FACULDADE DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA DA UNIVERSIDADE DE COIMBRA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA

ESTUDO DE AMBIENTES TÉRMICOS FRIOS DESENVOLVIMENTOS EXPERIMENTAIS E AVALIAÇÃO DE CONDIÇÕES DE TRABALHO

Por Avelino Virgílio Fernandes Monteiro de Oliveira

Dissertação para Doutoramento em

Ciências de Engenharia Mecânica na

especialidade de Climatização e Ambiente

COIMBRA

2006

Ao meu Pai

À minha filha Bárbara

União Europeia

Fundo Social Europeu

vii

Na dissertação que aqui se apresenta figura apenas o nome do autor. No entanto, a presente obra

reflecte contributos diversos, alguns deles fundamentais e com influência determinante no resultado final.

Nestes agradecimentos permitam-me que distinga aqueles a quem atribuo maior importância.

Em primeiro lugar, saliento o orientador desta tese, o Professor Doutor Divo Quintela. Aceitou,

imediata e incondicionalmente, supervisionar os trabalhos conducentes à presente dissertação e, desde o

primeiro instante, procurou proporcionar-me todas as condições para a sua realização. Dedicou a todas as

tarefas um esforço notável favorecendo, e sobremaneira, este trabalho com a sua rigorosa orientação

científica. Oportunamente, e de forma sempre exemplar, definiu linhas orientadoras que me foram

amparando ao longo do percurso e, ao mesmo tempo, convidava-me para desafios a que procurei, na

medida das minhas possibilidades, dar a melhor resposta. O Estudo de Ambientes Térmicos Frios é o exemplo

que melhor ilustra estes reptos e reporta-se ao ano de 1996, período em que, e no âmbito da dissertação

de Mestrado, nos decidimos pelo Estudo de Ambientes Térmicos Quentes. Desde então, as suas constantes

manifestações de apoio só podem ser comparáveis ao empenho com que abraçou este trabalho e que

culminou na revisão final do texto. Não posso, contudo, circunscrever o agradecimento ao Prof. Divo

apenas ao domínio científico. A amizade com que me distingue, e surpreende, fez com que as suas

preocupações não se limitassem ao aspecto científico. Com a sua perspicácia detectou também os

momentos de maior desânimo, porventura incontornáveis nestes percursos, mas que transformou com a

sua contagiante boa disposição e registos do seu singular humor, em reconfortantes demonstrações de

incentivo. Que encontre aqui expresso o meu profundo sentimento de gratidão.

O Professor Doutor Adélio Gaspar assumiu, desde o início deste trabalho, as responsabilidades

inerentes a uma co-orientação que, formalmente, só foi concretizada após a conclusão do seu

Doutoramento. Observo, com admiração, a sua dedicação à carreira docente e o rigor que coloca nas suas

actividades científicas, exemplos que representam um estímulo e um desafio que, com dificuldade, tento

acompanhar. O privilégio que tenho de com ele partilhar e discutir ideias que frequentemente se iniciam

viii

com opiniões divergentes e terminam em consensos, alguns alcançados num derradeiro esforço, constitui

um traço característico do espírito de equipa que temos vindo a desenvolver com a supervisão do Prof.

Divo e a que, seguramente, em conjunto procuraremos dar natural continuidade. A sua disponibilidade

permanente, a forma aberta com que me transmite os seus conhecimentos, as incontáveis sugestões

críticas e encorajamentos constantes, ultrapassaram em muito os deveres de um co-orientador e só podem

ser enquadradas nas preocupações de um amigo. Por esta distinção, e por tudo, o meu sentido

agradecimento.

O Professor Doutor Almerindo Ferreira, a quem tantas vezes recorri solicitando ajuda para a

resolução dos mais variados problemas, tem-me distinguido com uma amizade que me apraz registar. A

ele dirijo uma palavra muito especial de apreço. Também por me ter proporcionado o acesso a artigos

científicos valiosos, pela sua colaboração nos ensaios realizados no túnel aerodinâmico e pela partilha

diária ao longo dos últimos anos da “hora de almoço” - período em que, juntamente com o Prof. Adélio,

estabelecemos um animado convívio e um fórum de discussão que frequentemente foi muito para além de

aspectos científicos, mas onde encontrei um “abrigo” de estímulos persistentes e motivadores -, o meu

sincero reconhecimento.

Ao Professor Doutor António Raimundo, pelo apoio e disponibilidade constantes, pelos seus

contributos e acima de tudo pelas suas sugestões críticas pertinentes que invariavelmente tiveram como

consequência ponderados processos de meditação, gostaria de aqui deixar sublinhada a simpatia com que

acompanhou este trajecto.

