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Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br Universidade Federal do Maranhão (UFMA) Departamento de Desenho e Tecnologia Núcleo de Ergonomia em Processos e Produtos (NEPP) Curso de Desenho Industrial APOSTILA Ergonomia I Desenho Industrial São Luís 2009 Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br SUMÁRIO 1. Ergonomia: breve histórico, conceito, importância, aplicações 1.1. Sistema Homem-Tarefa-Máquina 1.2. Carga de trabalho 2. A importância da fisiologia para a ergonomia 2.1. O Trabalho muscular e esquelético (Sistema músculo-esquelético) 2.1.1. Sistema músculo esquelético: coluna vertebral 2.2. Respiração e circulação 2.3. Metabolismo 3. Biomecânica Ocupacional 2.1. Adoção e manutenção de Posturas 2.2. Princípios biomecânicos 2.3. Repetitividade 2.4. Levantamento Manual de Cargas e equação de NIOSH 2.5. Ginástica laboral 3. Antropometria 3.1. Manequins antropométricos 3.2. Dimensão oculta 4. Condições ambientais de trabalho 4.1. Ruído 4.2. Vibração 4.3. Temperatura 4.4. Iluminação 4.5. Agentes tóxicos 5. Ergonomia Cognitiva 6. Organização do trabalho 6.1. Trabalho em turnos 6.2. Monotonia, fadiga e estresse 6.3. Idade, sexo e deficiências físicas 7. Metodologia de Intervenção ergonômica 7.1. Métodos 7.2. Técnicas 8. Legislação vigente (Norma Regulamentadora 17) Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br 1. Ergonomia: breve histórico, conceito, importância, aplicações A ergonomia é a ciência que estuda a interação entre o homem e o seu universo de trabalho, tal como máquinas, equipamentos, mobiliário, ambiente físico e organizacional, visando segurança, eficiência e uma melhor qualidade de vida. Segundo o Conselho da International Ergonomics Association (IEA) (2003), a ergonomia (ou fatores humanos) é a disciplina científica dedicada ao conhecimento das interações entre o ser humano e outros elementos de um sistema, e a profissão que aplica teorias, princípios, dados e métodos para o projeto, de modo a otimizar o bem-estar do ser humano e o desempenho do sistema como um todo. O ergonomista contribui para a projetação e avaliação de tarefas, trabalhos, produtos, meio ambientes e sistemas para torná-los compatíveis com as necessidades, habilidades e limitações das pessoas. Mais ainda, a ergonomia é uma ciência humana aplicada, que objetiva transformar a tecnologia para adaptá-la ao ser humano. Disciplinas como as ciências biológicas, a psicologia e as ciências da engenharia convergiram para que a ergonomia pudesse conceber produtos e sistemas dentro da capacidade física e intelectual dos seres humanos, de forma que o sistema homem-máquina fosse mais seguro, mais confiável e mais eficaz. A ergonomia estuda a adaptação do trabalho ao homem e o comportamento humano no trabalho. Ela enfoca: x o ser humano : características físicas, fisiológicas, psicológicas e sociais; x a máquina: equipamentos, ferramentas, mobiliário e instalações; x o ambiente: efeitos da temperatura, ruído, vibração, iluminação e aerodispersóides. Com base na informação destes três elementos base é possível organizar o trabalho de forma favorável ao ser humano e ao sistema produtivo. O objetivo da ergonomia é adaptar o trabalho ao ser humano ao invés de adaptar o homem ao trabalho, como geralmente ocorre. Breve Histórico Embora a Ergonomia como ciência tenha surgido em meados do século XX, a preocupação com a adaptação das tecnologias ao homem esteve presente, de forma consciente, em períodos remotos da história. Cronologicamente, os primórdios da ergonomia estão inseridos nos seguintes fatos históricos: Ü tempos da produção artesanal, não-mecanizada (figura 1); Ü revolução industrial; Ü pesquisas na área de fisiologia do trabalho (por volta de 1900); Ü criação de laboratórios para estudar os problemas de treinamento e coordenação muscular para o desenvolvimento de aptidões físicas; Ü I Guerra mundial (1914 - 1917); Ü Taylorismo; Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br Figura 1 - Oficina de Henry van de Velde (~ 1898) O fator produtividade, causado pelo “bum” da produção em massa (pós revolução industrial) fez com que engenheiros e organizadores do trabalho buscassem o aumento deste fator a partir do conhecimento sobre o homem. Frederick Winslow Taylor (1856-1915); pai da administração científica do trabalho, é considerado um precursor do Ergonomia, campeão obstinado da “racionalização do trabalho”, das análises e das medidas sistemáticas. A obra mais importante de Taylor, “Princípios de Administração Científica” (1911), influenciou a organização do trabalho em todos os países industriais. Esta obra é entendida de um, modo geral, apenas como a parcialização do trabalho, em função de tempos e movimentos, porém seu conteúdo é muito mais abrangente. Taylor em seus estudos sobre a administração científica do trabalho realizava, por exemplo: Ü a observação empírica do trabalho para estabelecer o método correto, o tempo determinado e as devidas ferramentas para executar a tarefa; Ü o controle dos trabalhadores (mensuração da produtividade) e; Ü a motivação do trabalhador para ganhar dinheiro; Entre outras investigações de Taylor, pode-se citar a da movimentação de minérios de ferro e do carvão com auxilio de pás. Taylor concluiu que a carga de trabalho aumentava quando o material era o minério de ferro. Seu problema era então determinar qual a carga por pá que permitiria a um bom operário mover a quantidade máxima de material por dia. De início, usaram-se pás grandes que acomodavam cargas maiores por pá. Depois, passou-se a fornecer uma pá pequena para o operário que movimentava o minério de ferro e uma pá grande era usada pelo operário que deveria deslocar material mais leve, como cinzas, de tal forma que, em ambos os casos, o peso de material por pá era de cerca de nove quilos. “Diminuiu-se, assim, a fadiga do trabalhador e aumentou-se o rendimento no trabalho” (Guimarães, 2006). Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br Outros precursores, são Frank e Lillian Gilbreth (figura 2), que pesquisaram o desempenho e fadiga e desenvolveram projetos de estações de trabalho e equipamentos para deficientes. Os seus trabalhos resultaram em procedimentos até hoje em uso por equipes cirúrgicas em hospitais, como a criação daprofissão instrumentador cirúrgico. Fonte: www. Lib.purdue.edu Figura 2 – Frank e Lillian Gilbreth Na verdade, a ergonomia teve impulso em função dos desenvolvimentos tecnológicos do século XX, principalmente após a 2ª Guerra Mundial, das necessidades e produção de novos e complexos maquinismos, pois as inovações excediam ou não se adaptavam às características e capacidades humanas levando ao erro. Durante a II Guerra Mundial a ergonomia tomou o corpo de uma disciplina específica. Nessa ocasião disciplinas tradicionais não foram suficientes para compatibilizar o progresso tecnológico e o homem. Os equipamentos militares tornaram-se de grande complexidade, passando a exigir dos operadores a capacidade de tomada de decisões em condições criticas. “aviões mais velozes, radares, submarinos e sonares, que implicam quantidade, e riscos de decisões” (Guimarães, 2000). Assim, engenheiros uniram-se aos psicólogos e fisiólogistas para adequar operacionalmente equipamentos, ambiente e tarefas aos aspectos humanos. A despeito de eficazes projetos de engenharia, ainda cabia ao homem avaliar a informação, decidir e agir, e o seu desempenho não era eficiente, resultando em falhas dos sistemas, Buscam-se explicações e a culpa é do homem - o erro humano, a falha humana, o ato inseguro. No entanto, acusar o homem de negligência, descaso, desobediência ou ignorância não resolve o problema. Difícil selecionar o homem que não erre, principalmente quando se necessitam de mais e mais pilotos para conduzir os modernos bombardeiros” (Guimarães, 2000). As perdas provocadas por “falha humana” dirigiram a atenção para interface no Sistema Homem-Máquina. A partir da experiência desenvolvida pelo complexo industrial-militar, o pós-guerra assistiu a expansão da Ergonomia, como: Ü disciplina científica (geração de conhecimentos) Ü disciplina tecnológica (aplicação de conhecimentos) No fim da guerra, ao mesmo tempo em que eram criados, pela Força Aérea e Marinha dos Estados Unidos, laboratórios de engineering psychology, formou-se a primeira companhia civil de consultoria sobre o assunto Ergonomia. Ao mesmo, na Inglaterra eram realizadas pesquisas em Ergonomia, estimuladas o do Conselho de Pesquisas Médicas e do Departamento de Pesquisa Científica e Industrial. Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br A grande expansão da Ergonomia ocorreu a partir de 1960. Até então, a pesquisa, especialmente no EUA, estava dirigida ao complexo industrial militar. A partir do início da corrida espacial, a Ergonomia passou a desenvolver um novo e importante parte, com os programas da NASA. O ergonomista passa a participar do desenvolvimento de projetos em todas as áreas. Envolve-se com a: “geração de projetos de sistemas, de estações de trabalho, de equipamentos, de tarefas, de organização do trabalho, do ambiente físico e espacial do trabalho; de programas de capacitação e treinamento, de higiene e segurança do trabalho, de seleção e transferência de tecnologias” (Guimarães, 2006). Finalmente, o termo ergonomia é original da obra “Esboço da ergonomia ou ciência do trabalho baseada sobre as verdadeiras avaliações das ciências da natureza” do polonês W. Jastrzebowski em 1857. Em 1949, o inglês K. F. Hywell Murrel usou pela primeira vez o termo ergonomia com objeto próprio e objetivos particulares (Pheasant, 1997) ao mesmo tempo, em Oxford, criou-se a primeira sociedade de ergonomia - a Ergonomic Research Society; Os termos gregos ergo (trabalho) e nomos (normas, regras) formaram, então, o neologismo ergonomia (1950). Um marco importante para a difusão da ergonomia foi a Fundação da International Ergonomics Association – IEA, a qual teve o seu primeiro congresso em Estocolmo em 1961. O termo Ergonomcs (ergonomia) é utilizado nos países europeus, incluindo a Grã-Bretanha; nos EUA e Canadá os termos usados são: Human Factors (fatores humanos) ou human engineering (engenharia humana). No Brasil, adotou-se o termo Ergonomia em decorrência da difusão dos primeiros livros aqui escritos (Iida & Wierzzbicki, Ergonomia, 1968; Verdussen, Ergonomia: a racionalização humanizada do trabalho, 1978). No nosso país, os conhecimentos da ergonomia foram espalhados, inicialmente, por cinco vertentes principais (Moraes, 1994): ̇ na engenharia de produção (escola politécnica da USP) por Sérgio Penna Kehl; ̇ na engenharia de produção (COPPE/UFRJ) por Itiro Iida; ̇ no desenho industrial (ESDI/UERJ) por Karl Heinz Bergmiller; ̇ na psicologia (USP - Ribeirão Preto) por Rozestraten e Stephaneck; ̇ na psicologia (FGV- Fundação Getúlio Vargas - RJ) por Franco lo Presti Seminério; ̇ e pelo Conservatoire National des Arts e Métier (CNAM) (Paris) por meio de Alain Wisner. Hendrick (1992) propõe que a prática da ergonomia pode ser diferenciada em 4 fases, de acordo com a tecnologia enfocada. 1a fase da ergonomia ou ergonomia de hardware Desenvolvida durante a 2a Guerra Mundial, representa o início da ergonomia ou “human factors” como ciência prática formal. De início, concentrou o interesse no estudo das características (capacidades, limites) físicas e perceptuais do ser humano, e a aplicação dos dados no design de controles, displays e arranjos de espaço físico. Ainda é o maior campo de atuação de muitos ergonomistas. Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br 2a fase da ergonomia ou ergonomia do meio ambiente Vem se fortalecendo, nas últimas décadas, em função do interesse de se compreender melhor a relação do ser humano com seu meio ambiente, quer natural ou construído. As questões ecológicas, bastante em voga e tão importantes para a restauração do equilíbrio do planeta, deverão ampliar a atuação de ergonomistas nesta linha de abordagem. 3a fase da ergonomia ou ergonomia de software Também conhecida como ergonomia cognitiva, lida principalmente com as questões de processamento de informação. Tem um campo de trabalho fortalecido em função da informatização de processos e produtos que exige, cada vez mais, uma ergonomia da interface com o usuário. 4a fase da ergonomia ou macroergonomia Diz respeito à ergonomia enfocada dentro de um contexto mais amplo, deixando de se restringir a questões do posto de trabalho mas atuando, também, a nível organizacional. O ponto de vista das primeiras três fases é o operador, ou grupos de operadores, dentro de subsistemas de um conjunto maior que é a organização em que se inserem. A visão macro da ergonomia atual focaliza o homem, a organização, o ambiente e a máquina como um todo de um sistema mais amplo. De acordo com o IEA, através da disciplina Ergonomia os domínios de especialização representam profundas competências em atributos humanos específicos e características das interações humanas entre si e destes com os sistemas, quais sejam: Ergonomia Física: no que concerne as características da anatomia humana, antropometria, fisiologia e biomecânica em sua relação a atividade física. Os tópicos relevantes incluem a postura ocupacional no trabalho, manuseio de materiais (levantamento manual de carga), repetitividade de movimentos, problemas músculo esqueléticos relacionados ao trabalho, projetos de postos de trabalho, segurança e saúde; Ergonomia cognitiva: no que concerneaos processos mentais, tais como percepção, memória, raciocínio, e resposta motora, conforme afetam interações entre seres humanos e outros elementos de um sistema. Os tópicos relevantes incluem carga mental de trabalho, tomada de decisão, performance especializada, Interação Homem-Computador (IHC), estresse e treinamento/capacitação conforme estes se relacionam aos projetos envolvendo seres humanos e sistemas; Ergonomia Organizacional: no que concerne a otimização dos sistemas sócio-técnicos, incluindo suas estruturas organizacionais, políticas e processos. Os tópicos relevantes incluem comunicações, gerenciamento de recursos, projeto de trabalho, organização temporal do trabalho, trabalho em grupo, projeto participativo, ergonomia comunitária e trabalho cooperativo, cultura organizacional, organizações em rede e gestão da qualidade. Enfoques característicos segundo o tipo de abordagem do homem no trabalho: o americano e o europeu; linha européia (ergonomia francofônica): inicia-se com a observação do trabalho, em condições reais e prioriza as atividades do operador, o entendimento da tarefa, os mecanismos de seleção de informações, de resolução de problemas, de tomadas de decisão; - considera o estudo Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br específico do trabalho humano com o objetivo de melhorá-lo; - analisa detalhadamente a tarefa do operador, orientando-se em direção da organização do trabalho (quem faz o quê e - sobretudo - como o faz, e se poderia fazê-lo melhor; - prioriza a atividade dos operadores específicos ao realizar suas tarefas particulares; - é muito mais psicológica e mesmo cognitiva do que antropométrica ou fisiológica. linha americana (ergonomia anglofônica): preocupa-se com os aspectos físicos da interface homem-máquina. Realiza simulações em laboratórios (pesquisa experimental); - considera a ergonomia como utilização das ciências para melhorar as condições do trabalho humano; - considera as características gerais do homem em geral, a máquina humana, para adaptar melhor as máquinas e os dispositivos técnicos a este homem; - estuda as características da máquina humana e os efeitos fisiológicos e psicofisiológicos; 1.1. O Sistema Homem-Tarefa-Máquina (SHTM) Segundo Iida (1990), a palavra “sistema” apresenta diversos sentidos. No caso da ergonomia adota-se um conceito que vem da biologia: “sistema é um conjunto de elementos (ou subsistemas) que interagem entre si, com um objetivo comum, uma meta a ser alcançada, e que evoluem no tempo”. De acordo com Chapanis (1996) apud Moraes & Mont’Alvão (1998), os sistemas de equipamentos são sempre elaborados com algum objetivo humano: x eles existem para atender a determinada necessidade humana; x são planejados e construídos pelo ser humano; x são criaturas humanas que os manejam, supervisionando-os, alimentando-os, observando- lhes o funcionamento e cuidando da sua manutenção; Pode-se afirmar que todos os sistemas de equipamentos são sistemas homem-máquina. A ergonomia lida com sistemas homens-máquinas, ou seja, com sistemas em que ao menos um elemento é um homem com uma certa função. Um SHM consiste de homens e máquinas somados aos processos pelos quais eles interagem dentro de um ambiente (Miller, 1954); Um SHM é uma organização cujos componentes são homens e máquinas que trabalham conjuntamente para alcançar um fim comum e estão unidos entre si por uma rede de comunicações (Montmollin, 1971). Um SHM é uma combinação operatória de um ou mais homens com um ou mais componentes, que interatuam para fornecer, a partir de elementos dados (input), certos resultados, considerando as limitações impostas por um ambiente dado (McCormick, 1980); Um SHM significa que o homem e a máquina têm uma relação recíproca um com o outro (Grandjean, 1988). Nos SHMs, cabe enfatizar a interação entre os homens e as máquinas. A ergonomia não estuda o homem isolado nem a máquina isolada. Esta interação se dá através das comunicações entre o homem e a máquinae se expressa a partir das atividades da tarefa (Moraes & Mont’Alvão, 1998) De acordo com MORAES (1994), o conceito de sistemas é fundamental para a ergonomia, enfoca a interação do homem (ser humano) com utensílios, equipamentos, máquinas e ambientes. Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br MORAES (1994) descreve um sistema como: “um todo que não pode ser separado em partes sem perda de suas características essenciais e que deve ser estudado como um todo. Em vez de explicar o todo em termos de suas partes, as partes começam a ser explicadas em termos do todo. Mais ainda, as coisas a serem explicadas são vistas como partes do todo mais amplo em vez de serem consideradas como todos a serem divididos em partes.” CARDOSO (1998) diz que, a abordagem sistêmica é expansionista – o sistema homem-tarefa- máquina compreende desde a díada um homem + uma máquina até sistemas homens- máquinas – como uma fábrica, um hospital. Mais ainda: é parte da caracterização do sistema a determinação dos seus requisitos. Estes podem variar de capacidades como potência, velocidade, resistência, intercambiabilidade, fixidez, até diminuição de acidentes, conforto postural, facilitação da tomada de informações, lógica cognitiva, bem-estar psíquico, minimização do esforço físico. O Ergonomista/Designer estuda o trabalho numa perspectiva centrada no sistema (SHTM) e sempre destaca os requisitos humanos de segurança, conforto e bem-estar; Caracterização dos SHM x As máquinas são necessárias para se atingir os objetivos do sistema; x Tanto homens quanto máquinas são necessários para o desempenho do sistema; x a relação homem-máquina é direcionada para um objetivo, um propósito; x objetivo do sistema é efetuar mudanças ambientais a curto, médio e/ou a longo prazos; x sistema possui tanto um ambiente interno quanto um externo. Para Iida (1990), um sistema é composto dos seguintes elementos: x fronteira: são os limites do sistema que pode tanto ter uma existência física, como a membrana de uma célula, ou parede de uma fábrica como pode ser apenas uma delimitação imaginária para efeito de estudo, como a fronteira de um posto de trabalho; x subsistemas: são os elementos que compõem o sistema; x entradas (inputs): representam os insumos ou variáveis independentes do sistema; x saídas (outputs): representam os produtos ou variáveis dependentes do sistema; processamento: são as atividades desenvolvidas pelos subsistemas que interagem entre si para converter as entradas em saídas. Moraes & Mont’Alvão (1998) relatam, ainda, sobre uma hierarquia de sistemas, onde há o sistema-alvo (o qual será estudado e investigado) e, acima dele, em termos hierárquicos, encontram-se os supra sistemas, abaixo dele, encontram-se os subsistemas. As autoras apontam uma hierarquia inserida num contexto mais amplo: o ecossistema e sugerem o que chamam de “sistematização”, como uma abordagem sistêmica do homem interagindo com a máquina e, ainda, que essa sistematização é devidamente estudada por meio de uma “modelagem sistêmica”, que será visto, em mais detalhes, no final desta apostila. O enfoque centrado no usuário x A ênfase da ergonomia é investigar o operador e o ambiente como parceiros dentro do sistemade trabalho como uma totalidade (Oborne, 1995); x a visão do “enfoque centrado no usuário” argumenta que é a pessoa que controla o sistema, que o opera, que dirige o seu curso e monitora as suas atividades (Moraes & Montalvão, 1998); Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br x a ergonomia centrada na pessoa/ser humano/operador/usuário considera a interação como controlada e conduzida pelo operador; Aspectos do modelo sistêmico, expansionista, comportamental e informacional de Moraes (1992): x o enfoque centrado na pessoa como o destaque do humano; x o processamento da informação, a resolução de problemas e a tomada de decisões; x as atividades da tarefa como expressão da interação SHTM; x o expansionismo do modelo de maneira macro; x a eficiência ergonômica considerando os inputs e outputs do sistema e a “economia” do homem pela minimização dos custos humanos do trabalho. 1.2. Carga de trabalho � Para Moraes & Mont’Alvão (1998), a carga de trabalho é a relação entre constrangimentos impostos pela tarefa, pela interface, pelos instrumentos e pelo ambiente, em conjugação com as atividades desempenhadas e a capacidade de trabalho do operador. � Mais ainda: estas mesmas condições, além de determinarem a carga de trabalho, influenciam a performance do sistema – o rendimento do trabalho, a produtividade e a qualidade; � Carga de Trabalho Físico (CTF): relacionada aos constrangimentos ergonômicos que afetam a integridade física (orgânica) do ser humano (fisiologia, biomecânica, antropometria, fatores físico-quimico-ambientais); � Carga de Trabalho Mental (CTM): constrangimentos ergonômicos que resultam em uma sobrecarga mental e erro humano (processamento de informações - interpretação e resposta); � Carga de Trabalho Psíquico/Organizacional (CTPO): constrangimentos que afetam o aspecto psíquico face a questões organizacionais (relação interpessoal, monotonia, estresse, excesso de carga horária, etc.). Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br Figura 3 - Condições, constrangimentos, conseqüências, resultados e qualidade do trabalho (a partir de Leplat, 1997 apud Moraes & Mont’Alvão, 1998) 2. A importância da fisiologia para a ergonomia Para Guimarães (2006), em uma situação de trabalho é necessário verificar se a tarefa executada está sendo realizada pelo indivíduo dentro de sua capacidade física e mental, de modo que não se instale a fadiga a qual trará prejuízos à sua saúde e encurtará sua expectativa de vida. Os conhecimentos em fisiologia permitem estimar as demandas no coração e pulmões em virtude do esforço muscular durante o trabalho. Além da fadiga muscular resultante de esforço contínuo e localizado, o trabalho físico intenso realizado durante longo período pode levar à fadiga geral do corpo. Isto porque há um limite da quantidade de energia que o coração e pulmões podem abastecer o músculo. Quando as exigências do trabalho excedem a capacidade fisiológica do trabalhador, geram sobrecarga ao operário, podendo, em conseqüência, aumentar a freqüência de acidentes e baixar a produtividade e qualidade do trabalho. A avaliação geral da carga física do trabalhador pode ser feita a partir de uma série de informações sobre: aptidões físicas do trabalhador, o que é feito, como é feito, qual a postura do operário, quais seus movimentos, qual o custo fisiológico da tarefa e como o trabalhador percebe individualmente a situação. CARACTERÍSTICAS DO OPERADOR Capacidade de trabalho OBJETIVOS E EXIGÊNCIAS DA TAREFA AMBIENTE DA TAREFA, CONDIÇÕES DE EXECUÇÃO: Físicas; Químicas; Organizacionais. COMPORTAMENTO DA TAREFA ATIVIDADES DO OPERADOR Tomada de informações; decisões; acionamentos; comunicações; deslocamentos; posturas assumidas CARGA DE TRABALHO CONSEQÜÊNCIAS PARA O OPERADOR CUSTOS HUMANOS DO TRABALHO DESEMPENHO DO OPERADOR RENDIMENTO DO TRABALHO PRODUTIVIDADE E QUALIDADE COND. TRABALHO ATIVIDADE EFEITOS DA ATIVIDADE CARACTERÍSTICAS DO OPERADOR Capacidade de trabalho OBJETIVOS E EXIGÊNCIAS DA TAREFA AMBIENTE DA TAREFA, CONDIÇÕES DE EXECUÇÃO: Físicas; Químicas; Organizacionais. COMPORTAMENTO DA TAREFA ATIVIDADES DO OPERADOR Tomada de informações; decisões; acionamentos; comunicações; deslocamentos; posturas assumidas CARGA DE TRABALHO CONSEQÜÊNCIAS PARA O OPERADOR CUSTOS HUMANOS DO TRABALHO DESEMPENHO DO OPERADOR RENDIMENTO DO TRABALHO PRODUTIVIDADE E QUALIDADE COND. TRABALHO ATIVIDADE EFEITOS DA ATIVIDADE Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br Anatomia A anatomia (anatome = cortar em partes, cortar separando) refere-se ao estudo da estrutura e das relações entre estas estruturas. A fisiologia (physis + lógos + ia) lida com as funções das partes do corpo, isto é, como elas trabalham. Cada