QUALIDADE DOS DADOS DO ÍNDICE DE BULBO ÚMIDO-

TERMÔMETRO DE GLOBO (IBUTG) COLETADOS COM

INSTRUMENTOS AUTOMÁTICOS EM AMBIENTE EXTERNO1

AMORIM, A. E. B., Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP),

email:adrianaeloa@gmail.com; LABAKI, L. C., UNICAMP, email: lucila@fec.unicamp.br; MAIA,
P. A., Fundação Jorge Duprat de Figueiredo de Segurança e Medicina do Trabalho
(FUNDACENTRO), email: palvesmaia@gmail.com; BARROS, T. M. S., FUNDACENTRO,
email:thaismdsantiago@gmail.com; MONTEIRO, L. R., FUNDACENTRO,
email:luiz.monteiro@fundacentro.gov.br

ABSTRACT
Excessive environmental heat can cause illnesses and deaths of construction workers.
Environmental assessment specifies the preventive measures to avoid overload and its
consequences on health. The most accepted method for occupational exposure is the Wet
Bulb Globe Temperature Index (WBGT) comparison with permissible exposure limits. The
traditional method is considered more accurate, by measuring natural wet-bulb temperature
(Twb), dry-bulb temperature (Tdb) and black-globe temperature (Tg), from their respective
mercury thermometers. Nowadays it is being replaced by automatic dataloggers that capture
and record measured data. The aim of this work is to evaluate the quality of the so obtained
data, by comparing them to those from mercury thermometers, as well as to develop more
accurate mathematical algorithms for acquiring Twb, Tdb and Tg from measurements through
QuestTemp36TM electronic equipment. Data from the two sets of equipment were collected
on concrete slabs and grass, during six days in March 2017. The results for the WBGT with the
two systems were tested statistically through linear regressions, which resulted in determination
-values < 0.0001. These results show that it is possible to improve the
accuracy of the measurements performed with automatic instruments through equations of
the linear regression method.
Keywords: Temperature measurement. Occupational heat. Thermal stress. WBGT Index.

1 INTRODUÇÃO
O Índice de Bulbo Úmido-Termômetro de Globo (IBUTG) obtido através da
ponderação de três temperaturas: de bulbo úmido natural (Tbn), de bulbo
seco (Tbs) e de globo (Tg), é internacionalmente aceito para expressar a
exposição ao calor ocupacional (PARSONS, 2006, 2013), inclusive para a
legislação brasileira de saúde e segurança no trabalho (BRASIL, 1978).
A instrumentação mais precisa de obtenção do IBUTG é composta de um
conjunto de três termômetros de mercúrio, conhecido como Conjunto
Convencional (CC) de termômetros. Porém, as normas que estabelecem os
procedimentos de medição, como a ISO 7243 (1989), ISO 7726 (2001) e NHO
06 (FUNDACENTRO, 2002) permitem a utilização de equipamentos eletrônicos
automáticos desde que, para quaisquer condições de trabalho avaliadas,
apresentem resultados equivalentes e a mesma exatidão exigida para os
1 AMORIM, A.E.B.; LABAKI, L. C.; MAIA, P.A.; BARROS, T. M. S.; MONTEIRO, L. R. Qualidade dos dados do
Índice de Bulbo Úmido-Termômetro de Globo (IBUTG) coletados com instrumentos automáticos em
ambiente externo. In: ENCONTRO NACIONAL DE TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 17. 2018, Foz
do Iguaçu. Anais... Porto Alegre: ANTAC, 2018.

790
termômetros de mercúrio do Conjunto Convencional. A norma NHO 06
(FUNDACENTRO, 2002) recomenda o uso do Conjunto Convencional (CC),
considerando-o de maior precisão (± 0,1° C) e utilizado por Maia, Ruas e
Bitencourt (2015) no estudo sobre estresse térmico em áreas rurais no estado
de São Paulo, Brasil. Porém, este instrumento necessita de operadores
treinados para realizarem leituras precisas em pequenos intervalos de tempo
(geralmente de 10 em 10 minutos) que, muitas vezes, devem ser feitas durante
toda a jornada de trabalho; além de necessitarem de ampla vigilância, pois
são mais frágeis a choques mecânicos e acidentes. Assim, equipamentos
automáticos são cada vez mais utilizados por pesquisadores para a obtenção
dos parâmetros de IBUTG (BERNARD; BARROW, 2013).
Considerando a dificuldade de medições com o equipamento convencional
(CC) em ambientes externos na construção civil optou-se por verificar a
correlação desse instrumento com instrumentos automáticos
(precisão 0,5° C), que são de mais fácil manuseio.
O objetivo deste trabalho foi desenvolver algorítimos matemáticos mais
precisos de obtenção das Tbn, Tbs e Tg, a partir das medidas dos
equipamentos eletrônicos.
Para tanto, os resultados de dois sistemas de medição: um convencional e
outro automático (QuesTemp36TM) foram comparados em dois ambientes
térmicos diferentes.

