Dupla Proteção: revisão bibliográfica, legislação em outros países e resultados de ensaios no Brasil

São Paulo, 12 de dezembro de 2017.

Relatório Técnico

Dupla Proteção: revisão bibliográfica, legislação em outros países e resultados de ensaios no Brasil Utilização Combinada e Simultânea de Concha e Plugue Para: Coordenação-Geral de Normatização e Programas – CGNOR Departamento de Segurança e Saúde no Trabalho – DSST Ministério do Trabalho – MTb

De: CE-32:001.001 – Comissão de Estudo – Equipamentos de Proteção Auditiva Rua Avanhandava, 126 – 3º andar, Bairro Bela Vista, São Paulo/SP Fone: (11) 5058-8588 E-mail: cb32@abnt.org.br

Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) CE-32:001.001 – Comissão de Estudo – Equipamentos de Proteção Auditiva Rua Avanhandava, 126 – 3º andar, Bairro Bela Vista CEP 01306-901, São Paulo, São Paulo Fone: (11) 5058-8588 E-mail: cb32@abnt.org.br

Sumário Introdução .................................................................................................................................................... 3 Revisão Bibliográfica .................................................................................................................................... 3 Legislação em Outros Países ........................................................................................................................ 7 Estados Unidos da América ...................................................................................................................... 7 Canadá ...................................................................................................................................................... 7 Europa ...................................................................................................................................................... 7 Resultados de Ensaio de Dupla Proteção no Brasil ...................................................................................... 8 Conclusões.................................................................................................................................................... 9 Revisão Bibliográfica ................................................................................................................................ 9 Legislação em Outros Países .................................................................................................................... 9 Resultados de Ensaio de Dupla Proteção no Brasil ................................................................................ 10 Referências ................................................................................................................................................. 10 Anexo A – Legislação no Canadá sobre Dupla Proteção ............................................................................ 11

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Introdução A dupla proteção é a utilização simultânea de um protetor auditivo do tipo concha e de um do tipo plugue. Em alguns casos a atenuação de um único protetor auditivo não é suficiente para proteger de maneira satisfatória o sistema auditivo dos usuários. Com a utilização de dois protetores auditivos combinados é possível obter uma atenuação mais elevada que a maior atenuação estimada de um dos dois tipos de protetores auditivos, provendo assim uma maior proteção aos usuários expostos a níveis elevados de pressão sonora. A dupla proteção então representa uma solução, fornecendo uma atenuação maior.

Este relatório técnico apresenta uma revisão bibliográfica de artigos publicados em periódicos técnicos sobre a estimativa da atenuação de ruído fornecido pela utilização da dupla proteção (combinação de protetores auditivos), a legislação em outros países quanto a dupla proteção e resultados de ensaio de dupla proteção no Brasil. Tendo por objetivo fornecer informações técnicas para auxiliar a comissão de estudo CB32:001.001 e o Ministério do Trabalho (MTb) na tomada de decisão quanto a possibilidade normatizar a utilização da dupla proteção.

Revisão Bibliográfica Berger (1983) realizou um estudo com dados de atenuação de ruído de protetores auditivos ensaiados no laboratório da E-A-R Division Acoustical Laboratory pelo método subjetivo de acordo com a Norma ANSI S3.19-1974. Neste estudo ele avaliou a atenuação de ruído de 3 protetores auditivo do tipo plugue e 4 do tipo concha individualmente e combinados entre si. A Figura 1 apresenta a atenuação média e desvio padrão estimado nos ensaios dos protetores auditivo do tipo plugue e concha individualmente.

Figura 1 - Atenuação média e desvio padrão obtido para os ensaios individuais

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A Figura 2 apresenta a atenuação média e desvio padrão estimado nos ensaios de uma combinação de plugue e concha e de várias combinações de plugue com um único concha.