Aos Professores Doutores Manuel Carlos Gameiro da Silva e António Gameiro Lopes um

agradecimento especial pela prontidão com que responderam às minhas solicitações. Sublinho também o

interesse e incentivo recebidos da parte dos Professores Doutores Rui Figueiredo e José Costa, do Engº.

Vítor Mendes e do Sr. Júlio Ribeiro.

De um modo muito particular exprimo a minha gratidão ao Engº. Cunha Torres e ao Professor

Doutor Ferreira Mendes pelo companheirismo e amizade em todos os momentos demonstrados.

Aos Srs Alberto Paulino, José Cruz, Joaquim Figueiredo e ao Engº. Paulo Amaro do Laboratório

de Tecnologia Oficinal do Departamento de Engenharia Mecânica (DEM) do Instituto Superior de

Engenharia de Coimbra (ISEC) que, ao acederem, com uma disponibilidade ímpar, a todas as minhas

solicitações de desenvolvimento de dispositivos imprescindíveis aos trabalhos experimentais, permitiram

concretizar as tarefas propostas.

Aos colegas e funcionários do ISEC e em particular do DEM, o meu reconhecimento pelo

companheirismo e apoio recebidos. Na impossibilidade citar o nome de todos, simbolizo o contributo de

cada um, e de forma especial, através do Professor Doutor Gilberto Vaz com quem partilho o gabinete e

uma amizade há já longos anos.

ix

Aos Engs. Carlos Alcobia e Paulo Pires e ao Professor Doutor Celestino Ruivo, companheiros

das mesmas aventuras da investigação, sublinho as várias manifestações de estímulo recebidas ao longo

desta caminhada.

À Drª Filomena Ramalho pelas inestimáveis sugestões dadas no início deste trabalho e que se

revelaram fundamentais para a prossecução dos objectivos.

À Engª. Elsa Gaspar pelos preciosos contributos prestados na elaboração do Questionário de

Avaliação Pessoal.

Ao Nuno, Bruno, Carla, Filipe, Tiago, Luís e João, alunos da disciplina de Seminário da

Licenciatura em Engenharia Mecânica da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra

(FCTUC), com quem partilhei muitas viagens e horas de trabalho/convívio, que suscitaram discussões e

ideias, saliento a camaradagem estabelecida com uma palavra de agradecimento.

À SONAE uma palavra de reconhecimento muito especial pelo interesse que demonstraram neste

trabalho. Aderiram, com um espírito de colaboração notável, à proposta de estudo científico que lhes foi

endereçada, e desse modo possibilitaram a concretização de um objectivo importante. Registo, com

satisfação, que a iniciativa realizada no âmbito da presente dissertação abrangeu todo o território

continental e contou com o envolvimento de centenas de trabalhadores daquele grupo empresarial. Pela

importância que tiveram distingo com grande apreço o Engº. Mário Pedro Festa e a Drª. Amélia

Fontoura, cujos contributos foram, de facto, muito consideráveis.

À Direcção Regional de Agricultura, nomeadamente ao Engº. Jorge Batista e ao Drº. João Aldeia,

por partilharem comigo os seus conhecimentos sobre a realidade de alguns sectores de actividade com

situações de exposição ao frio e por me facultarem muitos dos contactos que proporcionaram avaliações

no terreno.

Ao Centro Tecnológico das Indústrias Têxtil e de Vestuário de Portugal (CITEVE), em particular

à Drª. Fátima Costa e ao Engº. Fernando Merino, pela parceria que foi possível estabelecer no decorrer

deste trabalho e que permitiram já iniciativas conjuntas que se esperam desenvolver no futuro.

A todas as empresas que participaram neste estudo que, ao autorizaram anonimamente e de forma

desinteressada a realização de medições, garantiram a concretização de uma componente essencial deste

trabalho.

Ao DEM da FCTUC, pelos meios disponibilizados e pelas facilidades concedidas.

À Associação para o Desenvolvimento da Aerodinâmica Industrial (ADAI), por me ter permitido

usufruir de diversos equipamentos que possibilitaram a realização de uma parte importante do trabalho

experimental.

Ao ISEC, e em particular ao DEM, pelo apoio institucional sempre presente.

x

Ao Instituto para a Segurança, Higiene e Saúde no Trabalho (ISHST), uma nota de

reconhecimento pelo interesse que tem demonstrado nos estudos de investigação relacionados com os

ambientes de trabalho com exposição ao calor e ao frio.

Ao PRODEP (Medida 5/Acção 5.3 -Formação Avançada de Docentes do Ensino Superior,

Concurso Público nº 2/5.3/PRODEP/2003 – Doutoramentos), pela atribuição da bolsa de estudo que

tornou possível a realização deste trabalho.