2 MATERIAIS E MÉTODO
Para a comparação foram instalados simultaneamente um par de
equipamentos calibrados: o QuesTemp36 e um Conjunto Convencional de
termômetros sobre uma superfície de concreto (22°49'4,08" S; 44°03'38,5" W;
altitude de 632,9 m), e um par sobre uma área gramada (22° 49' 3,92" S; 47°
03' 38,9" W; altitude de 635,5 m), distantes 15 m um do outro. Em cada local,
os dois tipos de instrumentos foram posicionados numa área ampla a céu
aberto, sem barreiras e distantes 2,0 m, para evitar o sombreamento entre eles,
o bloqueio da radiação solar e fluxo de ar e outras interferências. Os sensores
de temperatura foram fixados a 1,20 m do piso (Figura1).
Os dados dos instrumentos automáticos foram registrados simultaneamente
aos do convencional, tendo como base o horário de Brasília. Assim, uma série
de cada temperatura (Tbn, Tbs, Tg) foi obtida simultaneamente em cada
equipamento no intervalo de 9h às 17h, em 6 dias do mês de março de 2017.
No Conjunto Convencional (CC) as leituras manuais foram registradas de 10
em 10 minutos, por uma equipe de quatro técnicos treinados. Os
equipamentos eletrônicos foram configurados para registro de leituras
automáticas de 1 em 1 minuto; e após a coleta foram formadas médias de 10
em 10 minutos, visando a comparação com o CC, resultando em 294 amostras
de cada temperatura.

Figura 1- Em (a), o Conjunto Convencional de termômetros; e em (b), o

equipamento automático QuesTemp36TM

1602
791
 (a) Conjunto Convencional (b) QuesTemp36TM
B

A
C B

C
A

tripé

Nota: Nas Figura 1a,b: A é o termômetro de bulbo úmido natural; B é o

termômetro de bulbo seco; C é o termômetro de globo.
Fonte: FUNDACENTRO (2002), 3M-QUEST Technologies (2016)

A análise dos dados foi realizada através de estatística descritiva e inferencial,

com uso do Software R Project (2017). O nível de significância adotado foi de
5%.

As equações para predizer Tbn, Tbs e Tg do método convencional a partir do

QuesTemp foram obtidas por regressão linear robusta. O cálculo do IBUTG,
a partir dos valores destas temperaturas ajustadas foi feito aplicando-se a
Equação 1, para ambientes com carga solar direta (BRASIL, 1978; ISO 7243,
1989). Os resultados podem ser vistos na Figura 2.

IBUTG = 0,7 Tbn + 0,2 Tg + 0,1 Tbs (1)

A eficiência dos ajustes foi verificada através das médias das diferenças,
desvio padrão e coeficiente de determinação (R²) antes e após o ajuste.

3 RESULTADOS E DISCUSSÕES

A Tabela 1 mostra os parâmetros observados entre os dois instrumentos de

medição: Conjunto Convencional e QuesTemp36TM.

Tabela 1 Dados estatísticos dos dois tipos de instrumentos

QuesTemp36TM Erro
C. Convencional Viés
Variável Padrão LC ICC
Média (° C) DP Média (° C) DP médio
(viés)
TbnGrama 23,30 1,40 24,07 1,37 -0,77 0,04 [-2,10; 0,57] 0,131

792
TbnLaje 23,94 1,53 24,24 1,62 -0,30 0,04 [-1,56; 0,95] 0,015

TbsGrama 30,11 2,63 29,78 2,51 0,33 0,04 [-0,90; 1,57] < 0,01

TbsLaje 30,96 3,16 30,22 3,01 0,74 0,04 [-0,75; 2,22] 0,025

TgGrama 39,55 5,38 39,37 4,99 0,18 0,12 [-3,86; 4,21] < 0,01

TgLaje 42,27 6,64 42,07 6,48 0,20 0,13 [-4,27; 4,67] < 0,01

Fonte: Os autores (2017)

A média e desvio padrão entre as temperaturas do Conjunto Convencional

(CC) e do QuesTemp36(TM), o viés médio entre os dois sistemas, o erro padrão
do viés (EP), os limites de concordância (LC) de Bland e Altman (1999) e o
coeficiente de concordância intraclasse (ICC < 0,131) mostraram que há
diferença significativa entre os resultados dos dois tipos de instrumentos, razão
pela qual aplicou-se o método de regressão linear múltipla para obter curvas
de aferição ou de relação entre eles.

A Tabela 2 apresenta as equações dessas curvas obtidas no gramado e sobre

a laje de concreto.

