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3 Antropometria Aplicada 3.1 Introdução Talvez a característica física humana mais evidente seja a enorme variedade de dimensões, de tipos e de proporções físicos. Estamos tão habituados a essa diversidade que, a não ser que deparemos com alguém excepcionalmente alto ou baixo ou de volume extremo, não nos damos conta da enorme amplitude dessa variabilidade. Pela mesma razão nos parecem tão naturais as dimensões das coisas que usamos todos os dias: As portas – que, de um modo geral, são suficientemente altas para a grande maioria das pessoas – e as cadeiras e mesas que utilizamos, por vezes com evidente desconforto. Esta aceitação resulta talvez da convicção de tal situação ser inevitável, sem outra alternativa que não seja adaptarmo-nos melhor ou pior às coisas que utilizamos, facto que aliás não deverá ter muita importância. Porém, cada vez mais as actividades profissionais se tornam sedentárias e as pessoas passam mais tempo sentadas durante o trabalho quer em escritórios, quer na indústria, quer em veículos motorizados. Ao mesmo tempo, a incidência de dores na região lombar aumenta na população trabalhadora o que leva alguns a questionar a alegada pouca importância em geral atribuida à relação mais íntima entre as pessoas e os objectos que utilizam. Desde os primeiros estudos no campo da ergonomia foram considerados os problemas relacionados com o assento e respectiva postura. A antropometria, que era inicialmente utilizada em antropologia como meio para a o estudo de diferenças rácicas e dos efeitos de dietas alimentares, condições de vida, etc., no crescimento e desenvolvimento físico, foi pouco a pouco passando a fornecer informações acerca das dimensões humanas importantes para a concepção e o dimensionamento dos espaços e dos postos de trabalho. De facto, desde o início da prática ergonómica se procurou determinar as distâncias necessárias para o eficiente desempenho de tarefas manuais nos postos de trabalho. A princípio, muitas das decisões eram simples: o alcance do membro superior era definido pela distância entre o ombro e o punho; o comprimento do antebraço definia as áreas de fácil alcance sobre uma mesa de trabalho; a distância entre a face inferior da coxa e o solo, com a perna flectida pelo joelho em ângulo recto, era a dimensão máxima aceitável para a altura do assento de uma cadeira. Estas e outras dimensões do mesmo tipo, obtidas sistematicamente de muitas populações durante as últimas cinco ou seis décadas, constituem ainda a fonte de dados em que se baseiam muitas das decisões tomadas no projecto de muitos objectos ou no projecto de postos de trabalho. Contudo, como se verá adiante, os dados e as suas aplicações tornaram-se mais complexos. Os ergonomistas reconhecem agora mais claramente a importância da harmoniza-ção, o mais perfeita possível, das dimensões dos equipamentos com a forma e dimensões das pessoas que os utilizam. É hoje sabido que uma pequena diferença entre a distância do plano de trabalho e o assento, mesmo de apenas dois ou três centímetros, pode ser suficiente para causar – ou evitar – dores no pescoço ou nos ombros. Em certas actividades, uma inclinação do tronco à frente, ainda que ligeira, mantida durante algum tempo, pode ser mais incómoda e provavelmente mais prejudicial que outras posturas aparentemente mais extremas. Reconhece-se também hoje que

3-1 Antropometria Fonte: Luís Gomes da Costa 2007

a natureza das tarefas pode ser um factor tão importante para o dimensionamento de um posto de trabalho como, por exemplo, a estatura das pessoas. Que relação existe entre ergonomia, antropometria e projecto? A antropometria aplicada pode ser considerada uma das ciências humanas básicas que contribuem com dados para a ergonomia, que por sua vez contribui com conceitos, princípios, critérios e metodologias para o processo de projecto e design (Fig. 3.1.1).