À minha mãe e aos meus irmãos dirijo uma palavra muito especial. Mais uma vez, viram-se

privados da minha presença em momentos e circunstâncias em que ela era requerida mas, ainda assim,

presentearam-me sempre com tolerância, compreensão e incentivos. Por isso, a Sofia e o Filipe, e de uma

forma muito particular a minha mãe, perto ou longe, foram determinantes para que eu pudesse concretizar

este trabalho. Que encontrem aqui uma expressão do meu maior reconhecimento.

À Célia, pelo muito que teve de abdicar e por repetidas vezes se ver confrontada com ausências e

momentos de grande distanciamento mental, o meu comovido agradecimento pelo incessante apoio

traduzido em ininterruptas demonstrações de encorajamento.

À minha filha Bárbara, no sorriso da qual fui encontrando o ânimo e a força necessários para

ultrapassar os obstáculos e os períodos de maior desânimo que aconteceram ao longo deste percurso. Os

primeiros passos, as primeiras brincadeiras e palavras, quantas vezes acompanhados com presenças

distantes, foram uma consequência deste trajecto paralelo, pelo que, para a “minha bebé”, deixo aqui

registado um testemunho do meu profundo afecto.

xi

Esta dissertação é essencialmente dedicada ao estudo de ambientes de trabalho caracterizados por uma elevada exposição ao frio, procurando dar um contributo esclarecedor sobre a realidade portuguesa nesta matéria já que o número de postos de trabalho envolvidos é significativamente superior ao inicialmente previsto pelo autor.

Começa-se por realçar alguns princípios relevantes sobre o conceito de isolamento térmico do vestuário e por enquadrar a exposição do ser humano a ambientes térmicos frios abordando, em detalhe, algumas das suas múltiplas perspectivas. Descrevem-se também os dispositivos experimentais utilizados durante os trabalhos, dando mais atenção aos que tiveram génese na presente contribuição.

Realizam-se ensaios em câmara climática e em túnel aerodinâmico com um manequim térmico, analisa-se a influência do vestuário e do movimento do corpo sobre as perdas de calor sensível em condições de convecção natural, mista e forçada e propõem-se correlações entre os parâmetros adimensionais que regem estes fenómenos. Apresentam-se os resultados de avaliações de isolamento térmico de peças individuais e conjuntos de vestuário e discutem-se as diferenças entre as metodologias de cálculo normalmente utilizadas com manequins térmicos. Neste contexto, anotam-se algumas considerações relativas à normalização das especificações de ensaio de avaliação do isolamento térmico do vestuário.

Procede-se à caracterização de ambientes térmicos de locais de trabalho em sectores de actividade que apresentam situações de exposição ao frio, comentando os resultados das medições dos parâmetros físicos do ambiente e a sua interpretação à luz do índice do Isolamento Térmico do Vestuário Requerido. Apontam-se medidas práticas de prevenção e sugerem-se actuações diversas, tendo em vista a melhoria das condições de trabalho e a redução dos efeitos nefastos sobre a saúde dos intervenientes. Numa perspectiva complementar, recorre-se a técnicas de análise subjectiva e propõe-se um questionário orientado para uma avaliação da exposição ao frio em ambientes industriais. A partir de uma amostra de 1575 inquéritos, provenientes de 17 distritos de Portugal continental, apreciam-se os resultados, referem-se as conclusões mais importantes e indicam-se sugestões de intervenção prioritária, com relevância para a temática da Segurança, Higiene e Saúde Ocupacionais.

xii

The present work is essentially dedicated to the study of cold thermal environments. A very first analysis in order to highlight the Portuguese reality in this particular field is also foreseen. In fact, the number of people working under such thermal conditions has shown to be much more meaningful than it was initially predicted by the author.

Some relevant principles related to the concept of clothing thermal insulation are described and the occupational exposure to cold thermal environments is characterized in detail. The required experimental devices are presented and special attention is given to those developed within this work.

The sensible heat losses from the body surface of a thermal manikin are experimentally studied in a climate chamber and in a wind tunnel, spanning natural, mixed and forced convection conditions. The effects of clothing and body movements are evaluated and experimental correlations between the classic non-dimensional parameters governing convective phenomena are proposed. Measurements of the thermal insulation of garments and clothing ensembles are performed. The evaluation methods of clothing thermal insulation based on thermal manikins are object of discussion. In addition, a few comments about the specific requirements of clothing thermal insulation tests are highlighted.

