5.1. Introdução

O objetivo principal dos protetores auditivos é reduzir a um nível aceitável, os ruídos excessivos aos quais o usuário está exposto. Os tampões, em geral, são menos eficazes que as conchas. A eficiência de ambos pode ser comprometida se forem colocados de maneira incorreta.

Para comparar a redução do ruído com tipos diferentes de protetores, os ensaios de atenuação de ruído devem ser feitos de acordo com as normas nacionais ou internacionais. Os fabricantes devem relatar as técnicas de ensaio utilizadas e os laboratórios onde os ensaios foram feitos. Protetores que não possuam dados confiáveis de redução dos níveis de ruído medidos num laboratório credenciado, não devem ser considerados.

As instruções de colocação dos protetores deverão ser fornecidas pelo fabricante e seguidas pelo usuário. Tais instruções deverão ser baseadas nas condições de ensaio especificadas nas normas usadas. Por exemplo, para pessoas que usam óculos com armação lateral, a atenuação obtida durante o uso pode ser menor do que a especificada pelos ensaios. Neste caso, deve-se buscar uma colocação que permita a utilização eficaz de ambos os equipamentos. Além dos níveis de atenuação dos protetores, devem também ser relatadas as variâncias dos resultados dos ensaios (que são devidas às diferenças anatômicas entre os indivíduos envolvidos durante os testes) e as diferenças entre as diversas amostras do tipo de protetor ensaiado. Os limites inferiores de atenuação podem ser determinados, subtraindo um ou dois desvios padrão da atenuação média do protetor considerado, neste caso, a confiabilidade atingida será respectivamente 84% e 98%, considerando a variação estatística Gaussiana. A figura 5.1 mostra as atenuações e os desvios padrão de um protetor típico. Estas informações são obtidas de ensaios normalizados e fornecidos por fabricantes (ver item 5.2).

5.2. Ensaios de Atenuação do Ruído

A primeira norma sobre procedimentos de ensaio de atenuação de ruído em laboratórios é da ANSI Z 24.22/1957. Esta norma foi revisada com posterior publicação da ANSI S3.19/1974 (e ASA STD 1/1975) que por sua vez foi revisada novamente com publicação da ANSI S 12.6-1984 (similar as normas ASA 55-1984 e ISO 4869-1990) e recentemente da ANSI S12.6 - 1997.

A norma ANSI Z 24.22 especifica uma câmara anecóica com campo acústico direcional. O campo acústico gerado é de tons puros com alto-falantes posicionados diagonalmente à pessoa sentada. A norma ANSI S 3.19-1974 especifica que a sala de teste teve ter um tempo de reverberação 0,5 < T < 1,6 segundos e o campo sonoro no seu interior deve ser gerado por bandas de 1/3 de oitava. Para a ANSI S 12.6-1984 ou 1997(ou ISO 4869-1), o tempo de reverberação da sala de teste deve ser T < 1,6 segundos. Todas as normas descrevem procedimentos de laboratório para medição da atenuação de ruído fornecido pelo protetor auditivo. Essas não são normas de qualificação ou aceitação do protetor. A medição de atenuação é baseada na determinação do limiar de audição de um indivíduo sem protetor e com protetor. A diferença entre as duas medidas fornece a perda por inserção (atenuação) do protetor. No caso do método objetivo da norma ANSI S 3.19-1974 (ou ISO 4869-3), usando cabeça artificial, a atenuação é dada pela diferença entre os níveis com e sem protetor. As normas de ensaios objetivos com cabeça artificial; ANSI 3.19-1974 e ISO 4869-3 são normas simplificadas e geralmente usadas para controle de qualidade e desenvolvimento de produto. Todas as normas são válidas para ensaiar protetores lineares, isto é, a atenuação do protetor não depende dos níveis usados durante o ensaio. Protetores com filtro (passa-banda), válvula, orifício, amplificação eletrônica ou com cancelamento ativo, são não-lineares.

A tabela 5.1 mostra a comparação entre as quatro normas para o método subjetivo. A norma ANSI S3.19-74, em seu contexto, possui a descrição de um método objetivo usando uma cabeça artificial, eliminando a necessidade do uso de pessoas para a realização dos ensaios e fornecendo melhor repetibilidade dos resultados. Os resultados são comparativos e são usados também para o desenvolvimento do protetor e de controle de qualidade. No método subjetivo, as atenuações medidas ficam mais perto dos valores reais do que no método objetivo, pois levam em consideração o caminho de transmissão via óssea. Por outro lado, é um método demorado, caro e precisa de câmara especial com T < 1,6 seg. As normas ISO 4869-3 usa o método objetivo e são similares à norma ANSI S3.19 (método objetivo). A figura 5.2 mostra as dimensões padrão da cabeça artificial especificada na ANSI 3.19-1974. O material da cabeça deve fornecer um isolamento acústico adequado. A cabeça existente na UFSC é feita de ferro fundido pesando 17,6 kg. A colocação do microfone e pré-amplificador deve ser feita sob pressão para diminuir o vazamento sonoro. O furo do microfone de pressão (de ½'' ou 1'') deve ser perpendicular à face de teste e sua membrana deve estar no mesmo plano da cabeça. Um material macio simulando a pele humana deve ser usado, por exemplo Sorbothane.