estrutura do corpo está designada para desempenhar uma função específica, e como a estrutura de uma parte, muitas vezes, determina sua função. Segundo Guimarães (2006), é importante frisar que o organismo funciona de modo integrado e que existem relações estreitas em todo sistema corporal, principalmente entre a circulação e a respiração. O trabalho físico, por causar por causar perturbações no meio interno, demanda ajustes e adaptações que afetam todos os órgãos e tecidos do corpo. São adaptações circulatórias, respiratórias e variações físico-químicas e hormonais que estabelecem uma nova situação de equilíbrio para que o organismo passe a funcionar satisfatoriamente, embora em um nível diferente do de repouso. Existe um limite máximo além do qual o organismo não é mais capaz de se adaptar sendo que não se pode apontar uma função isolada como limitante da adaptação do trabalho. Ela varia de indivíduo para indivíduo e, numa mesma pessoa, de acordo com as circunstâncias. Algumas das principais adaptações são: x respiração mais profunda e rápida; x aumento de batimentos cardíacos, acompanhado por um aumento da capacidade cardíaca; x adaptações vasomotoras, com dilatação das veias dos órgãos envolvidos (músculos e coração), enquanto as outras veias dos outros órgãos se contraem. Isto ocorre porque o sangue flui dos órgãos não diretamente envolvidos para aqueles que necessitam mais oxigênio e nutrientes; x aumento da pressão sangüínea, aumentando o gradiente de pressão das artérias principais para as veias dilatadas dos órgãos em trabalho e, assim, aumentando a velocidade da circulação; x aumento da temperatura corporal e do metabolismo. Com o aumento da temperatura aumenta, também, a velocidade das reações metabólicas e assegura que maior quantidade de energia química seja convertida em energia mecânica. Com a continuidade do trabalho, afirma Guimarães (2006), efeitos metabólicos secundáriosaparecem, particularmente na composição dos líquidos do corpo. Há um acúmulo dos produtos resultantes das transformações metabólicas, principalmente ácido lático, e os rins têm mais dejetos a excretar. A atividade muscular gera mais calor no interior do corpo e, para restaurar o balanço energético, mais calor deve ser perdido através da pele, aumentando-se o fluxo sangüíneo e o suor. Dentro de certos limites, algumas mudanças – ventilação, batimento cardíaco e temperatura corporal – mostram uma relação linear com o consumo energético ou desempenho no trabalho. Se estas mudanças puderem ser usadas para avaliação do esforço físico demandado. Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br 2.1. O Trabalho muscular e esquelético (Sistema músculo-esquelético) Os músculos são responsáveis por todos os movimentos do corpo (Iida, 1990), eles transformam energia química armazenada no corpo em contrações, movimentos (trabalho e calor). São classificados em: ̇ Lisos, comandados involuntariamente (paredes dos intestinos, vasos sangüíneos, bexiga, etc.); ̇ músculos cardíacos; ̇ músculos estriados ou esqueléticos, comando voluntário. Cerca de 40% dos músculos do corpo são estriados (# 434 músculos), porém, só 75 pares estão envolvidos com a postura e movimentos (Iida, 1990). Para fins de ergonomia, somente os músculos acionados voluntariamente, isto é, os músculos estriados, são de interesse de estudo. Microscopicamente, os músculos apresentam de maneira geral a seguinte Estrutura: Estriasåfibrasåmiofibrilasåsarcômeros: miosina e actina (filamentos de proteínas) - estrias. Os filamentos de actina deslizam entre os filamentos de miosina, reduzindo o comprimento do sarcômero, assim realiza-se a chamada contração muscular (figura 4), responsável direta pela execução de movimentos. Fonte: http://www. Figura 4 – Estrutura microscópica do músculo A irrigação sangüínea do músculo (suprimento de oxigênio, açúcar e outras substâncias do sistema circulatório) (Iida, 1990) acontece pelo sistema circulatório, essencialmente pelos capilares (pequenas veias que compõem o sistema circulatório, junto com as veias e artérias). 2.1.1. Sistema músculo esquelético: coluna vertebral A coluna vertebral é constituída de 33 vértebras (7 cervicais, 12 torácicas, 5 lombares, 5 formam o sacro e 4 o cóccix). Entre elas há um disco intervertebral: cartilaginoso, responsável pelo amortecimento entre as vértebras (figura 5). Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br A coluna vertebral pode sofrer deformações: congênitas ou adquiridas (cifose, lordose, escoliose). FONTE: http://www.movere.com.br/images/ Figura 5 – A coluna vertebral 2.2. Respiração e circulação á Respiração: responsável pelas trocas gasosas entre as células de um organismo e o meio ambiente, contribuindo para que o oxigênio seja aproveitado no sangue, enquanto o gás carbônico é eliminado (Guimarães, 2004); á aparelho respiratório: pulmões, condutos e estruturas torácicas; á inspiração e expiração (ventilação pulmonar); á circulação: vasos sangüíneos (artérias, veias e capilares) e o coração; á atividade cardíaca: assegura o fluxo sangüíneo para os tecidos do organismo (aparelho respiratório: pulmões, condutos e estruturas torácicas; á pressão arterial: de sistólico (pressão da artéria no momento em que o sangue foi bombeado pelo coração) e diastólico (pressão na mesma artéria, no momento em que o coração está relaxado após uma contração); á o valor de 120/80 mmHg é o valor considerado ideal; medidas até 140 mmHg para a pressão sistólica, e 90 mmHg para a diastólica, podem ser aceitas como normais Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br Por conta do aumento das necessidades de oxigênio há o aumento do débito cardíaco: Em condições de repouso, o débito cardíaco é de aproximadamente 5 litros por minuto, sob a freqüência cardíaca de 75 batimentos por minuto; Em condições de esforço físico extremo,o débito cardíaco pode chegar a 35 litros por minuto, a uma freqüência cardíaca de 200 batimentos por minuto. Método direto: mensuração da captação de oxigênio A avaliação por método direto consiste na mensuração da captação de oxigênio durante o trabalho, o que demanda a utilização de equipamentos desconfortáveis para o usuário o que pode atrapalhar o desempenho no trabalho e, necessariamente, constitui um fator de distúrbio na coleta de dados. Método indireto: freqüência cardíaca Por isso, dá-se preferência para a utilização de métodos indiretos de coleta de dados, com base, em geral, no comportamento da freqüência cardíaca do trabalhador. Em um trabalho considerado leve, a freqüência cardíaca sobe em alguns minutos e se mantém constante dentro de padrões aceitáveis. Já no trabalho pesado, a freqüência cardíaca sobe até que o trabalho se torne extenuante e tenha que ser interrompido. Além de ter a vantagem de informar muito sobre a atividade geral do trabalho sendo efetuado, o registro da freqüência cardíaca é muito difundido devido sua facilidade de registro e resgate de dados. Para o sujeito sendo avaliado, a utilização de um equipamento de mensuração de batimentos cardíacos não causa nenhuma interferência, pois a técnica é não invasiva (exige apenas a colocação de três eletrodos de superfície sobre o tórax) e o uso de um captador/armazenador dos sinais da freqüência que, no caso dos sistemas mais modernos, tem a forma de um relógio de pulso. A leitura dos dados é feita mais tarde, em laboratório, através de uma interface que transfere os dados armazenados para um computador. A análise da freqüência cardíaca pode ser feita comparando-se os batimentos em repouso (antes do trabalho) e durante a execução da tarefa. Baseado em diversos estudos, admite-se o limite para o trabalho humano contínuo quando o “pulso de trabalho”, isto é, a diferença entre os batimentos do pulso em trabalho e em repouso, é igual ou maior a 30 batimentos por minuto (30 batimentos a mais que o normal em repouso, medido com o sujeito sentado). Em outras palavras, se um trabalhador tiver uma freqüência média em repouso sentado de 70 batimentos/min, não é recomendável que ele mantenha atividades que demandem mais de 100 batimentos/min durante uma jornada de oito horas. Com base na comparação entre a freqüência cardíaca em repouso e a freqüência durante o trabalho, é possível estimar o custo fisiológico do trabalho, isto é, avaliar a sobrecarga de trabalho e redesenhá-lo (por meio de modificação da tarefa e/ou do posto de trabalho) caso a demanda energética esteja fora do recomendado para trabalhos contínuos. O gráfico da Figura 6 mostra como o aumento dos batimentos cardíacos estão relacionados com o trabalho. Mostra, também, como a energia consumida pode demandar diferentemente o coração, dependendo das circunstâncias.Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br Figura 5 - Aumento de batimentos cardíacos em relação a diferentes tipos de estresse. (Fonte. Grandjean, 1981 p. 78). Segundo o gráfico, o aumento de batimentos cardíacos ocorre devido a um aumento da temperatura ambiente. Quão maior for a proporção de trabalho estático para o trabalho dinâmico e quão menos músculos estão envolvidos. Comparando-se as alterações dos batimentos cardíacos com as alterações no consumo de energia, fica claro que avaliações calcadas apenas neste último não é suficiente e que a análise de trabalho por batimentos cardíacos é mais precisa, uma vez que alguns fatores correlacionados ao trabalho não influem na ventilação e no consumo energético mas são responsáveis pelo aumento da freqüência cardíaca. A análise de postos de trabalho possibilitou uma organização quanto ao tipo de carga imposta conforme Quadro 1. Quadro 1: Análise da carga de trabalho associada a 215 postos de trabalho. (Fonte:Grandjean, 1981 p.87). Características do posto de trabalho Nº de postos Calorias de trabalho (Kcal/min) Pulsos de trabalho (bat/min) predominância do trabalho dinâmico 54 2,7 30 trabalho estático 59 2,5 44 sob temperatura alta 102 2,3 42 em geral 215 2,5 39 Hettinger e Rohmert consideram que para trabalhos dinâmicos que envolvem um razoável número de músculos de trabalhadores homens, jovens e sadios, pode-se postular que 1 caloria de trabalho/min é igual a 10 pulsos de trabalho/min. No caso de análise de trabalho dinâmico a partir de apenas um dos índices fisiológicos (freqüência cardíaca ou freqüência respiratória/ventilação) é possível correlacionar, com pouca margem de erro, o outro índice não medido e, assim, obter os valores de incremento tanto para o consumo energético quanto para a freqüência cardíaca. Segundo o Quadro 4, pode-se notar que, considerando-se esta relação Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br de 1: 10, os valores mais próximos entre caloria de trabalho e pulso de trabalho ocorrem realmente no trabalho dinâmico, e diferem bastante nas situações de trabalho estático e trabalho sob calor. 2.3. Metabolismo á É o estudo dos aspectos energéticos do corpo humano (Iida, 1990); á alimentação: 1 parte para construção de tecidos e outra como combustível; á o combustível: manter o organismo funcionando e o excedente pode ser acumulado como gorduras ou ser usado para trabalho externo; á o processo: transformações químicas dos alimentos consumidos em combustível (glicogênio) oxidado (reação exotérmica) gera energia e sub-produtos (calor, dióxido de carbono e água) á Metabolismo basal: energia necessária apenas para manter uma pessoa viva, sem realizar trabalho externo (# 1800kcal/dia para homens e 1600kcal/dia para mulheres); á carboidratos tendem a armazenar mais glicogênio nos músculos do que proteínas e gorduras, aumentando a capacidade de trabalho; Método do consumo energético Até recentemente, o método do consumo energético era utilizado para a mensuração do esforço físico, mas, hoje em dia, ficou evidente que apenas esta mensuração não é suficiente pois a sobrecarga de trabalho físico não depende só do número de calorias consumidas mas, também, do número de músculos envolvidos no trabalho, sua duração e as circunstâncias sob as quais ela está sendo efetuada. Relação entre consumo energético e batimentos cardíacos Hettinger correlacionou o dispêndio energético e os batimentos cardíacos, a partir de estudos realizados com 552 trabalhadores em postos de trabalho da siderurgia alemã (entre 1949 e 1969) chegando ao gráfico conforme a Figura 7. Figura 7 - Distribuição de freqüências de dispêndio de calorias de trabalho (valores inferiores) e de pulsos de trabalho (valores superiores). A curva tracejada equivale a kcal/min. A curva Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br contínua equivale ao pulso de trabalho/min. LCP = limite de trabalho contínuo. (Fonte: Grandjean, 1981 p.87). Comparando-se as curvas, observa-se que elas não coincidem. Os valores para calorias de trabalho são geralmente mais baixos do que os valores de pulso de trabalho, discrepância atribuída aos efeitos do trabalho estático e sob temperaturas elevadas que não acarretam em alterações críticas do consumo energético, mas que influenciam muito os batimentos cardíacos. Alguns princípios fisiológicos são muito importantes para a ergonomia: x Limite o dispêndio energético no trabalho. x Repouso é necessário após tarefas pesadas. x Evite trabalho estático. Dê preferência ao trabalho dinâmico. O trabalho dinâmico permite contrações e relaxamentos alternados dos músculos, como no caso de uma pessoa andando, virando o volante de uma empilhadeira etc. Trabalho estático é aquele que exige contração contínua de alguns músculos, para manter uma determinada postura. É o caso, por exemplo, dos músculos dorsais e das pernas para manter a posição de pé parado. Ou com os músculos dos ombros e do pescoço para manter a cabeça inclinada para frente ou para baixo. Ou com os músculos do braço direito estendido para frente segurando cartas ou pacotes durante a triagem para separação em escaninhos. O trabalho estático é altamente fatigante e, sempre que possível, deve ser evitado. Quando isso não for possível, o trabalho deve ser aliviado, por meio do enriquecimento da tarefa, da alternância de posturas, melhorando o posicionamento de objetos, ferramentas e postos, ou providenciando apoios para as partes do corpo de forma a liberar o esforço de manutenção postural. Também devem ser concedidas pausas de curta duração, mas com elevada freqüência, para permitir relaxamento muscular e alívio da fadiga. 2. Biomecânica ocupacional O ser humano, em diversos aspectos, pode ser comparado a uma máquina, ou seja, o ser humano é considerado mecanicamente como uma série de segmentos rígidos (ossos) que se conectam nas articulações. Assim, a biomecânica estuda a “máquina humana”. Iida (2005) define a Biomecânica Ocupacional como o estudo da interação entre o trabalho e o homem sob o ponto de vista dos movimentos músculo esqueléticos envolvidos, e as suas conseqüências. No estudo da biomecânica, as leis físicas da mecânica são aplicadas ao corpo humano. Podem-se estimar as tensões que ocorrem nos músculos e articulações durante uma postura ou movimento (Dul & Weerdmeester, 1995). Assim, a biomecânica analisa basicamente a questão das posturas corporais no trabalho e a aplicação de forças. A biomecânica oferece o suporte científico para a análise de forças e posturas, que determinam as forças internas sobre os músculos, tendões, ossos e articulações envolvidas em movimentos repetitivos e atritos dos tendões e músculos. Desta forma, a biomecânica auxilia na determinação dos limites fisiológicos e da capacidade de recuperação do organismo. Conseqüentemente, com base neste diagnóstico, é possível escolher alternativas paraa melhoria dos postos de trabalho de forma a não penalizar o trabalhador. Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br 2.2.1. Adoção e manutenção de Posturas Postura ocupacional é a postura assumida pelo corpo, quer seja por meio da ação integrada dos músculos operando para contra-atuar a força da gravidade, quer seja quando mantida durante inatividade muscular (Oliver et al., 1998). É a assunção e manutenção da combinação de movimentos executados pelos segmentos corporais (cabeça, tronco e membros). Ao longo da jornada de trabalho, o trabalhador adota posturas ocupacionais, que serão uma conseqüência das atividades das tarefas. Esta postura poderá ser mantida ou pode variar ao longo do tempo. A postura mais adequada ao trabalhador é aquela que ele escolhe de maneira voluntária. A maneira de conceber o projeto dos postos de trabalho depende diretamente das atividades a serem realizadas e, automaticamente, das posturas adotadas, assim, devendo favorecer a variação das mesmas, essencialmente a alternância entre a postura sentada e a de pé (MTE, 2002). As posturas são adotadas a partir de um esforço conjunto do sistema fisiológico humano chamado de Sistema músculo esquelético. A postura pode acontecer de duas maneiras: estática (manutenção) e dinâmica (variação). Para os fins da ergonomia, Grandjean (1998), define: x Trabalho