A field study comprising industrial thermal environments is carried out among activities with cold stress conditions. The evaluation of thermal stress level is mainly supported by measurements of the physical parameters, which are finally assessed in terms of the Required Clothing Insulation Index. This approach also comprises the definition of preventing measures, the implementation of good practices, the improvement of working conditions and the reduction of health problems related with cold environments. From a complementary point of view, a subjective evaluation of the cold exposure based on individual questionnaires is presented. The sample gathered, with 1575 questionnaires obtained across Portuguese main land, enables the discussion of several issues related to the worker and the workplace. According to the results, the main conclusions are underlined and priority actions are outlined in view of further improvements of Health and Safety at Work.

xiii

Agradecimentos……………………………………………………………...……….. vii Resumo……………………………………………………………………………….. xi Abstract………………………………………………………………………………. xii Índice…………………………………………………………………………………. xiii Nomenclatura………………………………………………………………………… xix Siglas e Acrónimos…………………………………………………………………… xxv

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO………….………………………………………... 1 1.1 - Generalidades………………………………………………………………….. 1

1.2 - Enquadramento………………………………………………………………... 8

1.3 - Motivação e Objectivos………………………………………………………... 11

1.4 - Estrutura……………………………………………………………………….. 13

PARTE I

CONCEITOS, METODOLOGIAS E DISPOSITIVOS DE AVALIAÇÃO EXPERIMENTAL CAPÍTULO 2 - CONSIDERAÇÕES SOBRE ISOLAMENTO TÉRMICO DO

VESTUÁRIO………………………………………………………………………... 21 2.1 - Introdução……………………………………………………………….…….. 21

2.2 - Isolamento Térmico da Camada Superficial de Ar, Ia………………………… 23 2.3 - Isolamento Térmico Total, IT………………………………………………….. 24 2.4 - Isolamento Térmico Efectivo, Icle……………………………………………... 24 2.5 - Isolamento Térmico Básico ou Intrínseco, Icl…………………………………. 25 2.5.1 - Estimativa do Isolamento Térmico Básico…………………………… 27

xiv

2.6 - Factor de Área do Vestuário, fcl……………………………………………...... 28 2.7 - Estimativa do Isolamento Térmico a partir da Massa, da Área Coberta e da

Espessura dos Tecidos…………………………………………………………. 31

2.8 - Resistência Evaporativa e Permeabilidade ao Vapor de Água………………... 33

2.9 - Isolamento Térmico em Condições Dinâmicas………………………………... 38

2.9.1 - Influência da Velocidade do Vento…………………………………… 40

2.9.2 - Influência da Velocidade de Passada…………………………………. 40

2.9.3 - Efeito Combinado de Variáveis………………………………………. 42

2.10 - Métodos de Cálculo de Isolamento Térmico………………………………….. 48

2.11 - Notas Finais.....…………………………..…….................................................. 51

CAPÍTULO 3 - O HOMEM E OS AMBIENTES TÉRMICOS FRIOS………… 53 3.1 - Introdução……………………………………………………………….…….. 53

3.2 - Efeitos Termofisiológicos da Exposição ao Frio……………………………… 54

3.2.1 - Termoregulação………………………………………………………. 55

3.2.2 - Temperatura Nuclear e da Pele……………………………………….. 57

3.2.1.1 - Temperatura Nuclear……………………………………….. 59

3.2.1.2 - Temperatura da Pele………………………………………... 62

3.2.3 - Vasoconstrição………………………………………………………... 66

3.2.4 - Arrepios………………………………………………………………. 67

3.2.5 - Piloerecção e Interrupção da Sudação………………………………... 67

3.3 - Classificação do Arrefecimento Corporal……………………………………... 68

3.4 - Patologias Provocadas pelo Frio………………………………………………. 73

3.4.1 - Hipotermia……………………………………………………………. 75

3.4.2 - Lesões Cutâneas e Subcutâneas………………………………………. 76

3.4.3 - Patologias Internas……………………………………………………. 79

3.5 - Índices de Stresse Térmico…………………………………………………….. 83

3.5.1 - Índice do Isolamento Térmico do Vestuário Requerido, IREQ………. 84 3.5.2 - Índice de Arrefecimento pelo Vento, WCI…..……………………….. 88 3.6 - Notas Finais..…………………………..………………………………………. 92

CAPÍTULO 4 - DISPOSITIVOS EXPERIMENTAIS…………………………… 93 4.1 - Introdução……………………………………………………………….…….. 93

4.2 - Câmara Climática……………………………………………………………… 94

4.3 - Manequins Térmicos…………………………………………………………... 97

xv

4.3.1 - Manequim Térmico “Maria”………………………………………… 100 4.3.1.1 - Sistema de Controlo e Monitorização………………………. 102