Tabela 2 Equações para predizer a temperatura no sistema Convencional a partir

do QUESTemp36TM
Variável Equação preditiva R2 p-valor
Na laje
TbnLajeCC = 2,906 + 0,868 *TbnLajeQuesTemp 85,1% < 0,0001
TbsLajeCC = 1,024* TbsLajeQuesTemp 99,9% < 0,0001
TgLajeCC = 1,667 + 0,965 * TgLajeQuesTemp 88,7% < 0,0001
No gramado
TbnGramaCC = 1,563 + 0,903* TbnGramaQuesTemp 78,0% < 0,0001
TbsGramaCC = 1,011*TbsGramaQuesTemp 99,9% < 0,0001
TgGramaCC = 1,004 * TgGramaQuesTemp 99,7% < 0,0001

Fonte: Os autores (2017)

Na Tabela 3 observa-se que as médias das diferenças dos valores observados

e ajustados para Tbn, Tbs, Tg e IBUTG obtidas com o equipamento
Convencional são muito pequenas, inferiores a 0,02° C. Bernard e Barrow
(2013) compararam valores de IBUTG obtidos com método padrão (conjunto
de termômetros) e um equipamento eletrônico (HS-3700, também da 3M),
obtendo-se uma diferença de +0,3° C no instrumento padrão. Observa-se
também que os desvios padrão são menores que os apresentados na Tabela
1 entre os dois tipos de equipamentos, o que demonstra que os resultados
obtidos pelo método aplicado se aproximaram muito dos resultados do
Conjunto Convencional de termômetros, que são mais precisos.
Os valores dos coeficientes de determinação R² indicam que o modelo
matemático obtido foi capaz de explicar, pelo menos, 78% dos dados, e há

793
forte relação entre as variáveis calculadas para o sistema convencional a
partir dos instrumentos automáticos (Tabela 2).
Conforme Tabela 3, os maiores desvios são encontrados para Tg (tanto na laje
de concreto como no gramado), o que também foi destacado por Bernard e
Barrow (2013). No entanto, a contribuição do termômetro de globo no IBUTG
é apenas de 20%, como se pode observar dos coeficientes de ponderação
da Equação 1.

Tabela 3 Média das diferenças e desvio padrão para Tbn, Tbs, Tg e IBUTG entre
valores ajustados e observados para o equipamento Covencional sobre a laje de
concreto e no gramado
Média das Desvio padrão
Variáveis diferenças (° C)
(° C)
Na laje de concreto
TbnLaje(a) TbnLaje(o) 0,007 0,589
TbsLaje(a) TbsLaje(o) -0,005 0,751
TgLaje(a) TgLaje(o) 0,004 2,223
IBUTGLaje(a) IBUTGLaje(o) 0,005 0,742
No gramado
TbnGrama(a) TbnGrama(o) -0,004 0,653
TbsGrama(a) TbsGrama(o) -0,004 0,615
Tg(Grama(a) TgGrama(o) -0,018 2,016
IBUTGGrama(a) IBUTGGrama(o) -0,007 0,682

Fonte: Os autores (2017)

A Figura 2 mostra as médias horárias de IBUTG (calculadas com parâmetros

horários de seis dias de medição) no Conjunto Convencional de termômetros
(CC), no equipamento eletrônico QUESTemp36TM, e os obtidos a partir das
equações de regressão linear para as superfícies de gramado e laje de
concreto.

Figura 2 Médias horárias do IBUTG obtidas a partir dos dois instrumentos e por
regressão: em (a), no gramado; em (b), na laje de concreto

794
 (a) No gramado (b) Na laje de concreto
30,0 30,0
29,5 29,5
29,0 29,0
28,5 28,5
IBUTG (°C)

IBUTG (°C)
28,0 28,0
27,5 27,5
27,0 27,0
26,5 26,5
26,0 26,0
25,5 25,5

HORA HORA
CC QUESTemp Regressão CC QUESTemp Regressão

Fonte: Os autores (2017)

Na Figura 2a observa-se que o IBUTG obtido no gramado pelo modelo da

regressão apresentou diferenças de até ± 0,3° C em relação ao CC, e de até
- 0,5° C em relação ao QuesTemp36TM. Já na laje de concreto (Figura 2b),
observa-se que o IBUTG apresentou diferenças de -0,2° C a +0,3° C em relação
ao CC, e de -0,2° C a +0,1° C em relação ao QuesTemp36TM.
Portanto, o modelo obtido por regressão linear robusta se aproximou mais das
medidas obtidas pelo Conjunto Convencional (precisão ± 0,1° C), em relação
ao CC do que das obtidas pelo equipamento eletrônico (± 0,5° C). Isto
ocorreu para as duas superfícies, embora de uma forma mais evidente no
gramado (Figura 2).

4 CONCLUSÕES
Os resultados mostraram que é possível melhorar a precisão das medidas feitas
com instrumentos automáticos utilizando-se equações obtidas pelo método
de regressão linear, tanto em superfícies vegetadas como em superfícies
concretadas (R2 p-valores < 0,0001). Esse método poderá ser utilizado
para tornar mais preciso o monitoramento da exposição ao calor de
trabalhadores que exercem atividades a céu aberto em superfícies de
concreto. O método poderá também ser utilizado em trabalhos de pesquisa
acerca da exposição ao calor e as doenças relacionadas às atividades
laborais executadas a céu aberto, em locais onde não é viável a utilização
do conjunto convencional ou quando o experimento for de grande duração.

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 REFERÊNCIAS
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Meteorological Data and Performance of Two Different Instrument Designs. Industrial
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