AVALIAÇÃO DO CONFORTO TÉRMICO: UMA EXPERIÊNCIA NA INDÚSTRIA DA CONFECÇÃO

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1 I CONFERÊNCIA LATINO-AMERICANA DE CONSTRUÇÃO SUSTENTÁVEL X ENCONTRO NACIONAL DE TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO julho 2004, São Paulo. ISBN RESUMO AVALIAÇÃO DO CONFORTO TÉRMICO: UMA EXPERIÊNCIA NA INDÚSTRIA DA CONFECÇÃO Gouvêa, T.C.(1); Labaki, L.C.(2); Maia, P.A. (3); Ruas, A.C. (4) (1) UNICAMP, tati.gouvea@bestway.com.br (2) UNICAMP, lucila@fec.unicamp.br (3) FUNDACENTRO, paulo.maia@fundacentro.gov.br (4) FUNDACENTRO, alvaro@fundacentro.gov.br No Brasil as informações técnicas sobre o conforto térmico são escassas e como não dispomos de normas sobre esse assunto as avaliações têm que ser baseadas em normas e procedimentos desenvolvidos em outros países cuja situação térmica ambiental, vestimenta e suscetibilidade às variáveis ambientais podem ser diferentes das de nosso país. Este trabalho apresenta resultados parciais de uma pesquisa que visa levantar subsídios que colaborem para a análise da aplicação do VME como modelo de avaliação de conforto térmico em ambientes de trabalho brasileiros. Assim, foram coletados através de um questionário, informações sobre a sensação térmica, vestimenta e atividade dos trabalhadores, enquanto media-se a velocidade do ar e as temperaturas de bulbo seco, bulbo úmido e de globo. Com os dados coletados foi possível, utilizando o software Conforto 2.02, estimar o isolamento das vestimentas, as taxas de metabolismo e calcular a temperatura radiante média, a umidade relativa e o Voto Médio Estimado (VME). O VME foi comparado com a sensação térmica apurada nos questionários. Palavras-chave: Conforto Térmico, ISO 7730 (1994), Voto Médio Estimado (VME) 1. INTRODUÇÃO Conforto é uma palavra que pertence ao senso comum: a maioria das pessoas tem uma noção do que é, entendem do que se trata. Segundo o dicionário da Língua Portuguesa, FERREIRA (1999), o conforto é a comodidade ou a sensação de bem-estar físico. Na prática, o conforto costuma ser definido como a ausência de sensações desagradáveis. Como muitas são as sensações corporais, diversos são também os tipos de conforto. Há o conforto acústico, o lumínico, o visual, e outros, embora todos possam influenciar na satisfação com relação aos locais de trabalho, aqui focalizaremos o conforto térmico. A necessidade de se conhecer a sensação térmica experimentada pelas pessoas quando expostas a determinadas combinações de variáveis ambientais (temperatura radiante média, velocidade relativa, umidade relativa e temperatura do ar) e pessoais (vestimenta e taxa de metabolismo) levou ao desenvolvimento de índices que possibilitam avaliar a situação de conforto térmico de um ambiente, bem como obter subsídios para melhor adequá-lo às necessidades humanas. O método mais conhecido e amplamente aceito para a avaliação do conforto térmico é o Predicted Mean Vote (PMV) ou Voto Médio Estimado (VME) desenvolvido pelo professor dinamarquês Ole Fanger e publicado em Fanger (1970), razão pela qual foi adotado como base para o desenvolvimento de uma norma internacional que especifica condições de conforto térmico para ambientes termicamente moderados, a ISO 7730 (1984), e para sua atualização em Até o momento, não dispomos de norma sobre esse tipo de avaliação. Sendo assim, as avaliações aqui realizadas têm que ser baseadas em normas desenvolvidas em outros países, cuja situação térmica ambiental, vestimenta e suscetibilidade às variáveis ambientais podem ser diferentes das nossas.

