Casos reais vibrações ambientais

HÁ NECESSIDADE DE ESTUDOS DE IMPACTO DE VIBRAÇÃO AMBIENTAL EM OBRAS, SEJA PARA O LICENCIAMENTO DE EMPRESAS, AVALIAÇÃO DE TRANSPORTES MODAIS E CIRCULAÇÃO DE VEÍCULOS PESADOS PRÓXIMOS AS RESIDÊNCIAS E EDIFICAÇÕES TOMBADAS.


Materiais sobre a medição de vibração ambiental para emissão de laudos técnicos reconhecidos, fato gerador, que incorrem em ações judiciais, embargos / interdições e mudanças de metodologias nas construções próximas a áreas sensíveis:


"Uma empresa de construção civil na Alemanha começou um novo empreendimento de apartamentos no subúrbio. Estes edifícios representaram um estágio tardio da remodelagem/retrofit total de seu site e envolveu aplicar camadas de areia, com pilhas e camadas de aproximadamente 20 metros de profundidade. Um número grande de camadas precisavam ser instaladas em todo o site. Durante esta fase de construção a empresa realizou testes de estabilidade e descobriu que o solo circundante requeria compactação. Embora isso fosse um evento imprevisto foi corrigido através de técnicas de compactação, como compactadores e bate estacas. A empresa então começou a usar uma unidade vibro compactadora de nível profundo em torno das camadas. A vibração desta unidade resultou em queixas ao conselho local da vizinhança de moradores; preocupados com possíveis danos estruturais aos seus edifícios.


A medida que as queixas chegavam, a empresa realizou mais operações de compactação e identificou que os 3 metros superiores da camada de areia não foram compactados razoavelmente para a estabilidade de projeto. Para remediar a empresa começou a usar bate estaca numa altura especifica para compactar a camada de areia superior em torno das pilhas. O resultado dessa estratégia foi expor os residentes a uma vibração intermitente significativa. Os moradores começaram a identificar danos no interior de seus apartamentos e exigiram que o conselho tomasse medidas de forma intempestiva. O Conselho deu à empresa um aviso para parar as operações caso contrário iria interditar acessos e embargar a obra.


A empresa então numa situação potencializada pela falta de monitoramento e estudo de impacto de suas operações se encontrou com os residentes mais preocupados e exaltados proprietários das edificações vizinhas, que consistiam em pelo menos 750 unidades. A empresa teve que avaliar e monitorar o ruído e vibração de forma adequadamente que cada unidade estava exposta em função das operações, pois havia um passivo que deveria ser avaliado, mesmo porque alguns vizinhos aproveitando o desleixo da empresa afirmaram que suas residências estavam com problemas devido as atividades recentes no local.


A empresa também ensaiou o bate estaca caindo de várias alturas para determinar se havia uma altura aceitável para atender aos critérios de compactação requerido e aliviar a exposição dos residentes e evitar danos estruturais. Ao mesmo tempo, o conselho realizou testes separados de vibração e concluiu que, embora o nível de vibração produzido a partir das operações não resultaria em danos estruturais aos edifícios circundantes, isso ainda causaria irritação para os vizinhos. Com o fato gerador, o laudo técnico, o conselho exigiu que a empresa cessasse todos os trabalhos no local até que pudessem fornecer medidas compensatórias e metodologia de construção que satisfizesse os residentes afetado. Este embargo efetivamente interrompeu o uso contínuo de bate estacas nas operações. Os representantes da empresa reuniram-se com o conselho e apresentaram uma metodologia que eles estavam convencidos de aliviar as preocupações dos residentes em relação ao agente de risco vibração. Esta envolveu o uso de um rolo compressor de aproximadamente 25 toneladas. O conselho permitiu essa nova técnica de compactação com a condição de que o barulho (níveis de emissão sonora) estaria dentro de um nível e intervalo de tempo especificado e que esse método de compactação seria usado apenas na conclusão do método de compactação de vibração “de nível profundo” sem bate estaca em qualquer situação. Então o Conselho aceitou essa metodologia com base em dados técnicos, assim como se uma "reclamação razoável" fosse recebida, as obras do site teriam que cessar e outra metodologia teria que ser encontrada.