muscular dinâmico (trabalho rítmico), caracterizado por uma seqüência rítmica de contração e extensão – portanto de tensionamento e afrouxamento – da musculatura em trabalho. No trabalho dinâmico há um fluxo proporcional de sangue para os músculos em ação, que recebe os nutrientes necessários enquanto os resíduos são eliminados (o músculo pode receber entre 10 a 20 vezes mais sangue que quando em repouso); x Trabalho muscular estático (trabalho postural) caracterizado por um estado de contração prolongada da musculatura, o que geralmente implica um trabalho de manutenção da postura. No trabalho estático a circulação fica restringida pela pressão interna, sobre o tecido muscular, que não recebe nutrientes (sendo forçado a consumir reservas, levando à fadiga) e não tem os seus resíduos retirados (o que causa dor). De maneira geral, o tempo de manutenção de posturas adotadas, ou seja, o trabalho estático deve ser o menor possível, pois suas conseqüências prejudiciais dependem do tempo prolongado da manutenção das posturas. A postura de trabalho está diretamente relacionada à atividade realizada, exigências da tarefa (físicas, visuais, precisão, repetitividade, movimentos, etc.), do espaço de trabalho, das máquinas operadas. Trabalhando ou repousando, o corpo adota três posturas “básicas”: deitado, de pé e sentado (Iida, 2005). Na postura deitada, não há concentração de tensões em nenhum segmento corporal. O sangue flui livremente para todas as partes do corpo, contribuindo para eliminar os resíduos do metabolismo e as toxinas dos músculos provocadores da fadiga. O consumo energético assume o valor mínimo, aproximando-se do metabolismo basal. Portanto, a postura deitada é a mais recomendada para repouso e recuperação da fadiga. Porém, em alguns casos, a posição horizontal (deitada) é assumida para realizar algum trabalho, (como o de manutenção de automóveis). Neste caso, como a cabeça (4 a 5 Kg) geralmente fica sem apoio, a posição pode se tomar extremamente fatigante, sobretudo para a musculatura do pescoço. A postura de pé exige trabalho estático do sistema músculo esquelético (trabalho estático dos membros inferiores – pernas - e costas – lombar). Fisiologicamente é pior do que a postura Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br sentada em termos de trabalho estático. Possui apenas um ponto de referência (os membros inferiores). Na postura sentada, o consumo de energia é de 3 a 10% maior que na posição horizontal. Para manter a posição sentada, são exigidas as atividades musculares das costas e do abdome. A postura sentada exige menos que a de pé e ainda tem outras vantagens: Libera os braços e pés para a realização de tarefas, permitindo a mobilidade dos membros. Por outro lado, a postura sentada, se mantida por um tempo prolongado, prejudica: costas, pescoço, membros inferiores e membros superiores. Mudanças que ocorrem no corpo: a articulação do quadril é flexionada, os ossos da bacia “rodam”, ou seja, as pontas dos ossos que estavam voltados para trás passam a “apontar” para baixo. Há, também, a diminuição ou eliminação da curvatura da lordose lombar. Aumento da pressão dentro dos discos intervertebrais (aproximadamente 35%, de pé para sentado). Quanto maior for o ângulo entre o tronco e coxas, maior tenderá a pressão dentro dos discos, então, com o achatamento do arco lombar, todas as estruturas (ligamentos, pequenas articulações e nervos) podem ser afetadas. Quanto o núcleo é empurrado para trás, ele pressiona a parte de trás do disco, isto enfraquece as paredes do disco facilitando o aparecimento de rachaduras (COURY, 1995). As posturas inadequadas podem resultar em conseqüências graves ao sistema músculo esquelético, afetando vários segmentos. O quadro 2 apresenta as diversas posturas e os riscos de desconforto/dores em determinados segmentos corporais (Grandjean, 1998). Postura Risco de dores em pé pés e pernas (varizes) sentado sem encosto músculos extensores da costa assento muito alto membros inferiores (pernas, joelhos, pés) assento muito baixo costas e pescoço braços em elevação ombros e braços manejo inadequado antebraço, punho Quadro 2 – Assunção de posturas e os riscos de dores nos segmentos corporais (Grandjean, 1998) O trabalho sentado exige menos esforço estático do que o de pé. Na postura de pé há constante atividade estática nas articulações dos pés, joelhos, quadris. Há, também, o aumento importante da pressão hidrostática nas veias das pernas e do volume das extremidades inferiores, o coração encontra maior resistência para bombear o sangue para as extremidades do corpo. O trabalho em pé vem sendo fonte de problema (principalmente nas pernas e pés, de mulheres). Em uma pesquisa realizada com vendedoras, 40% das pessoas pesquisadas apontaram principalmente: dores nas pernas e pés, seguidas de dores nas costas e dores de cabeça (Grandjean, 1998). O Melhor é alternar trabalho em pé e o trabalho sentado, variando a postura. Assim, alivia esforços dos grupos musculares e protege discos intervertebrais, devido a mudanças no abastecimento de nutrientes; permite maior mobilidade; facilitando o enriquecimento do trabalho. 2.2.2. Alguns princípios da biomecânica ocupacional (Guimarães, 2006) As articulações, em conjunto aos segmentos corporais, devem ser mantidas em posição neutra, tanto quanto possível. Assim, há a diminuição de tensão física entre os ligamentos, Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br tendões e outras estruturas, músculos e articulações, além de possibilitar que os músculos exerçam força máxima (contraçãomuscular – força interna). Do contrário, posturas inadequadas (figura 8) podem resultar, num primeiro momento, em desconforto/dor e, em termos cumulativos, levar a algum tipo de lesão. Figura 8 - Exemplos de posturas inadequadas, onde as articulações não estão na posição neutra. A área de trabalho deve ser mantida próxima ao corpo (tronco), levando-se em consideração as prioridades durante a realização das atividades das tarefas; Devem-se evitar posturas estáticas (manutenção), principalmente em combinações de movimentos (rotação, inclinação, extensão, flexão e desvios). Nestas situações há aumento das tensões sobre as articulações e os músculos e possibilidade de sobrecarga física, como por exemplo: ̇ flexão de tronco e de pescoço. Quando trabalhando em pé, deve-se manter o corpo na posição vertical. A parte superior do corpo de um adulto pesa em média 40 kg, quando ocorre o movimento de flexão, as costas, principalmente a região lombar, irão sofrer tensão muscular. A cabeça de um adulto pesa entre 4-5 Kg. Quando ela é flexionada mais de 30q, os músculos do pescoço são tencionados para manter essa postura, gerando sobrecarga no pescoço e nos ombros. Deve-se manter a cabeça o mais próximo possível da posição vertical (neutra). ̇ rotação de tronco. Posturas em rotação de tronco causam tensão na coluna vertebral. Os discos elásticos intervertebrais sofrem deformação, e as articulações e músculos dos dois lados da coluna ficam sujeitos a tensões assimétricas. Movimentos bruscos (muito dinâmicos) devem ser evitados. Os movimentos bruscos (muito dinâmicos) podem produzir tensões muito grandes, de curta duração, como conseqüência da aceleração do movimento. Carregamento/levantamento brusco (muito dinâmico) de peso, por exemplo, pode resultar em dor aguda na parte inferior (lombar) das costas. Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br Deve-se alternar a postura e os movimentos. Nenhuma postura ou movimento deve ser mantido por longo período. Posturas prolongadas e movimentos repetitivos são fatigantes e, em longo prazo, podem levar a lesões nos músculos e articulações, tendões e ligamentos. Este problema pode ser prevenido com alternância de tarefas. Se a tarefa não puder ser enriquecida é necessário alternar as posturas assumidas na execução do trabalho. Se o trabalho é efetuado de pé, parado, é importante alternar com a posição sentada. Se o trabalho é efetuado sentado, é importante alternar com a posição de pé, ou andando. Limitar a duração de esforço muscular contínuo. A contração contínua de determinados músculos, como resultado de manutenção prolongada de postura ou movimentos repetitivos, leva à fadiga muscular. Como esta fadiga é desconfortável e reduz o desempenho muscular, a postura ou o movimento não podem ser mantidos continuamente. Quanto maior for o esforço muscular, menor será o tempo de manutenção do trabalho. O esforço muscular é definido como a força exercida em função da percentagem da máxima força. A maioria das pessoas só consegue manter um esforço muscular máximo por alguns segundos, e exercer por aproximadamente 2 minutos uma força equiparável a 50% do esforço muscular máximo. Buscar paradas curtas freqüentes ao invés de única parada longa. A fadiga muscular pode ser reduzida distribuindo-se o tempo de pausa durante a jornada de trabalho. Não é correto forçar o trabalho nas primeiras horas da jornada, evitando as pausas, para ficar maior parte do tempo livre no final. Muitas vezes as pausas existem naturalmente dentro do ciclo de trabalho. Por exemplo, quando se espera que a máquina complete seu ciclo ou quando um carregador retorna descarregando. Do contrário, é necessário programar essas pausas periódicas. Trabalho com membros superiores. As tarefas manuais devem ser realizadas com os braços em posição neutra e, se não for o caso, deve ser efetuada com apoios. As mãos e cotovelos devem permanecer abaixo do nível dos ombros. Se inevitável, a tarefa deve ter duração limitada. Devem também ser previstos descansos regulares durante a execução. 2.3. O trabalho Repetitivo A repetitividade é relacionada ao conteúdo e o tempo em que uma tarefa é realizada (Guimarães, 2006). Tecnicamente é definida como a velocidade de gestos (variações médias angulares e índice de força - número de manipulações por minuto (Ranaivosoa, 1992 apud Malchaire, 1998). Repetitivo é um ciclo que é executado mais de quatro vezes por minuto (McAtammney & Corlett, 1993 apud Guimarães, 2006). 2.2.4. Técnicas para A avaliação biomecânica Segundo Kilbom (1994), o corpo humano, sistema anatômico de extrema complexidade, está constantemente exposto a demandas físicas. Na prática, durante uma jornada de trabalho, um trabalhador pode assumir muitas posturas diferentes e em cada tipo de postura, um diferente conjunto da musculatura é acionado. As causas e conseqüências das demandas físicas são geralmente estudadas pela ergonomia e envolvem as seguintes situações: a) a movimentação do corpo ou de seus segmentos (caminhar e correr, por exemplo); b) o levantamento de peso ou transporte de cargas (movimentação de materiais); c) a manutenção ou sustentação de posturas estáticas. Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br Vieira & Kumar (2004) afirmam que a demanda física em termos laborais pode resultar em prejuízo ao Sistema Músculo Esquelético (SME). Para tanto, há várias técnicas que avaliam a carga física, tanto em situações relativas ao trabalho estático quanto ao dinâmico, e seus efeitos (Kilbom, 1994). Os resultados destes estudos apontam, quase sempre, o nível de esforço físico ou sobrecarga ao sistema músculo esquelético, envolvendo a variável tempo de manutenção do quadro postural envolvido e a sua influência sobre o desempenho humano quando da realização de suas atividades. De maneira geral, o ergonomista deve identificar a atividade postural do operador, as manutenções prolongadas e as mudanças freqüentes das posturas como elementos da carga física de trabalho. Para Vieira & Kumar (2004), os ergonomistas devem considerar em seus estudos sobre as causas e conseqüências do prejuízo ao sistema músculo-esquelético, categorizando os níveis de demanda física, levando-se em consideração a postura ocupacional, e variáveis como: amplitude de movimentos, força envolvida, repetitividade e o fator tempo de manutenção. Uma simples observação assistemática – observando-se apenas “o que salta aos olhos” e que não foi previamente planejado - não é o suficiente para se poder analisar o quadro postural de maneira aprofundada. Por causa disto, foram desenvolvidas diversas técnicas para o registro e a análise da postura (Iida, 2005). A postura ocupacional (estática ou dinâmica) tem sido amplamente avaliada subjetivamente por meio de várias técnicas de cunho observacional, além de protocolos gráficos e checklists, como o OWAS (Kumar & Vieira, 2004). O OWAS (Ovako oy Working Postures Analysis System) (Karhu et al., 1977) é uma técnica que utiliza a observação sistemática tendo-se como referência uma classificação e uma codificação (pré-elaboradas) de posturas. De maneira geral, diversos autores propõem instrumentos para avaliação dos riscos posturais, por meio de critérios qualitativos, critérios semi-quantitativos,ou critérios quantitativos (Colombini et al., 1999). As técnicas qualitativas compreendem perguntas, inquirições e verbalizações (ex: entrevistas, questionários, checklists). As técnicas semi-quantitativas se baseiam em observação direta ou indireta, os dados selecionados com base em perguntas e convertidos em escalas numéricas ou diagramas (ex: OWAS, Mapa de Regiões Corporais, etc.). As técnicas quantitativas propõem a mensuração direta do esforço físico ou da disfunção do sistema músculo-esquelético (ex: eletromiografia, goniometria, dinamometria, cirtometria - mensurações diretas - e a cinemetria - mensuração indireta). Questionários (avaliação subjetiva) De acordo com Gil (1978), o questionário é uma técnica de investigação composta por um número mais ou menos elevado de questões apresentadas por escrito às pessoas, tendo por objetivo o conhecimento de opiniões, crenças, sentimentos, expectativas e situações vivenciadas. Moraes & Mont’Alvão (2000) dizem que os questionários podem ser abertos ou fechados, sendo que o tipo que abrange perguntas fechadas pode ser de alternativas dicotômicas, alternativas hierarquizadas, múltipla escolha, onde as perguntas ou afirmações apresentam categorias ou alternativas de respostas fixas e que se estabeleceram previamente. As perguntas abertas são consideradas do tipo livre ou dissertativa, onde o respondente descreve ou relata sobre o que é perguntado. Os questionários são muito utilizados por intervenções ergonômicas e, geralmente, são precedidos por entrevistas ou verbalizações. O objetivo é uma avaliação subjetiva sobre o trabalho, isto é, abordar o respondente para que este possa descrever sua percepção referente às questões que envolvem o seu trabalho. Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br O processo de elaboração é muito importante, é preciso verificar minunciosamente a organização dos tipos, ordem, grupos e formulação das perguntas; cuidado na seleção das questões; limite em extensão e finalidade. Uma outra questão importante é o tratamento de dados (processo de tabulação, tratamento estatístico e interpretação). É mais conveniente que se utilizem questionários que já tenham sido previamente elaborados e testados, como o Nordic Musculoskeletal Questionnaire (NMQ), fazendo as devidas adaptações de acordo com o caso em que se quer intervir. Por fim, vale dizer que o pré-teste ou uma aplicação piloto do questionário também é importante para se poder verificar possíveis problemas de formatação ou configuração ou interpretação/entendimento do respondente, para só então se aplicar a versão final. O Nordic Musculoskeletal Questionnarie –NMQ foi elaborado pelos institutos de saúde ocupacional nos países escandinavos, visando uma coleta de dados, ampla e a curto prazo, de problemas músculo esqueléticos (KUORINKA et al., 1987 apud CORLETT, 1995). O questionário fornece um formato padronizado para a catalogação dos dados sobre problemas músculo esqueléticos. O NMQ foi muito utilizado pelo Programa de Saúde e Segurança do Reino Unido (UK Health and Safety Executive - HSE), onde foram realizadas pequenas modificações (Dickinson et al., 1992 apud Corlett, 1995). As sessões do questionário são as seguintes: 1) detalhes pessoais dos trabalhadores; 2) Levantamento geral dos incômodos (dor, desconforto, entorpecimento) nas regiões corporais, de acordo com o mapa corporal proposto; 3) Levantamento focalizado dos incômodos em áreas específicas do corpo (figura 9); 4) Levantamento sobre a saúde geral e informações sobre o trabalho dos respondentes Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br Check lists Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br Figura 10 - Check list de Michigan, (Lifshitz & Armstrong, 1986 apud Oliveira et al, 1998) Respostas negativas são indicativas de condições favoráveis aos D.O.R.T/L.E.R.. 100% de respostas afirmativas indicam mínimo risco. Este checklist, conhecido como check list de Michigan, compreende 21 perguntas, assim subdivididas: 4 de estresse físico, 2 de força, 5 de postura, 3 de posto de trabalho, 1 de repetitividade e 6 de ferramentas. Respostas negativas são indicativas de condições favoráveis aos D.O.R.T/L.E.R. 100% de respostas afirmativas indicam mínimo risco. Check list de Keyserling et al. (1993) O centro de ergonomia da Universidade de Michigan, em 1993, aprimorou seu check list para avaliar os riscos associados aos membros superiores. O check list de Keyserling et al. (1993) acrescentou ao de Lifshitz & Armstrong (1986) 5 perguntas para as mãos e a avaliação dos hemicorpos (direito e esquerdo) em separado. Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br Figura 11 - Check list de Keyserling et al. (1993) Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br Técnicas semi-quantitavias Escalas de avaliação As escalas constituem instrumentos nos quais os sujeitos devem assinalar, em um contínuo ordenado, o grau em que uma determinada situação se aplica a eles ou a outras pessoas. Tal contínuo pode ser expresso de forma numérica direta (1 a 5, por exemplo, conforme Figura 12), ou pode se consistir em palavras ou expressões (muitíssimo, muito, às vezes, quase nunca, nunca) que são posteriormente transformadas em valores numéricos. Figura 12 - Exemplo de escala discreta (Diniz, 1999) Apesar de muitos autores proporem escalas discretas, é aconselhável o uso de escalas contínuas, como a escala de 15 cm e duas âncoras nas extremidades, conforme proposto por Stone et al. (1974). Esse tipo de escala favorece o poder de discriminação entre respondentes (o que torna o nível de mensuração melhor) e permitindo o uso de uma maior gama de técnicas de análise estatísticas. Antes de se aplicar a técnica de escalas, como uma forma de se levantar dados sobre a manutenção de posturas ocupacionais, é necessário: ̇ • decidir quais âncoras usar nas extremidades da escala e se é preciso uma região neutra; ̇ • decidir se será discreta ou contínua; ̇ • decidir, se discreta, quais os níveis e tipos de abordagem; ̇ • decidir, se contínua, qual o tamanho em cm; ̇ • exemplo de preenchimento e pré-testes. Escala de Borg A escala original RPE (Rating of Perceived Exertion) e a escala CR10 (Category Ratio),desenvolvidas por Gunnar Borg, apontam o índice do esforço percebido pelos indivíduos na realização de suas tarefas/atividades (Figura 17). A escala RPE foi ajustada em números de 6 a 20 e estão linearmente relacionadas com o batimento cardíaco dividido por dez e a escala CR10 em números de 1 a 10. A diferença entre as duas escalas é que as análises e inferências estatísticas dos dados coletados da CR10 são mais fáceis de serem feitas (kin 356 web encyclopedia, 2001) (figura 13). Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br Figura 13 - Escalas de Borg (http://ahsmail.uwaterloo.ca) Kilbom (1994) considera que estas escalas podem ser usadas para complementar as medições fisiológicas das tarefas durante o trabalho ocupacional. Elas freqüentemente fornecem uma informação adicional sobre as respostas subjetivas, especialmente em casos onde a resposta da freqüência cardíaca é considerada imprecisa. Diagramas de segmentos corporais - Escala de desconforto (Corlett, 1995) São figuras humanas apresentadas com uma configuração em forma de um mapa de regiões corporais delineadas por grupos musculares e/ou articulações (segmentos). O objetivo do procedimento é mapear o desenvolvimento de desconforto percebido entre os pesquisados. Basicamente, o procedimento inicial é apontar a região referente ao desconforto/dor percebido, apontando o nível conforme uma escala apresentada. Os segmentos servem de guia para especificar os locais do desconforto experimentado por aqueles envolvidos nas tarefas que estão sendo investigadas. Esta informação é encontrada por indagações preliminares ou por um pré-teste. Há varias versões do diagrama de segmentos corporais que são adaptações para o foco de estudo que se quer analisar (figura 14). Uma versão computadorizada foi desenvolvida pela NexGen Ergonomics (www.nexgenergo.com) e é comercialmente conhecida como ErgoMaster™.(figura 15) A figura 16 é um diagrama adaptado de Corlett (1995) com escalas contínuas para cada segmento do corpo, que está sendo usada pela equipe de design e ergonomia do PPGEP/UFRGS. Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br Figura 14 – Figuras humanas subdividas em segmentos corporais (Mapa de regiões corporais) Figura 15 – Versão computadorizada do “mapa de regiões corporais” (ErgoMaster™, www.nexgenergo.com) Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br Figura 16 - Diagrama adaptado de Corlett (1995) Figura 17 – Configuração adaptada de Corllet & Bishop (1976) utilizada pela UFSCar (Universidade Federal de São Carlos) Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104 – (98) 21098289 - www.nepp.ufma.br - ergonomia@ufma.br Owas (Karu, Kansi & Kuorinka, 1977) A técnica OWAS foi desenvolvida na Finlândia, entre 1974 e 1978, por uma parceria entre a metalúrgica OVAKO OY e o Instituto Finlandês de Saúde Ocupacional (Long, 1993). O objetivo era registrar, mapear e examinar posturas assumidas durante o trabalho por meio de um sistema de codificação. A elaboração do OWAS envolveu a realização de 680 fotografias de posturas ocupacionais no trabalho da metalúrgica, em situação real. Essas fotografias resultaram num grupo de 84 tipos de posturas catalogadas, sendo codificadas da seguinte forma: 4 para as costas, 3 para os braços e 7 para as pernas. Multiplicando-se 4x3x7, tem-se como resultado um total de 84 (oitenta e quatro) combinações. O sistema de codificação foi elaborado com a seguinte descrição: A - Costas (1 para costas eretas, em posição neutra; 2 para flexão ou extensão de tronco; 3 para inclinação ou rotação de tronco; 4 para a combinação de movimentos, flexão e rotação por exemplo); B – Braços (1 para ambos os braços abaixo do nível da altura dos ombros; 2 para pelo menos um dos braços no nível ou acima do nível da altura dos ombros e 3 para ambos os braços no nível ou acima do nível da altura dos ombros); C – Pernas (1 para a postura sentado; 2 para a postura de pé com ambas as pernas eretas, na postura neutra; 3 para a postura de pé com o peso do corpo distribuído em apenas uma das pernas; 4 para a postura de pé ou agachado com ambos as pernas em flexão; 5 para a postura de pé ou agachado com apenas uma das pernas em flexão; 6 para ajoelhado com um ou ambos os joelhos e 7 para posturas dinâmicas, como caminhando, se movimentando); D – Força ou Carga envolvida (1 para Peso ou força envolvida com 10kg ou menos; 2 para Peso ou força envolvida entre 10kg e 20kg e 3 Peso ou força envolvida acima de 20kg). Foram adicionados códigos para Posturas adicionais para as pernas: 8: sentado com as pernas eretas; 9: pernas sem apoio (suspensas); 0: arrastando-se ou escalando. Por fim, há também a possibilidade de relacionar os códigos com as atividades realizadas, codificando também cada atividade por números, assim como as posturas. Para a coleta de dados, os autores do OWAS recomendam observações diretas ou indiretas (por registro fotográfico ou em vídeo, com captura de figuras pausadas), sendo o intervalo entre cada observação de 30 (trinta) ou 60 (sessenta) segundos e a quantidade total de observações de no mínimo 100 (cem), totalizando um mínimo de 55 (cinquenta e cinco) minutos de observação. Os registros fotográficos ou em vídeo devem ser posicionados visualizando o sujeito em observação num plano sagital (lateral), de corpo inteiro. Os dados coletados são analisados de duas maneiras: 1) combinação entre os códigos dos segmentos corporais (costas, braços, pernas) e o peso ou força envolvida, representados por dígitos/número, codificando assim cada postura assumida (figura 1); 2) Mapear e examinar as posturas conforme o tempo de manutenção. A tabulação dos dados envolve duas matrizes de avaliação, as quais relacionam cada postura catalogada e codificada com o nível de prejuízo ao Sistema Músculo Esquelético (SME), indicando uma ação (a curto, médio ou longo prazo) a ser tomada pelo ergonomista. Se o resultado for 1 (um) significa que o quadro postural está normal, sem prejuízo ao SME, não sendo necessária nenhuma ação corretiva, se for 2 (dois) significa que o quadro postural está com problema pouco grave ao SME, sendo necessárias ações corretivas a longo prazo, se for 3 (três) significa que o quadro postural está com problema grave ao Universidade Federal do Maranhão - Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bloco 8, Sala 104
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