4.3.1.2 - Equação de Controlo………………………………………... 103

4.3.2 - Dispositivo de Simulação dos Movimentos de Marcha………………. 104

4.4 - Túnel Aerodinâmico…………………………………………………………… 108

4.5 - Outros Equipamentos………………………………………………………….. 109

4.5.1 - Monitor de Conforto Térmico………………………………………… 110

4.5.2 - Analisador de Climas Interiores……………………………………… 110

4.5.3 - Monitor de Stresse Térmico…………………………………………... 111

4.5.4 - Termómetro de Infravermelhos………………………………………. 112

4.5.5 - Instrumentação Utilizada nas Avaliações de Campo…………….…… 112

4.5.5.1 - Testo 445…………………………………………………… 113

4.5.5.2 - Testo 175-T2 e Testo 175-H2………………………………. 114

4.5.5.3 - Monitor de Ritmo Cardíaco………………………………… 115

4.5.5.4 - Procedimentos de Aquisição dos Parâmetros Físicos do Ambiente……………………………………………………. 115

4.4 - Notas Finais.....…………………………..……................................................. 120

PARTE II

ESTUDO DAS TROCAS DE CALOR ENTRE O CORPO HUMANO E O AMBIENTE

ABORDAGENS EXPERIMENTAIS COM UM MANEQUIM TÉRMICO

CAPÍTULO 5 - DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DOS COEFICIENTES DE TRANSMISSÃO DE CALOR POR CONVECÇÃO………………………… 123

5.1 - Introdução……………………………………………………………….…….. 123

5.2 - Fundamentação Física…………………………………………………………. 124

5.3.1 - Convecção…………………………………………………………….. 124

5.3.2 - Coeficiente de Transmissão de Calor por Convecção, hconv………….. 125 5.3.3 - Radiação………………………………………………………………. 129

5.3.4 - Coeficiente de Transmissão de Calor por Radiação, hrad…………….. 132 5.3 - Ensaios Realizados em Câmara Climática…………………………………….. 134

5.3.1 - Metodologia…………………………………………………………... 135

5.3.2 - Descrição dos Ensaios………………………………………………... 136

5.3.3 - Apresentação e Discussão de Resultados…………………………….. 137

5.3.3.1 - Condições Térmicas dos Ensaios…………………………… 137

xvi

5.3.3.2 - Resultados Globais…………………………………………. 138

5.3.3.3 - Resultados Locais…………………………………………... 143

5.4 - Ensaios Realizados em Túnel Aerodinâmico………………………………….. 148

5.4.1 - Descrição dos Ensaios………………………...……………………… 149

5.4.2 - Apresentação e Discussão de Resultados…………………………….. 154

5.4.2.1 - Influência dos Movimentos de Marcha…………………….. 154

5.4.2.2 - Influência do Vestuário……………………………….…….. 164

5.5 - Notas Finais.....………………………………………………………………… 170

CAPÍTULO 6 - MEDIÇÕES DE ISOLAMENTO TÉRMICO DO VESTUÁRIO………………………………………………………………………... 173

6.1 - Introdução........................................................………………………….…….. 173

6.2 - Metodologia Experimental…………………………………………………….. 174

6.3 - Estudo em Condições Estáticas………………………………………………... 175

6.3.1 - Peças Individuais……………………………………………………... 176

6.3.2 - Conjuntos……………………………………………………………... 178

6.4 - Estudo em Condições Dinâmicas……………………………………………… 181

6.3.1 - Conjuntos……………………………………………………………... 182

6.5 - Notas Finais.....………………………………………………………………… 187

PARTE III

AMBIENTES DE TRABALHO COM EXPOSIÇÃO AO FRIO

CAPÍTULO 7 - CARACTERIZAÇÃO DE AMBIENTES TÉRMICOS DE LOCAIS DE TRABALHO……….………………………………………………… 193

7.1 - Introdução……………………………………………………………….…….. 193

7.2 - Metodologia Experimental…………………….………………………………. 195

7.2.1 - Parâmetros Característicos do Ambiente.…………………………….. 197

7.2.2 - Metabolismo………………………………………………………….. 198

7.2.3 - Período e Duração das Medições……………………………………... 199

7.2.4 - Estimativa do Isolamento Térmico do Vestuário…………………….. 201

7.3 - Apresentação e Discussão de Resultados……………………………………… 202

7.3.1 - Parâmetros Físicos do Ambiente Térmico……………………………. 202

7.3.2 - Interpretação dos Resultados com Base no Índice IREQ……………... 216 7.3.3 - Considerações Gerais sobre os Resultados…………………………… 223

xvii

7.4 - Aspectos Preventivos………………………………………………………….. 227

7.5 - Auditorias de Ambientes Térmicos: Dificuldades….......................................... 232