A empresa também enviou aos moradores potencialmente afetados um boletim informando-os das metodologias alternativas para trabalhos de compactação do local, quando seu uso começaria, previsões e prazos de operação. Não foram recebidas mais reclamações sobre a vibração da compactação no site. Além disso, reparou possíveis danos identificados pelos moradores nas estruturas das residências."


Critérios de vibração adotado:

http://www.epa.nsw.gov.au/your-environment/noise/industrial-noise/assessing-vibration


O Livro de Vibração ocupacional e ambiental apresenta um estudo de caso real, destacando as normas, unidades de medição, rastreabilidades e procedimentos para o estudo de impacto de vibração ambiental. No Brasil a norma da CETESB que trata o assunto e da comunidade europeia fornecem os limites de tolerância para o incômodo a comunidade e de danos as edificações. Quer conhecer mais sobre o assunto?  Faça a aquisição on line do Livro neste site.


Nota: Possuímos bancadas de medição e monitoramento contínuo com valores absolutos de alta exatidão que permitem o monitoramento e as adequações as normas (clique aqui). Contato: isegbusiness@gmail.com / 021 99999-6852 / 021 3549-4863.

 
 

A Norma ISO 2631 Avaliação da exposição humana à vibração de corpo inteiro - Parte 1: Requisitos gerais define métodos de medida da vibração de corpo inteiro e indica os principais fatores que combinam para determinar o grau de aceitabilidade à exposição da vibração.

Ela traz informações e orienta quanto aos possíveis efeitos da vibração sobre a saúde, o conforto, o limite de percepção, na faixa de 0,5 a 80Hz, e o enjôo, para frequências entre 0,1 e 0,5 Hz. Esta Norma, no Anexo C - Conforto,

A Norma ISO 2631 - Parte 2: Vibrações contínuas e induzidas por choques em prédios (1 a 80 Hz) apresenta um guia para aplicação da ISO 2631-1 sobre resposta humana à vibração dos prédios, incluindo curvas ponderadas, em função da frequência, de igual nível de perturbação para os seres humanos, junto com métodos de medida a serem utilizados.

A Norma ISO 2631-2 sugere que para ambientes específicos é possível avaliar o efeito das vibrações sobre o conforto das pessoas usando o valor quadrático médio (eficaz) da aceleração ou velocidade ponderada, medida num período representativo em relação ao comportamento da fonte de excitação. Essa ponderação é feita em função da frequência, de acordo com curvas estabelecidas conforme o eixo em que a vibração atinge o corpo humano (x e y - Horizontal e z - vertical).

As medições devem ser realizadas em receptores potencialmente críticos (RPCs).

Vibração Ambiental – Norma LIMITES CETESB D215/2007-E

 

A CETESB estabeleceu limites para impacto ambiental tendo em vista o conforto e sensibilidade humana, exigindo tais medições para compor o Relatório Ambiental Preliminar (RAP) para licenciamentos. São fornecidos níveis aceitáveis de vibração em função do tipo de vibração, do período – de dia ou de noite - e da área de ocupação do prédio.


Esta norma estabelece procedimentos de medição e critérios de aceitabilidade para vibrações visando o conforto humano em edificações.

 

Esta norma, em seu Anexo A – Informações sobre critérios de avaliação utilizados atualmente, apresenta tabela experimental utilizada em diversos países, com níveis de intensidade de vibração dos prédios considerados satisfatórios, como uma “contribuição para divulgação do estado da arte sobre o assunto”.