A tabela 5.2 mostra a diferença básica entre as normas ANSI e ISO para o método objetivo, mostrando os principais requisitos para qualificação da cabeça e campo sonoro dentro da câmara reverberante.

Desde o desenvolvimento da ANSI Z24.22-1957, métodos de atenuação de ouvido real no limiar de audição (REAT) para a medição da atenuação de ruído de dispositivos de protetores auditivos, tem sido amplamente utilizados e descritos na literatura. Em anos subseqüentes, foram desenvolvidos e testados muitos procedimentos adicionais, e em alguns casos padronizados, mas o procedimento de atenuação de ouvido real permaneceu como o mais comum e aceito [Berger, 1986]. Geralmente reconhece-se os dados do REAT como os que apresentam a mais precisa medida de redução de ruído fornecido por dispositivos convencionais com níveis independentes (protetores lineares), para uma condição de teste específico, isto é, para os indivíduos que foram testados e da forma como os dispositivos sob teste foram colocados.

Existe na comunidade profissional e dentro da literatura científica uma grande controvérsia, isto é, a aplicabilidade dos dados de REAT medidos em laboratório para ambientes do mundo real. Em outras palavras, os dados são válidos para aplicação fora do laboratório. Eles fornecem um indicador útil da atenuação desejada por grupos das pessoas que usam os protetores de audição diariamente para proteção a exposições de ruído profissionais ou recreativas?

Começando em meados dos anos 70 e continuando até os 90, estudos mostram que a atenuação medida em campo de protetores auditivos é substancialmente menor que aquela que seria obtida em testes feitos em conformidade com as normas de ANSI anteriores, S3.19-1974 e S12.6-1984. Esta divergência é especialmente problemática considerando a importância que muitos compradores de protetor de audição e usuários dão importância aos dados de atenuação publicados.

Idealmente, a aproximação dos dados de laboratório versus o mundo real iria melhorar o desempenho no campo colocando-o mais próximo aos dados de laboratório, mantendo em mente que, sob nenhuma hipótese, pode-se conseguir os dados ótimos de laboratório em condições de campo.

Indiferentemente, a maioria concorda que a prática industrial de conservação de audição deve ser aumentada de forma que a performance do protetor auditivo no mundo real seja percebida. Porém, também está claro que um método de laboratório para medir a atenuação do protetor auditivo que produz dados que se correlatam mais aproximadamente com os dados existentes, ou igual do campo, seria uma valiosa ferramenta de predição.

O Grupo de Trabalho da ANSI responsável por esta norma investiu em um projeto para desenvolver um procedimento para obter estimativas de desempenho de campo mais válido. Assim, vários procedimentos de normas foram avaliados e testados por um estudo piloto e também por um estudo completo de comparação interlaboratorial. Os resultados, que foram resumidos e apresentados em três partes, forneceram uma justificativa científica para o procedimento de colocação pelo ouvinte, o qual foi incorporado nesta norma [Berger e Franks, 1996; Royster et al., 1996; Franks et al., 1996].

A colocação de protetores auditivos supervisionada pelo experimentador (isto é, colocação dos dispositivos de forma muito cuidadosa), que era a única opção na versão anterior da ANSI S3.19-1974 e S12.6 - 1984, pretende descrever os limites superiores do desempenho do protetor auditivo. Este procedimento pode ser útil para desenvolver uma melhor compreensão teórica de como os protetores auditivos bloqueiam o som e se adaptam à cabeça ou ao canal do ouvido. Porém, tais dados fornecem uma percepção inadequada no desempenho de protetores auditivos quando considerações do mundo real a cerca dos fatores humanos devem ser levados em conta. Uma vez que a interface entre o protetor auditivo e a cabeça ou canal do ouvido é um determinante crítico da atenuação a ser alcançada, e como é fortemente controlada pelo dispositivo e como ele é usado (especialmente para protetores de inserção), considerações dos fatores humanos devem ser incluídos no modelo de laboratório caso estimativas válidas de campo estão para ser obtidas.

Em reconhecimento a importância da interface cabeça/protetor auditivo/canal do ouvido, normas laboratoriais para métodos de medição de atenuação em protetores auditivos envolvem o uso dos dispositivos sob teste por indivíduos humanos. O valor de usar indivíduos humanos, em contrapartida a artefatos de teste em instalações acústicas, não deve ser negligenciado no desenvolvimento de procedimentos para teste. A manutenção do fator humano na equação, produz o potencial para desenvolver um procedimento baseado em laboratório que modela mais de perto as condições de campo.

No que diz respeito a importância do uso de indivíduos humanos, deve-se considerar que o experimentador interagindo com os ouvintes pode levar a uma variação nos resultados medidos. O experimentador pode influenciar drasticamente os dados pela maneira como seleciona, trata, supervisiona, motiva e ajusta os protetores nos ouvintes, em particular pelas próprias percepções do experimentador sobre como o protetor auditivo seria usado e como seria esperado funcionar. A utilidade dos dados de laboratório na predição da performance de campo em uma dada aplicação será determinada em grande parte pelo grau de correspondência entre os procedimentos de laboratório para ajuste de protetores auditivos e aqueles encontrados no mundo real.

