máquina C

A distribuição do ruído espacialmente demonstra forte atenuação pelo rodado traseiro

e desvio das linhas para a esquerda da máquina. O ponto de máximo ruído localizou-se

próximo ao escapamento do veículo, conforme Figura 7:

Figura 7 - Mapa 2D de distribuição do ruído para a máquina C



10

A Figura 8 permite a visualização dos pontos de máxima intensidade de ruído, que

ocorreram nas proximidades do escapamento e à direita deste sobre o capô da máquina,

registrando-se 92 dB. A distribuição do som sofreu forte atenuação restringindo assim os

danos à saúde de trabalhadores nas imediações. Com o nível de ruído de 92 dB a exposição

diária permissível, sem EPI, seria de 3 horas. A distância segura para uma jornada de 8 horas

nas proximidades da máquina foi de 3 metros.

Figura 8 – Mapa 3D de distribuição e intensidade de ruído para a máquina C

3.4 Máquina D

A distribuição do ruído demonstra forte concentricidade a partir do ponto que

corresponde ao escapamento da máquina. Ocorre leve atenuação devido a presença da carreta,

acoplada à parte traseira da máquina, que forma uma barreira de aproximadamente 1,3 m de

altura, conforme Figura 9:

Figura 9 - Mapa 2D de distribuição do ruído para a máquina D



11

A Figura 10 permite visualizar o ponto de máxima intensidade de ruído, que ocorreu

nas proximidades do escapamento. A distribuição do som sofre leve atenuação atrás da

máquina. Com o nível de ruído de 95 dB a exposição diária permissível, sem EPI, seria de 2

horas. A distância segura para uma jornada de 8 horas nas proximidades da máquina foi de

3,8 metros. O agravante, nesse tipo de máquina, é sua utilização – mesmo sendo proibida por

lei - para o transporte de pessoas que ficam sobre a carreta a aproximadamente 2 metros da

fonte de máximo ruído.

Figura 10 – Mapa 3D de distribuição e intensidade de ruído para a máquina D

3.5 Máquina E

A distribuição do ruído demonstra moderada simetria a partir da linha longitudinal da

máquina, com ponto de máximo ruído na corrente de corte, acompanhado por picos

correspondendo ao motor e escapamento da máquina. conforme Figura 11:

Figura 11 - Mapa 2D de distribuição do ruído para a máquina E



12

A Figura 12 apresenta o gráfico 3D evidenciando o maior nível de ruído dentre as

máquinas avaliadas, de 100 dB. A máxima exposição diária permissível segundo a NR-15,

sem a utilização EPI, é de 1 hora. A distância segura foi de 4,7 metros.

Figura 12 – Mapa 3D de distribuição e intensidade de ruído para a máquina E

3.6 Máquina F

A distribuição do ruído demonstra baixa simetria a partir do ponto de máximo ruído,

nas proximidades do motor da máquina, conforme Figura 13:

Figura 13 - Mapa 2D de distribuição do ruído para a máquina F



13

Na Figura 14 observa-se uma região central plana com intensidade próxima a máxima

(87 dB), que ocorre nas proximidades do motor da máquina. A máxima exposição diária

permissível segundo a NR-15, sem a utilização de EPI, é de 6 horas. A distância segura foi de

1,2 metros.

Figura 14 – Mapa 3D de distribuição e intensidade de ruído para a máquina F

4. Discussão

Dentre os tratores, a marca B foi o que apresentou o maior nível de ruído na rotação de

trabalho, 98 dB, sendo o trator que necessita maior afastamento para trabalhadores em solo,

6,5 metros. Já entre as máquinas manuais, a E apresentou maior risco à audição humana,



14

necessitando de um afastamento de 4,7 metros para que a pressão sonora se reduza a 85 dB,

sendo, entre todas as máquinas pesquisadas, a que apresentou maior nível de ruído em rotação

de trabalho, 100 dB.

As distâncias de segurança para cada máquina podem ser visualizadas no gráfico a

seguir:

Gráfico 1: Distância de segurança para uma jornada de 8 horas sob nível de ruído de 85 dB

Investigou-se uma possível correlação entre o nível de ruído máximo e a distância

segura. O resultado é expresso a seguir de forma gráfica.

Gráfico 2: Nível de ruído e distância de segurança para cada máquina

Observando-se o gráfico 2, pela análise de dados pareados, aparentemente temos

correlação positiva entre o nível de ruído e a distância de segurança necessária. Porém, o

cálculo do coeficiente de correlação linear de Pearson, demonstrou valor de r = 0,000891, ou

seja, há ausência de correlação. Isso pode ser explicado pelas diferentes formas e dimensões



15

geométricas das máquinas envolvidas, que não favorecem uma propagação uniforme das

ondas de pressão sonora.

4. Conclusão

O programa Surfer®

8.0 apresentou-se como uma eficiente ferramenta para

visualização dos níveis de ruído e na geração de mapas em duas ou três dimensões.