 

A norma tem como base os procedimentos de medida e avaliação das  Vibrações estabelecidos pela Norma ISO 2631 - Parte 2 que trata da resposta humana à vibração dos prédios. Esta norma se aplica à vibração de corpo inteiro, contínua (podendo ser aplicada as intermitentes), com frequências na faixa de 1 a 80 Hz, induzida pelo funcionamento de máquinas industriais em prédios vizinhos, dentre outras atividades. Ela nada informa sobre a possibilidade da vibração causar danos à estrutura dos prédios, assim como, não considera o efeito de eventuais ruídos sonoros irradiados por paredes, portas ou janelas.

 

Processos de Medida e Avaliação da Vibração:

De uma forma geral, a vibração deve ser captada na superfície estrutural que suporta o corpo humano, o mais próximo possível do ponto que atinge a pessoa exposta à vibração; quando as medidas forem tomadas fora da estrutura suporte ou em uma superfície. Diferente da que contem o ponto em que a vibração atinge o corpo da pessoa, deve-se considerar a função de transferência entre o local de medida e o de transmissão da vibração, cuja relação deve ser explicitada no relatório de resultados.

 

Preferencialmente a vibração deve ser medida nas 3 direções ortogonais. Para avaliação da influência da vibração sobre o conforto das pessoas em edifícios, utiliza-se a medida do máximo valor quadrático médio (eficaz) da velocidade da vibração ponderada em função da frequência, denominada Severidade da Vibração Ponderada (SVP).

 

Ponderação dos sinais de velocidade de vibração:

Para ponderação dos sinais de velocidade de vibração pode-se utilizar a função correspondente a um filtro passa alta com frequência de corte de 5,6 Hz, cuja resposta é apresentada na figura 1 do Anexo I, sendo a atenuação determinada pela fórmula: atenuação = [1 + (5,6/f)2 ] ½ , onde f é a frequência em Hz.


Cálculo do valor quadrático médio

O valor quadrático médio (eficaz) da velocidade ponderada, VPef, é expresso em milímetros por segundo, vw (t) é o sinal da velocidade de vibração ponderada/filtrada, em mm/s e T é a duração da medida, em segundos.

 

Características da Vibração dos Prédios

A vibração estrutural dos prédios, em função de seu comportamento ao longo do tempo, pode ser definida como:

1) Transitória ou impulsiva - definida como a rápida formação de um pico, seguido de decaimento, envolvendo ou não vários ciclos de vibração, dependendo da frequência e do amortecimento. Pode consistir também de vários ciclos de mesma amplitude, desde que a duração seja curta (menos que 2s).

2) Intermitente - é uma sequência de vibrações incidentes, cada qual de curta duração, separadas por intervalos de vibrações de níveis muito menores. Vibrações intermitentes podem ser geradas por fontes de impulsos (como bate estacas ou prensas de forja) ou fontes repetitivas (como quebradores de pavimentos) ou fontes que operam intermitentemente, mas que produziriam vibrações contínuas (como máquinas intermitentes, aparelhos de elevação, trens ferroviários e tráfego rodoviário).

3) Contínua – é aquela que se mantém ininterrupta durante o período em consideração.

 

A classificação dos prédios com respeito à resposta humana deve ser efetuada somente com base na ocupação prevista de cada ambiente, não sendo considerados outros critérios como a técnica de construção, o estado de conservação ou o valor comercial do prédio.


DA METODOLOGIA

 

Generalidades - Caracterização da Vibração dos Prédios com Relação ao Conforto Ambiental:

A vibração dos prédios deve ser medida em velocidade (mm/s), na faixa de 1 a 80 Hz de frequência. O sinal da velocidade deve ser ponderado/filtrado em função da frequência e, em seguida, determinado seu valor quadrático médio (eficaz). A forma ideal de medição é gravar o sinal não filtrado da velocidade de vibração (isto é não ponderado digitalmente, mais na faixa de medição BL-Wm), por um período adequado em relação ao comportamento da(s) fonte(s) de excitação, podendo-se posteriormente obter qualquer valor desejado.