2 ARAÚJO (1996) avaliou o conforto térmico de edificações escolares no litoral nordestino brasileiro com o objetivo de determinar parâmetros das variáveis ambientais que propiciam o conforto térmico aos alunos e confrontar esses parâmetros com o índice de temperatura efetiva, com zonas de conforto térmico e com o método proposto por FANGER (1970). GONÇALVES (2000) objetivou comparar os intervalos de conforto térmico encontrados na literatura com os obtidos em pesquisa de campo com população universitária da região metropolitana de Belo Horizonte. O estudo de XAVIER (2000) analisou ambientes escolares e de escritórios de Florianópolis, Brasília e Recife. Em se tratando de pesquisa em ambiente industrial, o único trabalho encontrado foi o de HACKENBERG (2000) que avaliou a sensação térmica de trabalhadores, tanto em edificações com ventilação natural como em prédios com ventilação mecânica, em regiões climáticas diferentes (Joinvile-SC e Campinas-SP). O trabalho também objetivou verificar a influência das variáveis ambientais e pessoais nas respostas dos trabalhadores e a aplicabilidade dos questionários da ISO (1995) em cultura diferente da que lhe deu origem. Dessa forma, este trabalho apresenta resultados parciais de uma pesquisa que objetiva principalmente levantar subsídios que colaborem para a análise da aplicação do modelo do Voto Médio Estimado da norma ISO 7730 (1994) para avaliação de conforto térmico em ambientes de trabalho no Brasil. Para isso foi desenvolvida pesquisa de campo em indústrias de confecção da região de Amparo-SP. As variáveis ambientais assim como as variáveis pessoais foram medidas e estimadas respectivamente com o auxílio de normas ISO. Concomitantemente a essas medições e estimativas foi aplicado um questionário sobre a sensação de conforto térmico da população pesquisada, conforme ISO (1995). 2. METODOLOGIA 2.1. Delimitação do campo da pesquisa O trabalho foi desenvolvido em sete indústrias do ramo de confecção infantil, localizadas na cidade de Amparo/SP. A cidade de Amparo está localizada à noroeste da cidade de São Paulo. O clima oficial da cidade é Tropical de Altitude e é considerado um dos mais estáveis do Brasil. A temperatura média é 24 ºC sendo o período mais seco no mês de agosto e o período de maior precipitação de chuvas em fevereiro. As empresas escolhidas eram micro e pequenas, utilizavam sistemas produtivos compostos pelos mesmos equipamentos e atividades. As tarefas realizadas pelos trabalhadores praticamente não variavam durante um dia de trabalho o que diminuiu a incerteza no estabelecimento das taxas de metabolismo. Foram coletados, até o momento, 413 grupos de dados compostos pelas medições das variáveis ambientais, sensação térmica dos trabalhadores e informações para a estimativa das variáveis pessoais Variáveis que influenciam o conforto térmico das pessoas e a metodologia utilizada para determiná-las O conforto térmico depende do grau de atuação do sistema termorregulador para que a temperatura interna do corpo seja mantida. Assim, é necessário que se conheça os fatores que atuam nos processos de trocas de calor entre o corpo e o ambiente, já que esses exercem influência sobre o sistema termorregulador e conseqüentemente sobre a sensação térmica. Somente para efeito de classificação, as variáveis que influenciam no conforto térmico podem ser reunidas em dois grupos: o das variáveis ambientais e o das variáveis pessoais. As variáveis ambientais são às referentes às condições termo-climáticas do ambiente pesquisado. Para os estudos de conforto térmico são, segundo a norma internacional ISO 7730 (1994) as variáveis apontadas por FANGER (1970), ou seja, a temperatura radiante média, a velocidade relativa, a umidade relativa e a temperatura do ar. A temperatura do ar é uma variável utilizada pela grande maioria dos índices de conforto térmico, constituindo um primeiro parâmetro de análise da condição térmica do ambiente.