Figura 2 - Atenuação média e desvio padrão obtido para os ensaios combinados

A atenuação da combinação dos protetores auditivos em cada banda de frequência é de no mínimo 5 dB a mais que a atenuação de cada um dos protetores auditivos individualmente, conforme pode ser visto no gráfico da esquerda da Figura 2. Apesar disso, constatou-se que a atenuação obtida pela combinação dos protetores auditivos não é a soma algébrica da atenuação individual de cada um. Isto ocorre devido ao acoplamento mecânico entre os protetores auditivos através do tecido do corpo humano, do volume de ar entre os dois protetores auditivos e, também, devido a limitação da atenuação da transmissão do som via ossos e tecidos1.

Berger conclui que não foi possível desenvolver uma sistemática para estimar a atenuação de ruído da combinação de protetores auditivos baseado na atenuação individual de cada um. Além disso, a utilização da dupla proteção pode gerar um aumento real de até 15 dB na atenuação fornecida ao usuário, por banda de frequência. E que houve um ganho de 7 a 17 dB no número único de atenuação, NRR, dos protetores auditivos combinados em relação aos tipos plugue e um ganho de 3 a 14 dB dos protetores auditivos combinados em relação aos tipos concha. Por fim ele cita que a utilização de protetores auditivos combinado fornece um ganho significativo em baixas e médias frequências quando comparado com a atenuação individual de cada um.

Damongeot et. al. (1989) realizaram um estudo com dados de atenuação de ruído de protetores auditivo pelo método subjetivo, descrito na Norma ISO 4869, com o objetivo de desenvolver uma fórmula empírica para estimar a atenuação de ruído de protetores auditivos combinados. Os dados utilizados foram retirados de 5 laboratórios, um americano, três europeus e um australiano. Eles

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Lembrando que uma parcela do som é transmitida através dos ossos e do tecido. Este caminho é importante apenas para protetores auditivos que fornecem uma atenuação superior a 40 dB.

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descrevem que em ambientes com mais de 120 dB a utilização de apenas um protetor auditivo não é suficiente e que a utilização de um protetor auditivo tipo plugue com um capacete ou um protetor auditivo tipo plugue com um tipo concha pode ser recomendado para proteger o sistema auditivo do trabalhador. Este estudo consistiu em desenvolver uma fórmula empírica para estimar o ENR2 dos protetores auditivos combinados, utilizando o ENR de cada protetor auditivo ensaiado separadamente.

Eles concluíram que a utilização de protetores auditivos combinados pode gerar um aumento real entre 5 e 10 dB na atenuação fornecida ao usuário. A fórmula desenvolvida nesse estudo não forneceu precisão suficiente para estimar a atenuação de protetores auditivos combinados através da atenuação individual de cada protetor auditivo.

Behar (1990) realiza um estudo para verificar se a fórmula desenvolvida por Damongeot et. al. (1989) pode ser otimizada para obter uma melhor precisão. Além disso, ele avaliou se poderia utilizar outra sistemática para estimar a atenuação de ruído de protetores auditivo combinados utilizando a atenuação individual de cada um. Behar (1990) utilizou os mesmo dados utilizados por Damongeot et. al. (1989) e aplicou uma sistemática diferente nos dados de ensaio, chegando à conclusão de que o ganho da combinação de protetores auditivo é da ordem de 0,6 a 12 dB. Ele conclui que: • •

•

A atenuação estimada do uso de protetores auditivos combinado sempre será maior que a maior atenuação individual dos protetores auditivos utilizados; A atenuação total é uma combinação muito complexa das atenuações individuais que não podem ser simplesmente relacionadas a menor atenuação dos protetores auditivos e a atenuação individual de cada um; A atenuação combinada só pode ser conhecida a partir dos dados obtidos do ensaio de atenuação de ruído de protetores auditivos combinados. A extrapolação dos dados das atenuações individuais para atenuação combinada pode levar a conclusões errôneas.

Abel e Armstrong (1992) realizam ensaios de atenuação de ruído em 2 protetores auditivos do tipo plugue e 2 do tipo concha, individualmente e combinados entre si, utilizando o método subjetivo de acordo com a Norma ANSI S12.6-1984.