Medidas de Campo da Severidade da Vibração Ponderada – SVP

Através de instrumentação adequada pode-se medir diretamente a Severidade da Vibração Ponderada - SVP, ou seja, o máximo valor eficaz da velocidade de vibração ponderada, valor este atribuído à fonte que está sendo avaliada.


Pontos de Medida

Medir a vibração na superfície estrutural que suporta as pessoas, no(s) ponto(s) de maior intensidade, tipicamente: no centro da laje dos pisos, para vibrações verticais e nos pisos próximo às paredes, por exemplo nos vãos das portas e janelas, para vibrações horizontais.


Direções de Medida

Em cada ponto a vibração deve ser medida nas três direções ortogonais: v - vertical, hl – horizontal longitudinal e ht - horizontal transversal, em relação às principais dimensões do prédio ou do ambiente analisado. O valor global pontual da SVP deve ser considerado como o máximo valor obtido entre as três direções ortogonais, o qual deve ser utilizado para avaliação do conforto ambiental.


Período de Observação

As medições devem ser realizadas por tempo suficiente para garantir uma precisão estatística adequada e obter uma amostragem típica da vibração a ser avaliada, em função do comportamento da(s) fonte(s) de excitação. O período de observação depende da regularidade dos registros de vibração ao longo do tempo, podendo ser menor que o período de exposição. Para vibrações contínuas recomenda-se medir o VPef com tempo de integração de 1,0 s – modo Slow – seguidamente durante 2 minutos, determinando-se o valor máximo neste período, que corresponderá à SVP.


Essas medições devem ser repetidas pelo menos 3 vezes em todos os pontos e direções analisados, espaçadas ao longo do período de observação, utilizando-se o valor máximo obtido para avaliação do conforto ambiental.


DA INSTRUMENTAÇÃO

a) Requisitos Gerais do Medidor de Vibração

O conjunto medidor de vibração, formado pelo transdutor, pré-amplificador, condicionador de sinais, detetor e indicador de nível, deve ter resposta plana na faixa de 1 a 80 Hz. A resolução do medidor do valor eficaz da velocidade de vibração VPef deve ser melhor que 0,3 mm/s e a incerteza da medida deve estar dentro da faixa de + ou – 10 %. O aparelho deve ser calibrado conforme recomendação do fabricante ou após a ocorrência de algum dano ou, no mínimo, a cada 12 meses de uso segundo a ISO 8041.

Ponderação dos Sinais de Velocidade e Cálculo do Nível Global

Sinais com frequências na faixa de 1 a 80 Hz

Para sinais de velocidade de vibração na faixa 1 a 80 Hz a ponderação deve ser feita através da curva de atenuação. Para melhor avaliar o efeito das variações do nível de vibração ao longo do período em observação T, deve-se determinar o valor eficaz instantâneo, VPef (t0), assim definido pelo uso de curto tempo de integração (i),

Sinais com frequências na faixa de 8 a 80 Hz

Para sinais na faixa de 8 a 80 Hz a resposta humana à vibração é considerada constante, igual a 0,1 mm/s (limite de sensibilidade definido pela ISO 2631-2) e, portanto, não é necessário ponderar o sinal da velocidade antes de calcular o valor eficaz instantâneo, VPef (t0). Fator de poderação=(1+(5,6/F)^2)^(1/2).

 

Registro da Severidade da Vibração Ponderada

A Severidade da Vibração Ponderada - SVP deve ser determinada através de dispositivo tipo “Peak Hold”, registrando-se o máximo valor eficaz instantâneo da velocidade de vibração ponderada, VPef (t0), ao longo do período continuamente amostrado, tipicamente 2 minutos.

 

DOS LIMITES DE ACEITABILIDADE - Avaliação do Conforto Ambiental

Para avaliação da vibração dos prédios quanto ao conforto ambiental utiliza-se a Severidade da Vibração Ponderada - SVP, através de níveis estabelecidos em função da área de ocupação do prédio, do período, de dia ou de noite, e do tipo de vibração.