Análise e otimização numérica dos parâmetros do volante de um cavalo mecânico para conforto e segurança do motorista em dinâmica vertical

Este trabalho aborda a otimização de parâmetros do volante do sistema de direção de um cavalo mecânico, com o objetivo de reduzir as vibrações no mesmo, para aumentar o conforto e a segurança do motorista. Para isso, uma coleta de dados dos efeitos de exposição prolongada a vibrações em diferentes velocidades é realizada em campo, e, subsequentemente, a otimização dos parâmetros é feita por meio do algoritmo heurístico genético com o intuito de orientar um projeto de melhoria a posteriori. Utiliza-se nesta coleta de dados, um acelerômetro, o qual atende os parâmetros de medição descritos na NHO 10 (2013), norma essa que estabelece critérios e procedimentos para avaliação da exposição ocupacional a vibrações em mãos e braços tendo como principal foco a prevenção de doenças ocupacionais, de queda de produtividade, e auxílio na redução dos riscos de acidentes. A utilização da NHO 10 (2013), como guia para o processo de medição, se deve ao fato de ela ser a norma de referência utilizada para a elaboração do anexo VII (destinado a vibrações) da Norma Regulamentadora 15 – Atividades e Operações Insalubres (NR 15, 2014), vigente no Brasil. Um modelo analítico e numérico de dez graus de liberdade (10-GDL) é desenvolvido para servir de base ao processo de otimização por algoritmos genéticos. Neste modelo numérico, os dados experimentais medidos em campo são inseridos como fonte de excitação do sistema, e a otimização fornece, matematicamente, os valores das variáveis de projeto de um possível volante a ser projetado em trabalhos futuros. Os resultados obtidos indicam uma melhoria de 63% para reduzir os efeitos da aceleração vertical RMS transmitida ao punho do motorista.