Para todas as máquinas agrícolas pesquisadas - pelos valores de ruídos captados, e

seguindo a NR-15 - é compulsória a utilização de protetor auricular para uma jornada de

trabalho de 8 horas diária.

Para todos os tratores, cujas distâncias seguras oscilaram de 3 a 6,5 metros,

evidenciou-se que além do operador, qualquer pessoa que esteja sobre a máquina experimenta

níveis de ruído elevados que exigem a utilização de EPI. Até mesmo auxiliares em solo ou

sobre implementos agrícolas podem sofrer prejuízos à audição.

No motocultivador, cuja distância segura foi de 3,8 metros, seu emprego para o

transporte de pessoas na carreta - embora seja proibido por lei - implica na exposição de

passageiros a níveis similares aos sofridos pelo operador.

Para as máquinas manuais, cujas distâncias seguras foram de 1,2 e 4,7 metros,

especialmente se empregadas em frentes de trabalho agrícola, há elevado risco de perda

auditiva a pessoas que estejam executando outras operações nas imediações da máquina.

5. Referências

BIESTERVELD, A.C.;SCHNEITER, R.W.; MARSH, R.W. Using Surfer 8 to interpret light non-aqueous

phase liquid monitoring data: a case study. Environmental Practice 6:316-321. 2004.

BRASIL. MINISTÉRIO DO TRABALHO E EMPREGO. PORTARIA 3.214 de jun. 1978. Normas

regulamentadoras de segurança e saúde no trabalho (NR-15): atividade e operações insalubres. Brasília, 1990.

Disponível em: http://portal.mte.gov.br/legislacao/norma-regulamentadora-n-15-1.htm. Acesso em mar. 2014.

CARVALHO, C.C.S. Avaliação ergonômica em operações do sistema produtivo de carne de frango. 2009.

163 p. Tese de Doutorado em Engenharia Agrícola – Universidade Federal de Viçosa, Viçosa-MG, 2009.

CATÁLOGO – SOFTWARE SURFER 2014 – Golden, Colorado, USA. Disponível em

http://downloads.goldensoftware.com/guides/GSIWebBrochure.pdf Acesso em mar. 2014.

CUNHA, J.P.A.R.;DUARTE, M.A.V.;RODRIGUES, J.C.. Avaliação dos níveis de vibração e ruído emitidos

por um trator agrícola em preparo do solo. Revista de Pesquisa Agropecuária Tropical,Goiânia, v. 39, n. 4,p.

348-355, out./dez. 2009.

IIDA, I. Ergonomia: projeto e produção. São Paulo: Edgard Blucher Ltda, 2005.

http://portal.mte.gov.br/legislacao/norma-regulamentadora-n-15-1.htm

http://downloads.goldensoftware.com/guides/GSIWebBrochure.pdf



16

NORONHA, E. H.; TRAVAGLIA FILHO, U. J.; GARAVELLI, S. L. Quantificação dos níveis de ruídos num

estande de tiros da PM do Distrito Federal. Humanitates, Brasília, DF, v. 1, n. 3, 2005. Disponível em:

<http://www.humanitates.ucb.br/3/ruido.htm>.

OCDE - ORGANIZAÇÃO PARA A COOPERAÇÃO E DESENVOLVIMENTO ECONÔMICO. Code 5.

Disponível em http://www.oecd.org/tad/code/Code%2010%20-%20Final.pdf. Acesso em 27 de abr. de 2014.

OLIVEIRA, P.C.G. et al. Variabilidade espacial de propriedades químicas do solo e da produtividade de

citros na Amazônia Oriental. R.Bras.Eng.Agríc.Ambiental, v.13, n.6, p.708-715, 2009.

ROQUE, M.W. et al. Correlação linear e espacial entre a resistência do solo ao penetrômetro e a

produtividade do feijoeiro irrigado. R.Bras.Ci.Solo. 32:1827-1835, 2008.

SCHLOSSER, J.F.; DEBIASI, H. Conforto, preocupação com o operador. Revista Cultivar Máquinas. n. 1, p.

3-9, 2002. (Caderno Técnico).

SIMONE, M.; DRAGHI, L.; HILBERT,J.; COLLAZO,D.J. El tractor agrícola: fundamentos para su

selección y uso. Mendoza: INTA, 2006. 256 p.

WICTOR, I.C., BAZZANELLA, S.L. Avaliação ergonômica do nível de ruído e as causas de acidentes de

trabalho em empresas madeireiras. IX SEGET 2012.

http://www.oecd.org/tad/code/Code%2010%20-%20Final.pdf

UTILIZAÇÃO DO SOFTWARE SURFER® 8.0 PARA A ANÁLISE … · visualização da paisagem, análise...

Documents

Transcript of UTILIZAÇÃO DO SOFTWARE SURFER® 8.0 PARA A ANÁLISE … · visualização da paisagem, análise...