ANÁLISE DAS VARIÁVEIS DE FORÇAS DE PREENSÃO DIGITAL: A

CONTRIBUIÇÃO DA BIOMECÂNICA AO DESIGN ERGONÔMICO

Luis C. Paschoarelli1, Bruno M. Razza1, Franciane da S. Falcão1, Cristina do C. Lucio1

1Laboratório de Ergonomia e Interfaces – Universidade Estadual Paulista –UNESP – Bauru.

Resumo: As preensões digitais são comumente empregadas em atividades ocupacionais, sendo associadas aos diagnósticos de DORT. Assim, vários estudos foram realizados com o objetivo de gerar dados normativos dessas variáveis, encontrando-se apenas uma referência no Brasil. O objetivo do presente estudo foi analisar a influência do gênero, antropometria e dominância na força de preensão digital pulpo-lateral. O gênero determinou diferenças no tamanho e força das mãos, ressaltando a importância do conhecimento das características do público feminino a fim de projetar produtos ergonômicos. Palavras Chave: Preensão Digital, Biomecânica, Design Ergonômico. Abstract: The pinch grips are commonly used in occupational activities and being associated with WMSD diagnostics. Thus, some studies had been led with the objective to generate normative data of these variables and only one reference of these was found in Brazil. The goal of the present study was to analyze the influence of the gender, anthropometry and hand dominance in the key pinch strength. The gender determined differences in the sizes and forces of the hands, stressing the importance of the knowledge of the female’s characteristics in order to ergonomic design product. Keywords: Pinch Grip, Biomechanics, Ergonomic Design.

INTRODUÇÃO

As mãos têm sido retratadas como os mais

complexos e úteis sistemas biomecânicos do corpo

humano, sendo um dos principais veículos de

atividade motora. As formas de preensão e

aplicação de forças interferem diretamente na

realização da maioria das atividades da vida diária

(AVDs), sendo que a magnitude destas forças pode

influir decisivamente nas condições ocupacionais

de trabalhadores que utilizam instrumentos

manuais.

O conhecimento biomecânico tem proposto

que o uso de preensões digitais associadas a

aplicações de forças, encontradas em várias AVDs,

é considerado mais prejudicial que as ações

realizadas em preensões palmares, pois causam

maiores tensões nos tendões e articulações que, ao

estarem associadas à grande carga biomecânica e

longos períodos de tempo, podem gerar DORTs –

Distúrbios Osteo-musculares Relacionados ao

Trabalho. Além disso, estudos que avaliam as

forças de preensão digital pulpo-lateral ainda são

restritos, havendo a necessidade de se explorar

diferentes variáveis que podem influenciar em seus

resultados.

Dentre os estudos biomecânicos que

objetivam levantar dados paramétricos de forças de

preensão digital para a determinação de dados

normativos, destaca-se aquele realizado por

Mathiowetz et al. [1], os quais avaliaram forças de

preensão digital com 628 voluntários de ambos os

gêneros e idades de 20 a 94 anos. Crosby et al. [2]

também investigaram as forças de preensão digital,

junto a 214 sujeitos de ambos os gêneros, e idades

de 16 a 63 anos, com o objetivo de estabelecerem

dados normativos.

No Brasil, Araújo et al. [3] realizaram um

estudo avaliando forças de preensão digital em

uma amostra ampla de indivíduos, também com o

objetivo de estabelecer parâmetros normativos,

possibilitando a interpretação e comparação dos

resultados com outros estudos. Os sujeitos foram

escolhidos aleatoriamente englobando diversas

etnias, atividades ocupacionais, biótipos, faixas

etárias, e outros, na tentativa de se obter uma

amostra bastante variada e representativa da

população brasileira.

Já quanto à análise das preensões digitais e

as influências de variáveis externas, alguns

importantes estudos também foram desenvolvidos.

Imrhan [4] realizou um estudo de avaliação de

forças manuais investigando diversas variáveis,

dentre elas alguns tipos de preensão digital e

posturas desviadas do punho, apontando a

necessidade de se projetar equipamentos e postos

de trabalho priorizando a preensão digital pulpo-

lateral e a postura neutra da mão. Dempsey, Ayoub

[5] e Imrhan, Rahman [6] investigaram os mesmos

tipos de preensão digital sob diferentes aberturas

de preensão, chegando a resultados discordantes.

