Modelagem do comportamento dinâmico de passarelas tubulares em aço e mistas (aço-concreto)

A experiência dos engenheiros estruturais e os conhecimentos adquiridos pelo uso de materiais e novas tecnologias, têm ocasionado estruturas de aço e mistas (aço-concreto) de passarelas cada vez mais ousadas. Este fato tem gerado estruturas de passarelas esbeltas, e consequentemente, alterando os seus estados de limite de serviço e último associados ao seu projeto. Uma consequência direta desta tendência de projeto é o aumento considerável das vibrações das estruturas. Portanto, a presente investigação foi realizada com base em um modelo de carregamento mais realista, desenvolvido para incorporar os efeitos dinâmicos induzidos pela caminhada de pessoas. O modelo de carregamento considera a subida e a descida da massa efetiva do corpo em cada passo. A posição da carga dinâmica também foi alterada de acordo com a posição do pedestre sobre a estrutura e a função do tempo gerada, possui uma variação espacial e temporal. O efeito do calcanhar do pedestre também foi incorporado na análise. O modelo estrutural investigado baseia-se em uma passarela tubular (aço-concreto), medindo 82,5m. A estrutura é composta por três vãos (32,5 m, 20,0 m e 17,5 m, respectivamente) e dois balanços (7,5 m e 5,0 m, respectivamente). O sistema estrutural é constituído por perfis de aço tubular e uma laje de concreto, e é atualmente utilizada para travessia de pedestres. Esta investigação é realizada com base em resultados experimentais, relacionando a resposta dinâmica da passarela com as obtidas via modelos de elementos finitos. O modelo computacional proposto adota as técnicas de refinamento de malha, usualmente presente em simulações pelo método de elementos finitos. O modelo de elementos finitos foi desenvolvido e validado com resultados experimentais. Este modelo de passarela tubular permitiu uma avaliação dinâmica completa, investigando especialmente ao conforto humano e seus limites de utilização associados à vibração. A resposta dinâmica do sistema, em termos de acelerações de pico, foi obtida e comparada com os valores limites propostos por diversos autores e padrões de projeto. As acelerações de pico encontradas na presente análise indicou que a passarela tubular investigada apresentou problemas relacionados com o conforto humano. Por isso, foi detectado que este tipo de estrutura pode atingir níveis de vibrações excessivas que podem comprometer o conforto do usuário na passarela e especialmente a sua segurança.

Estresse ocupacional segundo o modelo demanda-controle e suas repercussões na saúde do trabalhador de enfermagem: análise das variações de cortisol salivar

O objeto de estudo foi o estresse no trabalho e os níveis de cortisol salivar. O objetivo geral foi avaliar a associação entre estresse no trabalho e variações de cortisol salivar de trabalhadores de Enfermagem inseridos na assistência hospitalar no Rio de Janeiro. A hipótese do estudo foi que existe associação entre trabalhadores expostos à alta exigência no trabalho e as variações de cortisol salivar. Trata-se de estudo epidemiológico observacional analítico seccional, realizado em hospital estadual localizado no Rio de Janeiro com amostra de 103 trabalhadores. Para avaliação dos aspectos psicossociais do trabalho, utilizou-se o questionário Job Content Questionnaire. O cortisol salivar foi medido através da coleta de 04 amostras de cada participante em um dia do plantão: ao acordar, 30 minutos depois, às 12h e 18 h. A coleta de dados foi realizada entre março e abril de 2012. Utilizou-se o programa SPSS 18.0 para análise dos dados. As dimensões demanda psicológica e controle e a subtração foram utilizadas sob a forma contínua nas análises de correlação com as covariáveis e desfecho. Os níveis de cortisol foram quantificados por meio de cinco índices: o cálculo da área sob a curva em relação ao zero ou base (AUCg), área sob a curva em relação ao aumento (AUCi), o aumento médio (MnInc), a excreção do cortisol no período pós acordar (AUCtrab) e a área sob a curva em relação ao zero ou base do ciclo diurno (AUCCD). Para avaliar a associação entre as covariáveis e exposição e desfecho utilizou-se os testes de Mann Whitney e Kruskall-Wallis. As covariáveis associadas à exposição ou ao desfecho com nível de significância de 20% (p≤0,20) foram testadas no modelo de regressão linear. Realizada análise de correlação utilizando-se o coeficiente de correlação de Spearmans. Como resultado encontrou-se que os trabalhadores de Enfermagem obtiveram médias para demanda psicológica e controle que tendem para o limite superior, bem como para a subtração, caracterizando alta demanda e alto controle, ou seja, trabalho ativo. O valor médio de cortisol observado ao acordar, 30 minutos após, 12h e 18h foi de 5,82 nmol/L) (4,86), 16,60 nmol/L ( 8,31), 7,49 nmol/L ( 6,97) e 3,93 nmol/L ( 3,15), respectivamente. O aumento do cortisol entre o acordar e 30 minutos após foi em média de 64%. Já para os índices de cortisol adotados observa-se o valor médio da MnInc, AUCg, AUCi, AUCtrab e AUCCD foi de 10,78 nmol/L (6,99), 5,61 nmol/L ( 2,92) 2,69 nmol/L ( 1,75), 32,51 nmol/L ( 21,99) e 107,99 nmol/L ( 61,63), respectivamente. Este estudo demonstrou que os níveis de cortisol salivar livre não estão associados à alta exigência no trabalho, mesmo quando ajustadas pelas possíveis variáveis de confusão ou modificadoras de efeito. A hipótese do estudo não foi confirmada. Os dados obtidos neste estudo revelaram aspectos importantes dos riscos psicossociais a que estão expostos os trabalhadores de Enfermagem durante o processo de trabalho, oferecendo subsídios para que sejam implementados programas de orientação e promoção à saúde do trabalhador e fornecem um contributo para entender os caminhos biológicos pelos quais o estresse no trabalho influencia a saúde.

