Tese
Monitoramento do risco ocupacional de campos eletromagnéticos para o soldador em processos de soldagem a arco e resistência elétrica
Monitoring the occupational risk of electromagnetic fields for the welder in arc welding and electrical resistance processes
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Autor
Martim, Hélio Cardoso
Institución
Resumen
Arc and resistance spot welding processes are widely used in the metalworking industry
in a wide range of applications. In these processes, high levels of current varying from tens to
thousands of amps are used and generate electromagnetic fields, whose harmful effects on
human health are still under investigation by the scientific community. Thus, bureaus linked to
occupational health have formulated guidelines that limit the exposure of workers to such
fields. Moreover, studies show that, due to the different operational parameters commonly
used in welding processes, these reference limits may be exceeded in some cases. therefore,
the objective of this work is to carry out weldments by using arcelectric
processes
(Covered/Stick Electrode, TIG and MIG / MAG processes) and RSW process (Resistance Spot
Welding) in order to evaluate the influence of the operational variables common to these
processes on the intensity of electromagnetic field, both experimentally and through computer
simulation, by using the Finite Element Method. The results obtained are then compared with
the limits established by the appropriate ICNIRP directive. Both methodologies showed that
the electromagnetic field is larger the greater the welding current and the lower the arc height.
The electrode coating and the use of different base metals can influence the generation of the
electromagnetic field by modifying the relative magnetic permeability of the medium. The
shielding gases have relative magnetic permeability close to that of air, but are capable of
interfering in the intensity of the electromagnetic field by modifying the arc geometry due to
differences in thermal conductivity. Finally, in manual welding, the welder's hand is the point
where the highest magnetic field values are recorded. In other regions of the body, the
distribution of the magnetic field is heterogeneous and depends on the position of the welder,
which varies depending on the welding process. Within the operational envelope established
in this study, the ICNIRP reference limits are exceeded in spot resistance welding in the
alternate current version. CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais Tese (Doutorado) Os processos de soldagem a arco e por resistência a ponto são amplamente utilizados
na indústria metalmecânica.
Nestes processos são empregados altos de níveis de corrente
que variam de dezenas a milhares de amperes e que geram campos eletromagnéticos, cujos
efeitos à saúde humana são investigados pela comunidade científica. Nesse sentido, órgãos
ligados a saúde ocupacional formularam diretrizes que limitam a exposição do trabalhador a
tais campos. Estudos mostram que em função dos diferentes parâmetros operacionais
comumente utilizados nos processos de soldagem, estes limites podem ser ultrapassados em
alguns casos. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho consiste na realização de soldagens
utilizando processos a arco elétrico (processos Eletrodo Revestido, TIG e MIG/MAG) e
processo RSW (soldagem a ponto por resistência) de forma a avaliar a influência das variáveis
operatórias comuns a esses processos na intensidade de campo eletromagnético, tanto por
via experimental, quanto por meio de simulação computacional, utilizandose
o Método de
Elementos Finitos. Os resultados obtidos são posteriormente comparados com os limites
estabelecidos pela diretiva apropriada da International Commissionon NonIonizing
Radiation
Protection (ICNIRP). Ambas as metodologias mostraram que o campo eletromagnético é
maior quanto maior for a corrente de soldagem e menor a altura do arco. O revestimento do
eletrodo e o emprego de diferentes metais de base podem influenciar na geração de campo
eletromagnético por modificarem a permeabilidade magnética relativa do meio. Os gases de
proteção possuem permeabilidades magnéticas relativas próximas a do ar, mas são capazes
de interferir na intensidade de campo eletromagnético por modificarem a geometria do arco
em função das diferenças de condutividade térmica. Por fim, em soldagens manuais, a mão
do soldador é o ponto onde se registra os maiores valores de campo magnético. Nas demais
regiões do corpo, a distribuição de campo magnético é heterogênea e depende da posição do
soldador que varia a depender do processo de soldagem. Dentro do envelope operacional
estabelecido nesse estudo, os limites de referência da ICNIRP são ultrapassados na
soldagem por resistência a ponto na versão corrente alternada. 2022-03-10