Young et al. [7] avaliaram a variação da força de

preensão digital em função do tempo, e obtiveram

grandes flutuações com relação a diferentes dias,

mas não entre as medições realizadas entre a

manhã e tarde.

Também foi constatado, com a revisão

destes estudos, que a análise da influência do

gênero na aplicação de forças de preensão digital

pulpo-lateral é bastante discutida. Por outro lado,

as avaliações antropométricas realizadas nestes

estudos não são analisadas, principalmente quando

se trata de sua influencia na aplicação de forças.

O objetivo deste estudo foi realizar uma

avaliação biomecânica de força de preensão digital

pulpo-lateral num grupo de indivíduos

universitários brasileiros, a fim de verificar a

influência da antropometria (manual), da

dominância e do gênero nesta variável. Desta

forma, este estudo procura demonstrar os aspectos

metodológicos e a integração das dimensões físicas

nas ações projetuais e ocupacionais da ergonomia.

MATERIAL E MÉTODOS

Questões Éticas

Todos os participantes assinaram um Termo

de Consentimento Livre e Esclarecido (TCLE),

baseado na resolução 196/96 – CNS/MS, e todos

os procedimentos fazem parte de um estudo

aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa, da

Faculdade de Medicina de Botucatu (UNESP),

através do “Oficio 374/2005 – CEP”.

Casuística

Participaram 30 indivíduos (20 do gênero

masculino e 10 do gênero feminino), com idade

média de 19,80 anos (d.p. 1,95 anos), todos

estudantes universitários, sendo 26 destros

(Coeficiente de Lateralidade: média 81,36; d.p.

17,97) e 04 canhotos (Coeficiente de Lateralidade:

média -53,68; d.p. 36,11), de acordo com

Edinburgh Inventory de Oldfield [8]. Nenhum

sintoma grave de distúrbio músculo-esquelético

nos membros superiores (no último ano, anterior

ao experimento) foi relatado pelos sujeitos.

Materiais

Foram utilizados: TCLE; Protocolos de

Identificação e Lateralidade - Edinburgh Inventory

de Oldfield [8]; Balança mecânica Welmy® mod.

R110; Paquímetro de metal MAUb (Polônia);

Dinamômetro de Pinça (Pinch Gauge), mod B&L-

PG60, B&L Engineering (Canadá), considerado o

mais preciso para avaliação de preensão pulpo-

lateral, segundo Mathiowetz et al. [9].

Procedimentos

Todo o estudo foi desenvolvido no

Laboratório de Ergonomia e Interfaces da UNESP

- Bauru (SP). Após a instrução das atividades, os

sujeitos aptos e voluntários a participar do estudo

assinaram o TCLE e preencheram os protocolos de

identificação e lateralidade.

Na seqüência, houve a coleta dos dados

antropométricos (peso, estatura e nove variáveis

dimensionais das mãos esquerda e direita).

A coleta das forças de preensão pulpo-lateral

(Figura 01) deu-se em três medições, sendo

considerado um intervalo mínimo de 3 minutos

entre as mesmas. Neste caso, tomaram-se como

resultados a média das três medições, uma vez que

não foram encontradas diferenças estatisticamente

significativas entre as mesmas (p > 0,05).

Figura 01 – Procedimentos de Coleta de força de

preensão pulpo-lateral com uso do dinamômetro de

pinça B&L (pinch gauge).

O posicionamento dos indivíduos seguiu as

recomendações da “American Society of Hand

Therapists”, a saber: posição sentada, com o

ombro neutramente rotacionado e abduzido, o

cotovelo flexionado em 90º, e o antebraço e punho

em posição neutra.

O acionamento do dinamômetro deu-se com

o posicionamento em sua parte inferior pela

falange medial do dedo indicador e na parte

superior com a face pulpar do polegar. Todos os

procedimentos foram padronizados, baseados em

Mathiowetz [9].

Os dados foram analisados através de

estatística descritiva. Aplicou-se a Análise da

Variância (ANOVA – p ≤ 0,05) e análise post hoc

de DUNCAN, a fim de comparar as forças, as

variáveis antropométricas e as mãos (direita e

esquerda, dominante e não dominante) entre os

diferentes gêneros.