7.6 - Notas Finais……………………………………………………………………. 234

CAPÍTULO 8 - AVALIAÇÃO SUBJECTIVA DA EXPOSIÇÃO AO FRIO…... 237 8.1 - Introdução………………………………………………………………...…… 237

8.2 - Questionário…………………………………………………………………… 240

8.3 - Recolha de Dados……………………………...……………………………… 244

8.4 - Apresentação e Discussão de Resultados........………………………………… 247

8.4.1 - Aspectos Gerais………………………………………………………. 248

8.4.2 - Patologias……………………………………………………………... 257

8.4.3 - Ambiente Térmico……………………………………………………. 259

8.4.4 - Vestuário de Protecção……………………………………………….. 264

8.5 - Análise Global de Resultados…………………………………….…………… 267

8.6 - Notas Finais.....…………………………..……................................................. 270

CAPÍTULO 9 - CONCLUSÃO………………………………………..…………… 273 9.1 - Considerações Finais………………………………………………………….. 273

9.2 - Perspectivas de Desenvolvimento Futuro…….……………………………….. 278

BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………. 281

ANEXOS…………………………………………………………………………….. 301 Anexo A – Expressões de Cálculo do Índice IREQ………………………………….. 303 Anexo B – Caracterização dos Sectores de Actividade, Parâmetros de Entrada e

Interpretação dos Resultados do Índice IREQ………………………………………... 311 B.1 - Caracterização dos Sectores de Actividade…………………………... 313

B.2 - Classes de Actividade Económica……………………………………. 324

B.3 - Parâmetros de Entrada e Interpretação dos Resultados do Índice IREQ………………………………………………………………….. 325

Anexo C – Isolamento Térmico do Vestuário………………………………………... 337

Anexo D – Coeficientes de Transmissão de Calor por Convecção…………………... 349

xix

Nesta secção inclui-se a notação mais frequentemente usada no presente

trabalho. Para facilitar a sua leitura, o significado de cada símbolo é

apresentado, geralmente, na zona do texto onde é referido pela primeira vez.

Procurou seguir-se a designação habitualmente adoptada na literatura da

especialidade e expressar cada uma das variáveis na unidade mais comum.

Símbolo Significado Unidade

Acl Área da superfície do corpo humano coberta por vestuário [m2]

Acl,i Área da superfície do corpo humano coberta por vestuário projectada na direcção i [m

2]

Acob Área da superfície do corpo humano coberta por vestuário expressa em percentagem ---

ADuBois Área da superfície do corpo humano nu [m2]

ADuBois,i Área da superfície do corpo humano nu projectada na direcção i [m2]

Ai Área da secção i do manequim térmico [m2]

Ar Área radiante efectiva do corpo humano [m2]

C Troca de calor por convecção [W/m2]

Cp,a Calor específico do ar [J/kg K]

Cres Troca de calor sensível por respiração [W/m2]

DLE Duração limite de exposição [min]

E Troca de calor por evaporação [W/m2]

Eres Troca de calor latente por respiração [W/m2]

etec Espessura do tecido, espessura do material têxtil [m]

xx

Símbolo Significado Unidade fcl Factor de área do vestuário ---

fcl,i Factor de área do vestuário na direcção i ---

fi Factor de área da secção i do manequim térmico ---

fr Fracção da superfície cutânea participante nas trocas de calor por radiação ---

g Aceleração da gravidade [m/s2]

Gr Número de Grashof ---

h Estatura do corpo humano [m]

hconv Coeficiente de transmissão de calor por convecção [W/m2 ºC]

hconv,i Coeficiente de transmissão de calor por convecção da secção i do manequim térmico [W/m

2 ºC]

hevap Coeficiente de transmissão de calor por evaporação [W/m2 kPa]

hfg Calor latente de vaporização da água [J/kg]

HR Frequência cardíaca [batimentos/min]

hrad Coeficiente de transmissão de calor por radiação [W/m2 ºC]

hrad,i Coeficiente de transmissão de calor por radiação da secção i do manequim térmico [W/m

2 ºC]

Ia Isolamento térmico da camada superficial de ar [m2 ºC/W, clo]

dinâmicoaI Isolamento térmico da camada superficial de ar em condições dinâmicas [m

2 ºC/W, clo]

Icl Isolamento térmico básico ou intrínseco do vestuário [m2 ºC/W, clo]

dinâmicoclI Isolamento térmico básico do vestuário em condições dinâmicas [m2 ºC/W, clo]

Icle Isolamento térmico efectivo do vestuário [m2 ºC/W, clo]