3 A velocidade relativa, dentro do contexto de conforto térmico, está mais especificamente relacionada com as trocas térmicas entre o corpo e o ambiente por convecção e evaporação. Sob condições de calor, o movimento do ar pode ser empregado para reduzir o desconforto térmico. Por outro lado, em função da temperatura ambiente haverá um determinado valor de velocidade do ar em que poderá se iniciar a produção de desconforto (corrente de ar) através de um resfriamento localizado. Dentre as variáveis ambientais que exercem influência sobre o conforto térmico, existem aquelas como a umidade relativa e a temperatura radiante média que para serem obtidas dependem de rotinas de cálculo a partir de parâmetros medidos diretamente. Nesse trabalho, para obter as variáveis anteriormente mencionadas, foram utilizados os seguintes equipamentos: - psicrômetro da marca Wilh.Lambrecht KG Göttingen, com faixa de medição entre 0 ºC e 60 ºC, e resolução de 0,2 ºC; - termômetro de globo, constituído por uma esfera oca de cobre de aproximadamente 1 mm de espessura e diâmetro de 152,4 mm, pintada externamente de preto fosco e com uma emissividade de 0,95. Junto à essa esfera é acoplado e vedado, por meio de uma rolha cônica de borracha, um termômetro de mercúrio com escala de +10 ºC a +120 ºC, com subdivisões de 0,2 ºC ou menores, e exatidão de ± 0,5 ºC. - termoanemômetro de fio quente da marca Alnor, modelo 8565 T/A. As variáveis pessoais são aquelas características de cada pessoa e para os estudos de conforto são a taxa de metabolismo representativa da atividade física da pessoa e o isolamento térmico da roupa que ela utiliza. Essas variáveis foram obtidas simultaneamente às medidas das variáveis ambientais. Para isso, foi aplicado um questionário bem como observados todos os outros fatores que poderiam influenciar nas medições ou nas respostas dos trabalhadores da população avaliada. Nos questionários foram obtidas informações pessoais como idade, sexo, altura, peso, sensação térmica (através de escala de 7 pontos) e os itens de vestimenta que compunham a roupa. Foram também levantadas as atividades exercidas no ciclo de trabalho executado por cada trabalhador entrevistado. Cada atividade foi analisada individualmente, conforme mostra a Tabela 1, chegando-se a um valor médio de taxa metabólica de acordo com os preceitos e valores referenciais da norma ISO 8990 (1990). O isolamento térmico das vestimentas foi estabelecido de acordo com a norma ISO 9920 (1995). Tabela 1 Determinação do metabolismo para as diversas atividades Atividade Mãos/braços/tronco/pernas Metabolismo Postura Metabolismo Corte de tecido Trabalho leve com um braço Homem/mulher Em pé 1,75 Corte de viez Trabalho manual moderado Homem/mulher Sentado 1,40 Costura Trabalho manual moderado Homem/mulher Sentado 1,40 Embalagem Trabalho manual leve Homem/mulher Em pé 1,40 Estampagem Trabalho manual moderado Homem/mulher Em pé 1,65 Prega de botão Trabalho manual moderado Homem/mulher Sentado 1, Medições de campo As medições de campo foram realizadas em vários dias ao longo do período de setembro de 2002 a novembro de Ao iniciar as medições, explica-se ao funcionário os objetivos da pesquisa bem como os procedimentos a serem adotados. As medições são sempre realizadas após pelo menos uma hora de permanência dos funcionários em suas respectivas funções e após a estabilização dos equipamentos no ponto em questão.