RESULTADOS

Os resultados gerais (médias e desvio-

padrão) das variáveis antropométricas das mãos

(mm) e das forças de preensão (Kgf), e o valor de

“p” para comparação entre gênero, são

apresentados na Tabela 1.

A análise estatística não apontou diferença

estatisticamente significativa entre as mãos direita

e esquerda, com relação às variáveis

antropométricas e às forças de preensão digital (p >

0,05). Também não houve diferenças

estatisticamente significativas entre as mãos

dominante e não dominante, tanto para destros

quanto para canhotos, com relação à força e à

antropometria.

Já quanto ao gênero, apenas a variável

comprimento do indicador, da mão esquerda, não

apresentou diferença estatisticamente significativa,

enquanto que todas as demais variáveis

apresentaram p ≤ 0,05.

Tabela 1: Resultados gerais (médias e desvio-padrão do peso (Kg); estatura (m); variáveis antropométricas

das mãos (mm); forças de preensão (Kgf) e valor “p” para a comparação entre o gênero.

Homens Mulheres Anova Variáveis

Média D.P. Média D.P. "p" MÃO DIREITA

Comprimento da mão 18,56 0,90 17,3 1,00 0,001 Comprimento palmar 10,58 0,56 9,88 0,56 0,003 Comprimento do polegar 6,84 0,44 6,22 0,56 0,002 Comprimento do indicador 7,19 0,45 6,83 0,43 0,044 Comprimento do médio 7,99 0,42 7,41 0,47 0,002 Comprimento do anular 7,35 0,37 6,86 0,48 0,004 Comprimento do mínimo 6,05 0,39 5,44 0,55 0,001 Largura metacarpal 8,63 0,35 7,87 0,66 0,000 Largura Palmar 10,60 0,59 9,73 0,75 0,001 Força (kgf) 9,40 1,34 6,91 1,53 0,000

MÃO ESQUERDA Comprimento da mão 18,68 0,89 17,29 0,99 0,000 Comprimento palmar 10,69 0,52 9,80 0,55 0,000 Comprimento do polegar 6,91 0,60 6,27 0,69 0,013 Comprimento do indicador 7,21 0,46 6,94 0,46 ns Comprimento do médio 7,99 0,46 7.49 0,48 0,007 Comprimento do anular 7,38 0,37 6,82 0,42 0,000 Comprimento do mínimo 6,04 0,40 5,34 0,47 0,000 Largura metacarpal 8,50 0,41 7,83 0,49 0,000 Largura Palmar 10,66 0,62 9,51 0,56 0,000 Força (kgf) 8,96 1,80 6,57 1,52 0,000

DISCUSSÃO

As forças de preensão digital são

normalmente encontradas em atividades

ocupacionais, o que tem gerado a necessidade de

estudos nas áreas da biomecânica e ergonomia.

Vários desses estudos apresentam diferentes

resultados quanto ao gênero e quanto a dominância

das mãos.

Pela comparação com a literatura disponível

sobre força de preensão digital, pode-se observar

que o presente estudo obteve valores menores que

a maioria das demais avaliações. Os resultados

mais próximos foram os de Imrhan [4] (♂ = 9,8

kgf), Imrhan, Loo [10] (♂ = 9,4 kgf e ♀ = 6,5 kgf)

e Araújo et al. [3] (♂ = 10,1 kgf e ♀ = 7,4 kgf).

Este último apresentou dados da população

brasileira, com materiais (dinamômetro de pinça

B&L) e procedimentos metodológicos similares ao

presente estudo, o que permite estimar que as

semelhanças nos resultados podem indicar uma

consistência nos dados, corroborando para a

formação de parâmetros nacionais de forças de

preensão digital.

Os dados de Imrhan, Rahman [6] (♂ = 14,2

kgf) são notadamente mais altos que outros

estudos. Estes autores, percebendo essa

disparidade, discutiram que esses resultados

poderiam ter sido decorrentes de diferenças

metodológicas na coleta e análise dos dados. Os

resultados do estudo de Crosby et al. [2] também

apresentam valores elevados (♂ = 12,2 kgf e ♀ =

9,0 kgf), entretanto os autores relatam que foram

incluídos na amostra trabalhadores da indústria

pesada, e além disso não foi explicitado qual o

equipamento empregado para a medição de força.