Icli Isolamento térmico básico de uma peça individual de vestuário [m2 ºC/W, clo]

Iclr Isolamento térmico básico resultante do vestuário [m2 ºC/W, clo]

Iclu Isolamento térmico efectivo de uma peça individual de vestuário [m2 ºC/W, clo]

IDinâmico Isolamento térmico do vestuário em condições dinâmicas [m2 ºC/W, clo]

IEstático Isolamento térmico do vestuário em condições estáticas [m2 ºC/W, clo]

im,a Índice de permeabilidade ao vapor da camada superficial de ar ---

im,cl Índice de permeabilidade ao vapor básico ou intrínseco do vestuário ---

im,cle Índice de permeabilidade ao vapor efectivo do vestuário ---

im,T Índice de permeabilidade ao vapor total do vestuário ---

IT Isolamento térmico total do vestuário [m2 ºC/W, clo]

dinâmicoTI Isolamento térmico total do vestuário em condições dinâmicas [m2 ºC/W, clo]

xxi

Símbolo Significado Unidade IT,i

Isolamento térmico total do vestuário da secção i do manequim térmico [m

2 ºC/W, clo]

IT,r Isolamento térmico total resultante do vestuário [m2 ºC/W, clo]

IREQ Índice do isolamento térmico do vestuário requerido [m2 ºC/W, clo]

IREQmínimo Índice do isolamento térmico requerido baseado no critério mínimo [m2 ºC/W, clo]

IREQneutro Índice do isolamento térmico requerido baseado no critério neutro [m2 ºC/W, clo]

ki Coeficiente de ponderação da temperatura da pele correspondente à secção i do manequim térmico ou do corpo humano ---

K Troca de calor por condução [W/m2]

Kf Condutibilidade térmica de um fluido [W/m K]

L Dimensão característica [m]

LR Relação de Lewis [ºC/kPa]

m Massa do corpo humano [kg]

M Metabolismo energético, taxa metabólica [W/m2]

Mi Metabolismo energético correspondente ao intervalo de tempo ti [W/m2]

Mm Metabolismo energético médio [W/m2]

Mshv Componente do metabolismo energético devido aos arrepios [W/m2]

mvest Massa do vestuário [kg]

Nu Número de Nusselt ---

NWC Novo índice de arrefecimento pelo vento [ºC]

p Permeabilidade do vestuário [l/m2 s]

ap Pressão de vapor de água no ar ambiente [kPa]

satexp,p Pressão de vapor de água saturado do ar expirado [kPa]

PMV Voto médio previsto ---

PPD Percentagem prevista de insatisfeitos ---

skp Pressão de vapor de água na superfície da pele do corpo humano [kPa]

sat,skp Pressão de vapor de água saturado na superfície da pele [kPa]

Q Fluxo de calor ganho ou perdido pelo corpo [Wh/m2]

convQ& Fluxo de calor por convecção [W/m2]

eQ& Fluxo de calor por evaporação na superfície da pele [W/m2]

Qlim Fluxo de calor máximo [Wh/m2]

radQ& Fluxo de calor perdido pelo corpo humano por radiação térmica [W/m2]

xxii

Símbolo Significado Unidade cn,radQ& Fluxo de calor radiante emitido por um corpo negro [W/m2]

s,radQ& Fluxo de calor radiante emitido por uma superfície real [W/m2]

sQ& Fluxo de calor sensível [W/m2]

i,sQ& Fluxo de calor sensível na secção i do manequim térmico [W/m2]

TQ& Fluxo de calor total [W/m2]

R Troca de calor por radiação [W/m2]

Re Número de Reynolds ---

Re,a Resistência evaporativa da camada superficial de ar [m2 kPa/W]

Re,cl Resistência evaporativa básica ou intrínseca do vestuário [m2 kPa/W]

Re,cle Resistência evaporativa efectiva do vestuário [m2 kPa/W]

Re,T Resistência evaporativa total do vestuário [m2 kPa/W]

dinâmicoT,eR Resistência evaporativa total do vestuário em condições dinâmicas [m2 kPa/W]

rh Humidade relativa ---

RT Tempo de recuperação [min]

S Carga térmica no corpo humano [W/m2]

ta Temperatura do ar ambiente, temperatura de bolbo seco [ºC]

Ta Temperatura absoluta do ar ambiente [K]

tabdómen Temperatura ao nível do abdómen [ºC]

tbhn Temperatura de bolbo húmido natural [ºC]

tca Temperatura do canal auditivo [ºC]

tcabeça Temperatura ao nível da cabeça [ºC]

tch Temperatura equivalente de arrefecimento pelo vento [ºC]

clt Temperatura média da superfície exterior do vestuário [ºC]

clT Temperatura absoluta média da superfície exterior do vestuário [K]

tcl,i Temperatura da superfície exterior do vestuário no ponto i [ºC]