A seleção do método de ensaio da norma ANSI S12.6-1997, seja, método A ou método B, é baseada na aplicação desejada.

O procedimento descrito pelo método A, corresponde aproximadamente aos procedimentos usados nas normas, ANSI S12.6-1984, ANSI S3.19-1974 e ISO 4869-1. Tais resultados são úteis para projetar protetores auditivos, para fornecer um conhecimento teórico das limitações de desempenho e nos testes rotineiros de garantia de qualidade.

O procedimento descrito pelo método B tem por objetivo fornecer uma aproximação dos limites máximos de atenuação no mundo real que podem ser esperados para grupos de usuários expostos a ruído ocupacional (ver figura 5.3).

Indivíduos devidamente treinados e motivados podem potencialmente obter maior atenuação do que a obtida com o método B, chegando mais próximo aos valores obtidos com o método A, especialmente para protetores auditivos tipo concha.

No entanto, valores de atenuação obtidos pelo método B, se aproximam mais ao desempenho dos protetores auditivos em situações reais de uso. [Gerges, 1999]

Os métodos desta norma se aplicam aos protetores auditivos passivos convencionais, bem como, aos dispositivos eletrônicos quando estes estão desligados. Outros dispositivos como conjuntos para comunicação tipo "headset", capacetes, roupas pressurizadas e outros sistemas com características de atenuação sonora podem incorporar também a função de proteção auditiva. Os dispositivos também podem ser combinados entre si, por exemplo, protetores de inserção usados em conjunto com protetores tipo concha ou com capacetes.

A Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT, através da CENA Acústica, aprovou em 1987 a formação de um grupo de trabalho (GT06/03), sob a coordenação do autor deste livro, para elaboração de texto da norma nacional de ensaio de atenuação. O grupo foi formado por especialistas da UFSC, do Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (INMETRO), do Instituto de Pesquisa e Tecnologia de São Paulo (IPT), da FUNDACENTRO e do Instituto de Elétrica e Eletrônica da USP; além da participação dos fabricantes de protetores, da Associação Nacional da Indústria de Material de Segurança e Proteção no Trabalho (ANIMASEG) e de alguns usuários de grandes entidades e empresas estatais e federais. O grupo elaborou dois textos: um baseado no método objetivo da ANSI S3.19/74 e ISO/DIS 6290 para ensaios de protetores tipo concha, usando cabeça artificial, e outro baseado na ANSI S 12.6/84. Ensaios efetuados em dez protetores tipo concha, na UFSC, no IPT e na FUNDACENTRO, mostraram variação nos valores medidos causados, provavelmente, por diferenças entre as salas de teste usadas. Deve-se observar que a cabeça artificial e os protetores usados foram os mesmos. Contudo, tais variações mostraram a mesma ordem de grandeza das obtidas em ensaios em vários laboratórios nos EUA.

Em 1997 este grupo foi reestruturado sob um novo grupo da ABNT e da ANIMASEG (CE 32:001.01) e está trabalhando considerando as novas normas especialmente da ANSI S12.6 - 1997.

5.3. Laboratório de Ruído Industrial da UFSC (LARI)

O LARI é composto de instalação física, equipamentos de medições e análise de ruído e vibrações e recursos humanos qualificados. A câmara acústica do LARI é qualificada conforme as normais internacionais de ISO e ANSI (ver figura 5.4). A qualificação da câmara é feita conforme os requisitos das normas nos seguintes parâmetros:

• 1. Ruído de fundo
• 2. Campo sonoro difuso
• 3. Tempo de reverberação
• 4. Diretividade do campo sonora

A comparação de resultados dos ensaios de vários protetores auditivos obtidos em quatro laboratórios; um no Brasil, o LARI e três nos EUA; Laboratório de Aearo, Laboratório M&K e Laboratório da Força Aérea Americana, mostra valores coerentes com variação do NRRsf entre ±2 dB.

O LARI é credenciado pelo MTE e está em processo de credenciamento com o INMETRO. No LARI são realizados os ensaios de atenuação de ruído dos protetores auditivos além de outros trabalhos de pesquisa e desenvolvimento tais como:

1. Desenvolvimento de procedimento para medição de atenuação de ruído impulsivo dos protetores auditivos;

2. Desenvolvimento de fontes de ruído impulsivo com boa repetição;

3. Ensaios objetivos de pluges de inserção;

4. Modelos numéricos de predição de atenuação de ruído dos PA;

5. Desenvolvimento e modificação do projeto de protetor auditivo para fabricantes;

6. Estudo do efeito da vida útil do protetor auditivos na sua atenuação de ruído;

7. Desenvolvimento de ensaios objetivos;

8. Desenvolvimento de aparelhos para ensaios mecânicos.

O LARI tem cooperação técnica com outros laboratórios dos EUA e é considerado um centro de excelência em protetores auditivos em nível internacional.