Envelhecimento, ciclo de vida e mudanças socioeconômicas: novos desafios para os sistemas de seguridade social

O processo de envelhecimento populacional, ainda que amplamente reconhecido como uma das principais conquistas do século XX engendra o desafio de assegurar que o processo de desenvolvimento ocorra com base em princípios capazes de garantir a dignidade humana e a equidade entre os grupos etários na partilha dos recursos, direitos e responsabilidades sociais. Além dos desafios impostos aos já tradicionais programas constantes dos atuais sistemas de seguridade social, o envelhecimento populacional acrescenta uma nova questão ou risco social: os cuidados de longa duração, demandados pelos idosos com perda de capacidade instrumental e/ou funcional para lidar com as atividades do cotidiano. Por capacidade instrumental pode-se entender a capacidade para a realização de atividades relacionadas a, por exemplo: preparar refeições, fazer compras no mercado, ir ao banco, cuidar da casa etc. Capacidade funcional, por sua vez, refere-se às seguintes atividades: alimentar-se, banhar-se, caminhar distâncias curtas, vestir-se etc. A preocupação com os cuidados de longa duração dos idosos nos países desenvolvidos, onde o processo de envelhecimento populacional já se encontra mais avançado, surgiu como uma necessidade de se separar os custos crescentes com o tratamento dos idosos dos demais gastos com saúde. Os custos, tangíveis ou não, envolvidos na atividade de cuidar/assistir aos idosos tendem a aumentar em função da entrada maciça das mulheres no mercado de trabalho e das mudanças nos contratos de gênero, sugerindo crescentes dificuldades para que as famílias arquem com a responsabilidade pelo cuidado de seus idosos. Em países em desenvolvimento, como o Brasil, essa questão é agravada por se somar a uma ampla lista a ser respondida pelos sistemas de seguridade social, tais como a pobreza, a exclusão de crescentes contingentes da população e o nível de desigualdade vigente. No Brasil, para que se possa avançar no debate sobre os cuidados de longa duração voltados para uma população idosa crescente, faz-se necessário rediscutir e redefinir uma série de parâmetros do atual sistema de seguridade social, em especial, a expressiva parcela de trabalhadores informais alijados do mesmo. O precário equilíbrio, ou resultado, do sistema de seguridade social brasileiro precisa ser revisto e analisado a luz das tendências demográficas, sociais e econômicas que se vislumbram para os próximos 20 ou 30 anos. Somente após o reequacionamento do sistema é possível pensar a incorporação desta nova e latente demanda da sociedade brasileira.

Análise da resposta dinâmica experimental de uma passarela tubular mista, aço-concreto, submetida ao caminhar humano.