4 Para as medições os equipamentos eram colocados em suportes (tripés) que permitiam sua fixação a uma altura de 1,10 m do piso. A escolha dos pontos de medição foi feita de forma a registrar-se as diferentes combinações das variáveis ambientais existentes na área ocupada. O processo de coleta de dados em cada ponto foi feito aplicando-se individualmente o questionário enquanto simultaneamente eram executadas as leituras dos equipamentos. Para o cálculo da temperatura radiante média, umidade relativa, VME e Porcentagem Estimada de Insatisfeitos (PEI), bem como para a estimativa do isolamento térmico das vestimentas e da taxa de metabolismo foi usado o software Conforto 2.02 (RUAS, 2002). O VME obtido do software foi comparado com a sensação térmica extraída dos questionários. 3. RESULTADOS 3.1. Caracterização da população avaliada De acordo com os dados obtidos em campo até o momento, a amostra total pesquisada possui idade média de 25 anos (desvio padrão 8,14), estatura média de 1,62m (desvio padrão 0,06) e massa corporal média de 58,46Kg (desvio padrão 10,52). Já em relação à variável sexo, os resultados mostraram que 91,5% da população avaliada foi do sexo feminino Caracterização das variáveis pessoais e ambientais para a população avaliada Como o efeito combinado das variáveis de natureza ambiental e pessoal é o que determina a sensação de conforto ou desconforto térmico, convém aqui caracterizar tais variáveis para as 413 avaliações realizadas. Dentre as atividades encontradas nas confecções é possível observar da Figura 1 que a costura foi predominante. Ainda para a população avaliada, o valor médio dos isolamentos térmicos das vestimentas encontradas, segundo a Figura 2, foi de 0,66 clo (desvio padrão 0,21). Distribuição das Atividades 32,0% Embalagem Estampagem Corte Corte Viez Prega Botão Costura 51,1% 3,6% 1,5% 5,8% 6,1% Figura 1 Distribuição das atividades encontradas nas confecções

5 Distribuição da Frequência dos Isolamentos Térmicos das Vestimentas 20,6% 22,5% 14,0% 12,6% 0,0% 0,0% 2,9% 7,0% 7,0% 5,8% 5,8% 1,5% 0,0% 0,2% De 0,0 a 0,1 De 0,1 a 0,2 De 0,2 a 0,3 De 0,3 a 0,4 De 0,4 a 0,5 De 0,5 a 0,6 De 0,6 a 0,7 De 0,7 a 0,8 De 0,8 a 0,9 De 0,9 a 1,0 De 1,0 a 1,1 De 1,1 a 1,2 De 1,2 a 1,3 De 1,3 a 1,4 Isolamento Térmico da Vestimenta (clo) Figura 2 Caracterização do isolamento térmico da vestimenta utilizada pelas pessoas avaliadas Em termos de variáveis ambientais, durante os dias em que as medições foram realizadas, a temperatura do ar teve um valor médio de 23,86 ºC (desvio padrão 1,81), a umidade relativa média esteve próxima a 50% (desvio padrão 9,02), a velocidade do ar não atingiu valores significativos permanecendo em torno de 0,03 m/s e a temperatura radiante média por volta de 24,46 ºC (desvio padrão 2,02) Análises relativas aos votos de sensação térmica e o VME Os votos de sensação extraídos dos questionários e os correspondentes VME calculados foram separados em função dos votos de sensação e posteriormente os VME de cada grupo foram subdivididos em intervalos de 0,5. Isso pode ser visto nas Figuras de 3 a 6. Para a análise comparativa entre os votos de sensação térmica e os VME calculados, optou-se por estabelecer uma tolerância de ± 0,5 nos votos extraídos dos questionários. Isso representa a seguinte correspondência: Voto 0-0,5 VME 0,5 Voto 1 0,5 < VME 1,5 Voto 2 1,5 < VME 2,5 Voto 3 2,5 < VME 3 Voto 1-1,5 VME < -0,5 Isso foi feito porque os VME calculados variam numa escala contínua de 3 a +3 com precisão centesimal enquanto que a escala de questionamento tem variação unitária. Uma outra razão é que não se pode esperar uniformidade de interpretação da escala de sensações térmicas de uma amostra composta por trabalhadores que conheceram essa escala e receberam orientação quanto ao seu uso, somente quando do questionamento individual realizado pelo pesquisador. Assim, adotou-se uma tolerância de 0,5 que corresponde à metade da subdivisão da escala de questionamento.