A Figura 3 apresenta a atenuação de ruído obtido dos protetores auditivos tipo plugue e concha ensaiados individualmente e combinados. A sigla EP é referente ao modelo do tipo plugue E-A-R foam plug, BP referente ao modelo tipo plugue Bilsom Soft Plug, EM referente ao modelo tipo concha E-A-R 3000 muff e BM referente ao modelo tipo concha Bilsom 2315 muff. Ao analisar a figura, observa-se que houve um ganho de 1,6 a 6,6 dB, em cada banda de frequência, dos protetores auditivos ensaiados de forma combinados em relação aos ensaios individuais. Para verificar se esse ganho na atenuação da combinação dos protetores auditivos é estatisticamente significante foi aplicado o método ANOVA nos dados dos ensaios. Concluiu-se que a atenuação da combinação de protetores auditivos é estatisticamente significante quando comparado a atenuação individual de cada protetor auditivo.

Dessa forma, Abel e Armstrong (1992), concluíram que o experimento demonstrou que houve um ganho real na atenuação quando os protetores auditivos são utilizados de forma combinada.

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ENR – Estimated Noise Rating, esse número único foi apresentado na Norma ISO 8353. O SNR é o número único atualmente utilizando na Europa e que substituiu o ENR.

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Figura 3 - Atenuação dos 2 protetores auditivos tipo plugue e concha, ensaiados individualmente e combinados

Behar e Kunov (1999) realizam um experimento para avaliar a perda de inserção de 16 combinações de protetores auditivos, compostas por 4 plugues e 4 conchas, medidos em uma cabeça artificial. O objetivo do estudo era verificar se o ganho de atenuação de ruído devido à combinação é de 5 dB a mais que a maior atenuação individual dos protetores auditivos. O resultado desse estudo indicou um intervalor de ganho de atenuação de 2 a 14 dB e um ganho médio de 7 dB. Constatou-se assim que o intervalo de ganho devido à combinação de protetores auditivos é muito amplo, concluindo que a atenuação de ruído obtida pela combinação de protetores auditivos não pode ser estimada e deve ser determinada através de ensaios.

De acordo com Berger et. al. (2000), a utilização de protetor auditivo do tipo plugue com protetor auditivo do tipo concha fornece, tipicamente, um aumento na atenuação ao usuário. Eles descrevem que não existe uma fórmula empírica ou teórica com precisão suficiente para estimar a atenuação da combinação de protetores auditivos.

Gerges (2003) corrobora com a afirmação de Berger (2000), citando que “não existe método teórico ou empírico confiável para predição da atenuação fornecida por dois protetores auditivos utilizados simultaneamente”.

Abel e Odell (2006) realizam um estudo para verificar a atenuação obtida pela combinação de protetores auditivos utilizando o método subjetivo de acordo com a Norma ANSI S12.6-1997. Nesse estudo 1 protetor auditivo do tipo concha foi combinado com 2 protetores auditivos do tipo plugue. Eles concluíram que pode haver um ganho significativo na atenuação de ruído em baixas frequências devido à combinação de protetores auditivos.

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Legislação em Outros Países Estados Unidos da América A OSHA3 em seu regulamento 1910.95(i) descreve que o empregador deve fornecer protetores auditivos para os empregados expostos a níveis de ruído acima de 85 dBA para jornadas de trabalho de 8 horas diárias. No regulamento 1910.95(j) descreve que o protetor auditivo selecionado deve fornecer atenuação suficiente para o nível de ruído do ambiente laboral. Em seu manual técnico, no capitulo 2, item J, seção 4, descreve que se o protetor auditivo tipo concha, plugue ou capa de canal não fornecer atenuação suficiente para o ruído do ambiente laboral, deve-se utilizar protetor auditivo tipo concha e plugue combinado (dupla proteção). Em seu Apêndice E, a OSHA, descreve que, quando o usuário utiliza o protetor auditivo combinado, deve adicionar 5 dB ao NRR da maior atenuação dos dois protetores auditivos combinados.

A EPA4, responsável pela certificação de protetores auditivos, descreve em seu CFR5 40, capítulo 1, subcapítulo G, parte 211, a sistemática de certificação e o que é considerado protetor auditivo. Em nenhum momento é mencionado a dupla proteção.

A NIOSH, em seu manual de exposição ocupacional ao ruído, cita que o uso de protetores auditivos combinados (dupla proteção) deve ser utilizado quando há exposição ao ruído superior a 100 dBA. Descreve ainda que essa combinação deve adicionar de 5 a 10 dB na maior atenuação dos dois protetores auditivos combinados.