Antropometria

⇒

Ergonomia

⇒

Projecto / Design

Figura 3.1.1 Relação entre antropometria, ergonomia e projecto. A ergonomia surge como um

canal de informação (Adaptado de Pheasant, 1986) Nos seus primórdios, a ergonomia era essencialmente uma atitude de índole prática, aplicada por artífices das mais variadas profissões utilizando os ensinamentos póprios das suas artes, para tornar os produtos do seu trabalho mais fáceis de utilizar, mais cómodos e mais eficazes. Existem exemplos claros de preocupações ergonómicas na produção de objectos antiquíssimos como, por exemplo, os utensílios de sílex do paleolítico. Outros exemplos têm vindo a ser encontrados pelos arqueólogos ao longo da evolução das civilizações humanas revelando, em alguns casos, resultados de grande qualidade e sofisticação, como se podem observar nas pegas de madeira de ferramentas construídas há alguns séculos. As cinco falácias fundamentais Todavia, a prática da ergonomia tem sofrido, ao longo dos tempos, manifestos altos e baixos. Por isso, é possível encontramos objectos, mobiliário e outros equipamentos de tão má qualidade que custa a admitir terem sido construídos nos dias de hoje. Pheasant (1986) define com ironia “cinco falácias fundamentais” (resumidas no Quadro 3.1.1) que têm sido utilizadas como argumento – entenda-se desculpa – para os tristes exemplos da falta de aplicação da ergonomia ao projecto que abundam à nossa volta. Em tradução livre, diz Pheasant: «A 1ª falácia pode parecer exagerada e muito provavelmente os projectistas de equipamentos nunca chegarão a exprimi-la, nem sequer estarão conscientes de estar implicitamente a invocá-la. Contudo, quantos produtos são na realidade testados por uma amostra representativa de utilizadores durante a fase de projecto, ou pelo menos ensaiados por meio de uma técnica de simulação? Certamente muito poucos. Na maior parte das vezes, a avaliação do produto é inteiramente subjectiva. O projectista considera o assunto, concebe o equipamento, ensaia o prototipo (se este chegar mesmo a ser construído) e conclui “parece-me OK!”, com a evidente implicação de que se é satisfatório para si, sê-lo-á também para as outras pessoas. Muitas vezes, os objectos projectados para os indivíduos mais fortes ou mais aptos de uma população apresentam dificuldades insuperáveis de utilização para os mais fracos ou menos hábeis. É comum ouvir mulheres dizer com alguma irritação: “De certeza que foi projectado para um homem!”... e na maioria das vezes têm razão. A 2ª falácia aproxima-se muito da 1ª porque as pessoas tendem a considerar-se mais ou menos próximas da média. Suponhamos que definiamos as dimensões de uma porta com base