6 Voto de Sensação Térmica : 0 Amostra: 205 dados 46,34% 31,22% -1,0<=VME<-0,5-0,5<=VME<0 VME=0 0<VME<=0,5 0,5<VME<=1,0 1,0<VME<=1,5 18,05% 2,44% 0,49% 1,46% Figura 3 Variação do VME para o voto de sensação 0 (nem calor nem frio) obtido dos questionários A Figura 3 representa a população cujo voto de sensação térmica foi igual a 0, ou seja, os indivíduos sentiam-se na neutralidade (nem calor nem frio, segundo o questionário), considerando-se a correspondência desse voto ao intervalo -0,5 VME 0,5, pode-se verificar que 64,88% dos VME calculados estão nesse intervalo. Foi ainda encontrado para as pessoas que se diziam na neutralidade, 31,22% dos VME calculados no intervalo de 0,5 < VME l (leve sensação de calor). A população cujo voto de sensação térmica foi de 1 e que corresponde a indivíduos com uma leve sensação de calor está apresentada na Figura 4. Dos VME calculados para essa população, 55,84% pertenciam ao intervalo de 0,5 < VME 1,5, correspondentes a esse voto. Encontrou-se também 34,42% de VME no intervalo 0<VME 0,5. Voto de Sensação Térmica: 1 Amostra: 154 dados 34,42% 46,10% -0,5<=VME<0 VME=0 0<VME<=0,5 0,5<VME<=1,0 1,0<VME<=1,5 1,5<VME<=2,0 9,09% 9,74% 0,00% 0,65% Figura 4 - Variação do VME para o voto de sensação 1 (leve sensação de calor) obtido dos questionários A Figura 5 representa a população cujo voto de sensação térmica foi igual a -1, ou seja, os indivíduos sentiam uma leve sensação de frio, considerando-se a correspondência desse voto ao intervalo -1,5 VME < -0,5, pode-se verificar que nenhum dos VME calculados estão nesse intervalo. Porém, foi encontrado para essas pessoas, que diziam sentir uma leve sensação de frio, 81,58% dos VME calculados no intervalo de 0,5 VME 0,5 (neutralidade).

7 Voto de Sensação Térmica: -1 Amostra: 38 dados 28,95% 47,37% -1,0<=VME<-0,5-0,5<=VME<0 VME=0 0<VME<=0,5 0,5<VME<=1,0 18,42% 0,00% 5,26% Figura 5 - Variação do VME para o voto de sensação -1 (leve sensação de frio) obtido dos questionários Para os votos de sensação térmica iguais a 2 (calor) apresentados na Figura 6, dos VME calculados para essa população, 13,33% pertenciam ao intervalo de 1,5 < VME 2,5, correspondentes a esse voto. Encontrou-se também 13,33% de VME no intervalo 0,5 < VME 1 e, a grande maioria, ou seja, 66,67% de VME calculados no intervalo de 1< VME 1,5. Voto de Sensação Térmica: 2 Amostra: 14 dados 66,67% -1,0<=VME<-0,5-0,5<=VME<0 0,5<VME<=1,0 1,0<VME<=1,5 1,5<VME<=2,0 2,0<VME<=2,5 13,33% 13,33% 6,67% 0,00% 0,00% Figura 6 - Variação do VME para o voto de sensação 2 (calor) obtido dos questionários 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS O pequeno número de dados disponíveis até o momento, especialmente para os votos de sensação 1 e +2 (figuras 5 e 6), não permitem nenhuma análise conclusiva sobre a comparação entre os votos de sensação e os VME calculados, no entanto é possível fazer as seguintes considerações: - Para os votos 0 e +1, figuras 3 e 4, que se dispõe de amostra razoável, 205 e 154 dados, pode- se verificar uma concordância relativa entre os intervalos representativos desses votos e os VME calculados, 64,9% e 55,8% respectivamente, contudo para o voto 0 obteve-se 31,2% dos VME calculados no intervalo 0,5 < VME l o que poderia sugerir uma maior tolerância dos trabalhadores ao calor do que estabelece o VME; - A hipótese mencionada no item anterior não se confirma no voto 1, no qual se constatou 34,4% dos VME calculados no intervalo 0<VME 0,5 o que representaria menor tolerância ao calor do que determina o VME.