A variável dominância não se mostrou como

um fator de influência nas forças de preensão

digital pulpo-lateral deste estudo, assim como em

outras pesquisas (Ager et al. [11]; Mathiowetz et

al. [1]). Em todos esses estudos foi relatado que as

forças de destros e canhotos foram unidas em um

único conjunto de dados devido ao pequeno

número de indivíduos canhotos.

No que trata aos aspectos antropométricos da

mão humana, Mohammad [12] comparou as

dimensões das mãos entre homens e mulheres,

encontrando diferenças significativas entre os

gêneros, sendo as mãos dos homens maiores. Isto

corrobora com os resultados encontrados neste

estudo. Já quanto à dominância, Mohammad [12]

observou que as mãos dominantes foram

significativamente maiores que as não dominantes,

tanto para destros como para canhotos. Em nosso

estudo esta diferença não foi observada, assim

como no estudo desenvolvido por Paschoarelli et

al. [13]. Isto permite indicar que abordagens com

populações de diferentes origens étnicas podem

proporcionar resultados díspares; e no caso dos

indivíduos analisados, o tamanho das mãos deve

ser considerado no estabelecimento de parâmetros

ergonômicos.

Com relação à influência da antropometria

na força de preensão digital, muitos autores não

encontraram diferenças estatisticamente

significativas (Imrhan [4]; Araújo et al. [3]). A

única referência em que se observou uma relação

entre essas variáveis foi o estudo de Imrhan, Loo

[10], no qual houve uma correlação entre o

comprimento da mão e a força de preensão digital

apenas em crianças.

Quanto à análise da influencia do gênero na

força, observou-se em nosso estudo que o gênero

feminino realizou, em média, 73,42% da força do

gênero masculino. Estes valores foram condizentes

com a literatura, sendo maiores que alguns estudos

e menores que outros. ARAÚJO et al. [3] relata

que as mulheres realizaram 69,02% da força dos

homens; Imrhan, Loo [10] relatam 69,14%;

Mathiowetz et al. [1] relatam 66,53%; Mathiowetz

et al. [14] relatam 76,07%; Crosby et al. [2]

relatam 73,58% e Young et al. [7] relatam 61,97%.

Em nosso estudo, foi constatado que o

gênero influencia de modo significativo as forças

de preensão digital pulpo-lateral. Também foi

constatado que há diferença estatisticamente

significativa das variáveis antropométricas entre os

gêneros, entretanto, não é possível afirmar se estas

variáveis são determinantes na aplicação de forças,

já que a distinção na estrutura muscular entre os

gêneros é considerada por alguns autores (Iida

[15]). Ao analisar a força de preensão digital

pulpo-lateral entre indivíduos do gênero

masculino, não foram observadas diferenças

estatisticamente significativas entre os diferentes

tamanhos de mãos. Quanto ao gênero feminino,

não foi possível realizar a mesma análise, uma vez

que a amostra apresentou-se insuficiente.

Portanto, considerando a ampliação do

público feminino no mercado de trabalho, torna-se

necessário conhecer com maior propriedade as

características particulares deste grupo como, por

exemplo, as forças de preensão digital pulpo-

lateral, a fim de contribuir para o design

ergonômico de instrumentos manuais.

REFERÊNCIAS

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Faloppa F, Albertoni W M. Estudo populacional das forças das pinças polpa-a-polpa, trípode e lateral. Revista Brasileira de Ortopedia. 2002; 37 (11/12): 496-504.

[4] Imrhan S N. The influence of wrist position on

different types of pinch strength. Applied Ergonomics. 1991; 22(6): 379-84.

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gender, grasp type, pinch width and wrist position on sustained pinch strength. International Journal of Industrial Ergonomics. 1996; 17: 259-73.

[6] Imrhan S N, Rahman R. The effects of pinch

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[13] Paschoarelli L C, Souza B C de, Silva, D C.

Diferenças antropométricas entre mãos de

destros e canhotos: a influência no design ergonômico de instrumentos manuais. Anais do VII P&D Design; 2006; Unicenp. Curitiba [CD-ROM].

[14] Mathiowetz V, Wiemer D M, Federman S M.

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[15] Iida I. Ergonomia – Projeto e Producão. São

Paulo: Edgard Blücher, 2005. e-mail:

lcpascho@faac.unesp.br

brunorazza@uol.com.br

francifalcao@yahoo.com.br

cristinalucio@uol.com.br