Avaliação da vibração vertical em motorista exposto à perfis de pista em modelo multicorpo completo de um caminhão com semirreboque

Abstract

Os efeitos das vibrações no corpo humano podem causar problemas e doenças a médio e longo prazo, um estudo torna-se relevante ao analisar se a longa jornada de exposição às vibrações é significativamente prejudicial à saúde deste trabalhador. Este trabalho tem o objetivo de analisar as vibrações causadas por diferentes perfis de pista em um modelo multicorpo completo de uma combinação de veículos de carga (CVC) e avaliar seus efeitos de acordo com limites normatizados. O modelo proposto possui 24 graus de liberdade, contempla os movimentos verticais, de arfagem e de rolagem do caminhão e do semirreboque, considera forças não lineares de amortecimento no chassi e na cabine; as equações de movimento foram modeladas através da equação de Lagrange. Rotinas computacionais através do MATLAB foram desenvolvidas para simular a passagem do modelo por perfis de pista com diferentes níveis de rugosidade segundo a norma ISO 8606, de 2016, e gerar os valores de aceleração ponderada RMS (root mean square) no acento do motorista e parâmetros de avaliação conforme ISO 2631-1, 1997. Em paralelo foi avaliado um modelo no software TruckSim, com intuito de verificar o modelo proposto. A influência da rugosidade da pista e da velocidade da CVC na aceleração RMS no assento do motorista também foi analisada neste estudo. Os resultados indicam que perfis de estrada com níveis de rugosidade classe A e B não oferecem riscos à saúde do motorista, de acordo com os limites estabelecidos pela Norma de Higiene Ocupacional 09 (NHO-09), perfis de pista classes C e D requerem cautela e ações preventivas. No entanto uma estrada com perfil classe E oferece um risco significativo à saúde do motorista, sendo necessário ações preventivas e corretivas, como a diminuição da velocidade da CVC ao trafegar pela via ou diminuição do tempo de exposição para no máximo 9,8 h por dia.

The effects of vibrations on the human body can cause problems and illnesses in the medium and long time, a study becomes relevant when analyzing whether the long journey of exposure to vibrations is significantly harmful to the health of this worker. This work aims to analyze the vibrations caused by different road profiles in a full multibody model of a truck and semi-trailer and evaluate their effects according to standardized limits. The proposed model has 24 degrees of freedom, contain the vertical, pitching and rolling movements of the truck and semi-trailer, consider non-linear damping forces of the chassis and cabin; the equations of motion were modeled using the Lagrange’s Equation. Computational routines using MATLAB were developed to simulate the passage of the model through track profiles with different levels of roughness according to ISO 8606, of 2016, and generate the RMS (root mean square) weighted acceleration values in the driver's seat and evaluation parameters according to ISO 2631-1, 1997. In parallel, a model was evaluated in the TruckSim software to validate the proposed model. The influence of road roughness and CVC speed on RMS acceleration in the driver's seat was also analyzed in this study. The results indicate that road profiles with class A and B roughness levels do not pose risks to the driver's health, according to the limits established by Occupational Hygiene Standard 09 (NHO-09), class C and D road profiles require caution and preventive actions. However, a road with a class E profile poses a significant risk to the driver's health, requiring preventive and corrective actions, such as reducing the speed of the CVC when traveling along the road or reducing the driver exposure time to a maximum of 9.8 hours a day.