Tcn Temperatura absoluta da superfície de um corpo negro [K]

Tcore Temperatura nuclear, temperatura central, temperatura interna, temperatura profunda do corpo [ºC]

Tenv Temperatura absoluta da envolvente [K]

tes Temperatura esofágica [ºC]

texp Temperatura do ar expirado [ºC]

tg Temperatura de globo negro [ºC]

xxiii

Símbolo Significado Unidade ti Intervalo de tempo i [s]

ti-a Temperatura intra-abdominal [ºC]

tm Temperatura média [ºC]

to Temperatura operativa [ºC]

tor Temperatura oral [ºC]

rt Temperatura média radiante [ºC]

rT Temperatura absoluta média radiante [K]

trad,asm Temperatura radiante assimétrica [ºC]

tre Temperatura rectal [ºC]

ts Temperatura de uma superfície [ºC]

Ts Temperatura absoluta de uma superfície [K]

tsc Temperatura do subclávio [ºC]

skt Temperatura média da superfície da pele do corpo humano [ºC]

skT Temperatura absoluta média da superfície da pele do corpo humano [K]

i,skt Temperatura média da superfície da pele da secção i do manequim térmico ou do corpo humano [ºC]

tti Temperatura timpânica [ºC]

ttornozelo Temperatura ao nível do tornozelo [ºC]

tur Temperatura da urina [ºC]

tva Temperatura da vagina [ºC]

u Velocidade do escoamento [m/s]

U0 Velocidade de referência do túnel aerodinâmico [m/s]

V& Caudal de ar respirado [kg/s]

va Velocidade do ar [m/s]

var Velocidade relativa do ar [m/s]

w Humedecimento cutâneo ---

W Trabalho mecânico externo [W/m2]

Wa Humidade absoluta do ar ambiente [kgH2O/kgar seco]

WBGT Índice de Temperatura de Bolbo Húmido e de Globo [ºC]

WCI Índice de arrefecimento pelo vento [W/m2]

Wexp Humidade absoluta do ar expirado [kgH2O/kgar seco]

ws Velocidade de passada, velocidade de marcha [m/s]

xxiv

Símbolos Estatísticos

Símbolo Significado

α Nível de significância estatística ---

ϕ Variância ---

ni Dimensão da amostra ---

p Probabilidade de erro associada ao nível de significância ---

s Desvio padrão ---

t Distribuição t de Student ---

x Valor médio ---

Caracteres Gregos

Símbolo Significado Unidade

δ Espessura da camada limite [m]

ε Emissividade ---

µ Viscosidade absoluta [N s/m2]

ν Viscosidade cinemática [m2/s]

θ Ângulo formado entre direcção da marcha e do vento [rad]

ρ Massa específica [kg/m3]

σ Constante de Stefan-Boltzmann (5,67 × 10-8 W/m2.K4) [W/m2 K4]

Índices inferiores

Símbolo Significado

i Parte i do corpo (1…16) do manequim térmico ---

xxv

ACGIH American Conference of Governmental Industrial Hygienists ADAI Associação para o Desenvolvimento da Aerodinâmica Industrial AIHA American Industrial Hygiene Association ASHRAE American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers CAE Classe de Actividade Económica CC Câmara climática CECAT Centro de Estudos de Condições e Ambientes de Trabalho CEE Comunidade Económica Europeia CITEVE Centro Tecnológico das Indústrias Têxtil e do Vestuário de Portugal EPI Equipamento de Protecção Individual EUROFOUND European Foundation for the Improvement of Living and Working Conditions FCTUC Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra IDICT Instituto de Desenvolvimento e Inspecção de Condições de Trabalho IGT Inspecção-Geral do Trabalho INE Instituto Nacional de Estatística INRS Institut National de Recherche et de Sécurité ISHST Instituto para a Segurança, Higiene e Saúde no Trabalho ISO International Organization for Standardization LAI Laboratório de Aerodinâmica Industrial NIOSH National Institute for Occupational Safety and Health OIT Organização Internacional do Trabalho OMS Organização Mundial da Saúde OSHA Occupational Safety and Health Administration OSHA.EU Agência Europeia para a Segurança e Saúde no Trabalho PME Pequenas e médias empresas SE Semana Europeia para a Segurança e a Saúde no Trabalho SHST Segurança, Higiene e Saúde no local de Trabalho SST Saúde e Segurança no Trabalho TA Túnel Aerodinâmico UE União Europeia