8 Tendo em vista que o trabalho foi realizado em campo, onde as variáveis ambientais, pessoais, assim como a interpretação da escala de sensações por parte dos indivíduos questionados são fatores que não podem ser controlados, a origem das divergências encontradas na comparação entre a sensação térmica obtida através de questionário e os VME calculados, pode ser função da combinação de fatores como os seguintes: - Os VME calculados variam numa escala contínua de 3 a +3 com precisão centesimal enquanto que a escala de questionamento tem variação unitária. Além disso, não se pode esperar dos trabalhadores uniformidade de interpretação da escala de sensações térmicas uma vez que eles somente tiveram contato com a mesma no momento do questionamento; - A inexistência de informações sobre taxas de metabolismo do trabalhador brasileiro e sobre isolamento térmico das roupas por eles utilizadas, faz com que a estimativa desses fatores a partir de valores referenciais obtidos em outros países seja uma fonte potencial de erros, tendo em vista a importância deles no cálculo do VME. O desenvolvimento de pesquisas brasileiras sobre esses fatores seria uma contribuição importante para os estudos de conforto térmico. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ARAÚJO, V.M.D. Parâmetros de conforto térmico para usuários de edificações escolares no litoral nordestino brasileiro. 179p. Tese (Doutorado). Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de São Paulo.1996 FANGER, O. Thermal Comfort Analysis and Application in Environmental Engineering. Copenhagen, p. FERREIRA, A.B.H. Aurélio Século XXI. O dicionário da Língua Portuguesa. 3ª edição, GONÇALVES, W.B. Estudo de índices de conforto térmico, avaliados com base em população universitária na região metropolitana de Belo Horizonte. Dissertação (Mestrado). Faculdade de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Minas Gerais HACKENBERG, A.M. Conforto e stress térmico em indústrias: pesquisas efetuadas nas regiões de Joinville, SC e Campinas, SP. 265p. Tese (Doutorado). Universidade Estadual de Campinas, UNICAMP INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. ISO 7730; Moderate thermal environments Determination of the PMV and PPD indices and specification of the conditions for thermal comfort. Geneva, INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. ISO 7730; Moderate thermal environments Determination of the PMV and PPD indices and specification of the conditions for thermal comfort. Geneva, INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. ISO 8996; ergonomicsdetermination of metabolic heat prodution. Geneva, INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. ISO 9920; ergonomicsestimation of the thermal insulation and evaporative resistance of a clothing ensemble. Geneva, INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. ISO 10551; assessment of the influence of the thermal environment using subjective judgement scales. Geneva, (1995). RUAS, A.C. Sistematização da avaliação de conforto térmico em ambientes edificados e sua aplicação num software. 183 p. Tese (Doutorado). Faculdade de Engenharia Civil. Universidade Estadual de Campinas, XAVIER, A.A.P. Predição de conforto térmico em ambientes internos com atividades sedentárias Teoria física aliada a estudos de campo. 251p. Tese (Doutorado). Universidade Federal de Santa Catarina.2000.

9 AGRADECIMENTOS À FAPESP, pela bolsa de Mestrado para Tatiana Chrispim Gouvêa. À FUNDACENTRO pelo apoio técnico nos trabalhos de campo, sempre presente.