Canadá De acordo informações fornecidas por Alberto Behar6, no Canadá é utilizada a Norma CSA Z94.2-14 – Hearing protection devices – performance, selection, care and use para ensaio de atenuação de ruído de protetores auditivos. Além disso, esta Norma especifica sistemáticas para seleção adequada do protetor auditivo de acordo com o nível de ruído do ambiente, nesta sistemática é mencionada a utilização de protetores auditivos combinados (dupla proteção). Ela cita também que, utiliza-se a regra dos 5 dB quando for utilizado o protetor auditivo tipo plugue combinado com concha. A regra do 5 dB impõe que seja somado 5 dB no maior NRR entre os dois protetores auditivos combinados. Apesar disso, essa Norma não é citada na legislação, não sendo compulsória.

Europa De acordo com a European Agency for Safety & Health Work (OSHA Europe), a dupla proteção deve ser utilizada quando os protetores auditivos tipo concha e plugue não fornecerem atenuação suficiente para o nível de ruído de um ambiente laboral. A OSHA cita que não há como estimar a atenuação da 3

OSHA – Occupation Safety and Health Administration – Departamento de Trabalho EPA – Environmental Protection Agency – Agência de Proteção Ambiental 5 CRF – Code of Federal Regulations – Código Federal de Regulamentação 6 Informações foram fornecidas através de e-mail trocados com Rafael Gerges em 10/11/2017, conforme Anexo A 4

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combinação de protetores auditivos do tipo concha e plugue através da atenuação individual de cada um e que a única forma de estimar tal atenuação é através do ensaio de atenuação de ruído da combinação dos protetores auditivos. A Diretiva Europeia 2003/10/EC, responsável por regular as condições mínimas de segurança para a exposição ao ruído, não menciona em nenhum momento a dupla proteção.

Resultados de Ensaio de Dupla Proteção no Brasil Atualmente no Brasil temos o resultado de apenas 1 ensaio de atenuação de protetores auditivos combinados. A Figura 4 apresenta o resultado de ensaio de atenuação de ruído de uma combinação de dupla proteção realizado de acordo com a Norma ANSI S12.6-2008 Método B.

Figura 4 - Resultado da atenuação de ruído de uma combinação de dupla proteção

Através da Figura 4 observa-se que houve um ganho de 2 dB no NRRsf da dupla proteção em relação ao protetor auditivo tipo concha, não sendo um grande ganho. Apesar disso, constata-se que houve ganho significativo de atenuação da dupla proteção por banda de frequência. Em 2000 Hz e 4000 Hz, bandas de frequência de maior ganho, houve um incremento de 8 dB. Em 1000 Hz houve um efeito inesperado, a atenuação da dupla proteção foi 1 dB menor que a atenuação do protetor auditivo tipo Dupla Proteção

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concha. A média de ganho de atenuação entre as bandas de frequência é de 5 dB, que é um valor considerável, fornecendo um ganho de proteção auditiva real.

A Tabela 1 apresenta o desvio padrão por banda de frequência do ensaio de atenuação de ruído de uma combinação de dupla proteção, apresentado na Figura 4. Nota-se que o desvio padrão do ensaio de dupla proteção apresentou valores maiores que nos ensaios individuais dos protetores auditivos do tipo plugue e concha. Este fato explica o baixo incremento do valor NRRsf em relação ao protetor auditivo tipo concha.

Tabela 1 - Desvio padrão da atenuação de ruído de uma combinação de dupla proteção

Banda de Frequência Dupla Proteção Concha Plugue

125 Hz 7 2 6

Desvio Padrão [dB] 250 Hz 500 Hz 1000 Hz 6 6 4 1 2 3 5 6 3

2000 Hz 4 2 3

4000 Hz 4 3 8

8000 Hz 4 4 7

Conclusões Conforme apresentado, quando há níveis de pressão sonora superiores a 100 ou 105 dBA é recomendado o uso de protetores auditivos tipo plugue e concha simultaneamente (dupla proteção). O ganho de atenuação obtido pela utilização da dupla proteção é uma faixa extensa que pode variar de 0 a 15 dB. Não é possível estimar a atenuação da dupla proteção somente com o ensaio de atenuação de cada protetor auditivo separadamente. Algumas legislações orientam que deve-se adicionar 5 dB de atenuação na maior atenuação individual da combinação.