Este trabalho de pesquisa apresenta como objetivo principal o desenvolvimento de investigação experimental dinâmica sobre estrutura real de uma passarela tubular mista aço-concreto. O sistema estrutural objeto deste trabalho corresponde a uma passarela composta por três vãos (32,5m, 17,5m e 20,0m, respectivamente) e dois balanços (7,50m e 5,0m, respectivamente), com comprimento total de 82,5m. A passarela com estrutura contínua de aço com as ligações soldadas se apoia em quatro pórticos também de aço. Estruturalmente está constituída por duas treliças planas que se interligam através de contraventamentos horizontais fixados na corda superior e inferior da treliça e lajes de concreto, formando um sistema misto com interação completa. A estrutura está submetida correntemente à travessia de pedestres e ciclistas. Testes experimentais foram realizados sobre o sistema estrutural e confrontados com resultados numéricos. Para a modelagem numérica do sistema são empregadas técnicas usuais de discretização, via método dos elementos finitos (MEF), por meio do programa ANSYS. Os resultados experimentais são analisados de acordo com a metodologia desenvolvida, sendo realizada análise modal experimental para a determinação das propriedades dinâmicas: freqüências, modos e taxa de amortecimento, enquanto que os resultados da estrutura, em termos de aceleração de pico, são comparados com os valores limites propostos por diversos autores, normas e recomendações de projeto, para uma avaliação do desempenho da estrutura em relação a vibração quando solicitada pelo caminhar dos pedestres no que diz respeito a critério para conforto humano.

Análise da resposta dinâmica de passarelas de pedestres considerando-se uma modelagem probabilística do caminhar humano.

Passarelas de pedestres com arquitetura moderna, esbeltas e leves são uma constante nos dias atuais, apresentando grandes vãos e novos materiais. Este arrojo arquitetônico tem gerado inúmeros problemas de vibrações excessivas, especialmente sobre passarelas mistas (aço-concreto). As normas e recomendações de projeto consideram, ainda, que as forças induzidas pelo caminhar humano são determinísticas. Todavia, o caminhar humano e as respectivas forças dinâmicas geradas apresentam comportamento randômico. Deste modo, o presente trabalho de pesquisa objetiva contribuir com os projetistas estruturais, a partir do emprego de uma abordagem probabilística para avaliação do estado limite de utilização deste tipo de estrutura, associado a vibrações excessivas que podem vir a causar desconforto humano. Para tal, utiliza-se como modelo estrutural uma passarela de pedestres mista (aço-concreto) construída no campus do Instituto de Traumatologia e Ortopedia (INTO), na cidade do Rio de Janeiro. Com base na utilização dos métodos probabilísticos, torna-se possível determinar a probabilidade dos valores das acelerações de pico da estrutura ultrapassarem ou não os critérios de conforto humano estabelecidos em normas e recomendações de projeto. Os resultados apontam para o fato de que os valores das acelerações de pico calculadas com base exclusivamente nos métodos determinísticos podem ser superestimados em algumas situações de projeto.

Análise dinâmica e controle de vibrações de passarelas de pedestres submetidas ao caminhar humano.

Passarelas de pedestres mistas (aço-concreto) e de aço são frequentemente submetidas a ações dinâmicas de magnitude variável, devido à travessia de pedestres sobre a laje de concreto. Estas ações dinâmicas podem produzir vibrações excessivas e dependendo de sua magnitude e intensidade, estes efeitos adversos podem comprometer a confiabilidade e a resposta do sistema estrutural e, também, podem levar a uma redução da expectativa de vida útil da passarela. Por outro lado, a experiência e o conhecimento dos engenheiros estruturais em conjunto com o uso de novos materiais e tecnologias construtivas têm produzido projetos de passarelas mistas (aço-concreto) bastante arrojados. Uma consequência direta desta tendência de projeto é um aumento considerável das vibrações estruturais. Com base neste cenário, esta dissertação visa investigar o comportamento dinâmico de três passarelas de pedestres mistas (aço-concreto) localizadas no Rio de Janeiro, submetidas ao caminhar humano. Estes sistemas estruturais são constituídos por uma estrutura principal de aço e laje em concreto e são destinados à travessia de pedestres. Deste modo, foram desenvolvidos modelos numérico-computacionais, adotando-se as técnicas tradicionais de refinamento presentes em simulações do método de elementos finitos, com base no uso do software ANSYS. Estes modelos numéricos permitiram uma completa avaliação dinâmica das passarelas investigadas, especialmente em termos de conforto humano. As respostas dinâmicas foram obtidas em termos de acelerações de pico e comparadas com valores limites propostas por diversos autores e normas de projeto. Os valores de aceleração de pico e aceleração rms encontrados na presente investigação indicaram que as passarelas analisadas apresentaram problemas relacionados com o conforto humano. Assim sendo, considerando-se que foi detectado que estas estruturas poderiam atingir níveis elevados de vibração que possam vir a comprometer o conforto dos usuários, foi verificado que uma estratégia para o controle estrutural era necessária, a fim de reduzir as vibrações excessivas nas passarelas. Finalmente, uma investigação foi realizada com base em alternativas de controle estrutural objetivando atenuar vibrações excessivas, a partir do emprego de sistemas de atenuadores dinâmicos sintonizados (ADS).