Revisão Bibliográfica De acordo com os trabalhos de pesquisados apresentados, chegou-se a um consenso de que não há uma fórmula precisa para estimar a atenuação combinada de dois protetores auditivos a partir da atenuação individual de cada um. Os resultados apresentados mostram que a combinação de protetores auditivos pode fornecer um incremento de até 15 dB de atenuação. Entretanto, para estimar a atenuação combinada de dois protetores auditivos é necessário realizar o ensaio de atenuação de ruído.

Legislação em Outros Países Quanto a legislação nos EUA, observa-se que a NIOSH e o OSHA reconhecem a utilização de protetores auditivos combinados (dupla proteção) como uma forma de proteger a audição em ambientes de trabalho com níveis altos de ruído. Conclui-se que nos EUA a dupla proteção é reconhecida legalmente pelo Estado.

Quanto a legislação Canadense, observa-se que existe uma norma técnica que prevê a utilização da dupla proteção, apesar disso, não há uma legislação federal mencionando a dupla proteção, e inclusive, não há uma legislação federal mencionando a proteção auditiva e a sistemática de certificação da mesma.

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Quanto a legislação na Europa, não há menção da dupla proteção na Diretiva Europeia 2003/10/EC, responsável por regular a as condições mínimas de segurança para a exposição ao ruído. Apesar disso, a OSHA Europeia reconhece a utilização de protetores auditivos simultaneamente e menciona que é necessário realizar o ensaio para estimar a atenuação da combinação

Resultados de Ensaio de Dupla Proteção no Brasil Atualmente temos apenas 1 resultado de ensaio de protetores auditivos tipo plugue e concha combinados. O resultado apresentado na Figura 4 evidencia que a utilização de protetores auditivos combinados (dupla proteção) traz um incremento real de atenuação em relação ao uso individual de protetores auditivos. O incremento no valor do NRRsf pode não ter sido considerado alto, mas se observa um ganho considerável de atenuação em algumas bandas de frequência. Pode se concluir que a utilização de protetores auditivos tipo plugue e concha combinados traz um ganho real de proteção auditiva ao usuário.

Referências ABEL, S. M.; ARMSTRONG, N. M. The Combined Sound Attenuation of Earplugs and Earmuffs.

Applied Acoustic, v. 36, p. 19-30, 1992.

ABEL, S. M.; ODELL, P. Sound Attenuation from Earmuff and Earplug in Combination: Maximum Benefits vs. Missed Information. Aviation, Space and Environmental Medicine, v. 77, p. 899-904, 2006.

BEHAR, A. Sound Attenuation from Combination of Earplugs and Earmuffs. Applied Acoustic, v. 32, p. 149-158, 1991.

BEHAR, A.; KUNOV, H. Insertion loss from double protection. Applied Acoustic, v. 57, p. 375-385, 1999.

BERGER, E. H. Laboratory attenuation of earmuffs and earplugs both singly and in combination.

American Industrial Hygiene Association Journal, v. 44, p. 321-329, 1983.

BERGER, E. H.; ROYSTER, L. H.; ROYSTER, J. D.; DRISCOLL, D. P. LAYNE, M. The Noise Manual. 5. ed.

Fairfax (EUA): American Industrial Hygiene, 2000.

DAMONGEOT, A.; LATAYE, R.; KUSY, A. An Empirical Formula for Predicting the Attenuation given

by Double Hearing Protection (Earplug and Earmuff). Applied Acoustic, v. 28, p. 169-175, 1989.

GERGES, S. N. Y. Protetores Auditivos. 1. ed. Florianópolis, NR Editora, 2003.

NIOSH. Occupational Noise Exposure, 1998.

OSHA. Technical Manual. Acessado em 9 de novembro de 2017.

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Anexo A – Legislação no Canadá sobre Dupla Proteção

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