na estatura e na largura médias da população. A metade mais alta da população bateria com a cabeça na ombreira da porta e a metade mais larga teria dificuldade em caber nela. Uma vez que a metade mais alta da população não é necessariamente a metade mais larga, iríamos de facto satisfazer ou acomodar menos de metade dos utilizadores. Este exemplo de mau projecto pode parecer demasiadamente grosseiro, mas no mundo real abundam exemplos em que foram cometidos erros deste tipo. Como é evidente, o principal objectivo do projectista deve ser satisfazer a maior percentagem possível da população. A 3ª falácia tem o seu quê de verdade, pois os seres humanos são de facto muito adaptáveis, talvez até demais, para sua desgraça! Na realidade, são capazes de suportar muito, sem que necessáriamente se queixem. No exemplo acima citado, a metade mais alta da população teria provavelmente que se curvar para passar. Esta é a abordagem procusteana para o design. Contudo, a adaptação procusteana “cobra” habitualmente mais tarde ou mais cedo a sua “factura” em termos de conforto ou mesmo de saúde afectados, embora raramente de uma forma tão dramática como a perna amputada a Procustes... apesar das consequências, por vezes dramáticas, de acidentes de trabalho causados por erros ergonómicos no projecto. Lamentavelmente, são por demais importantes os prejuízos físicos, morais, sociais e económicos resultantes das lesões músculo-esqueléticas atribuíveis ao mau projecto de postos de trabalho, mobiliário e equipamentos. Parte da refutação da 3ª falácia baseia-se nos “custos escondidos” da adaptação. Mas a 4ª falácia refere-se aos custos reais resultantes da aplicação dos conceitos e da metodologia ergonómicos ao projecto. O projectista sofre a influência de uma série de factores tais como o marketing e a publicidade, por um lado, e a pressão dos consumidores e da legislação, por outro. O projectista deve responder a uma variedade de forças socio-económicas e o produto do seu trabalho reflecte o somatório das pressões da sociedade em cujo contexto foi concebido e realizado. Em alguns casos a pressão dos consumidores leva à introdução de características ergonómicas no projecto, tal como se verifica de um modo acentuado na área dos modernos equipamentos de escritório, dos electrodomésticos ou no conforto dos veículos automóveis. Os novos terminais de computador são ergonomicamente bastante melhores que os de há dez ou vinte anos atrás, provavelmente graças aos efeitos que a pressão dos utilizadores (em especial através dos sindicatos nos países mais desenvolvidos) têm provocado no equilíbrio das forças do mercado. Em algumas situações, os consumidores estão dispostos a pagar um preço extra pela qualidade ergonómica, como acontece com os automóveis. Contudo, para além de todas estas considerações, está o simples facto de muitas vezes custar tanto fazer as coisas com o tamanho certo do que fazê-las do tamanho errado. Frequentemente, o argumento de não aplicar a ergonomia por razões económicas não é mais que uma fraca desculpa para disfarçar ignorância, incompetência e talvez mesmo uma certa dose de incúria. A 5ª falácia envolve alguns aspectos mais complexos. A intuição e o bom senso de que se fala neste contexto são por vezes designados por “empatia”. Trata-se de um acto de introspecção ou imaginação pelo qual somos capazes de “nos colocarmos no lugar de outra pessoa”. Pode-se argumentar que o projectista, ao colocar-se empaticamente no lugar do utilizador e realizar o acto de projectar para os outros, se torna uma extensão de projectar para si próprio, de acordo com um dos princípios mais caros aos ergonomistas: o projecto centrado no utilizador. Em alguma medida isto será provavelmente verdade, mas será a intuição suficientemente elástica para abranger toda a amplitude da diversidade humana? Seremos nós capazes de imaginar o modo como alguém muito diferente de nós experimentará uma dada situação? Trata-se de uma questão ainda pouco estudada, com fortes implicações psicológicas. Será certamente difícil para um jovem adulto em boa forma física imaginar-se no lugar de uma


senhora idosa com artrose, tentando levantar-se de uma cadeira de braços, ou de uma atarefada mãe de três crianças irrequietas arrastando a sua prole enquanto faz compras num supermercado. Em tais casos, os dados empíricos serão certamente de maior confiança, por mais forte que julguemos a nossa intuição. O bom senso é, em si próprio, um conceito difícil de analizar, embora por vezes tenha “as costas largas”. Por exemplo, podem ouvir-se ex-pressões tais como “trata-se apenas de uma questão de bom senso” para justificar a aceitação cega de uma hipótese ainda não testada. Mas “bom senso” tem um significado diferente: é a forma prática de resolver problemas correctamente. Pode dizer-se que, de certo modo, bom senso e método científico são basicamente a mesma coisa, sendo este uma forma mais sofisticada e organizada daquele. Um bom projectista deve coligir todos os dados relevantes sobre a população utilizadora e testar objectivamente as suas próprias intuições. Esta será certamente uma boa prática na solução de problemas. O ergonomista deve segui-la reli-giosamente. Com isto não se pretende banir a simulação como via económica e importante para ensaiar a qualidade de um projecto, mas apenas dizer que, sendo ambas úteis, cada uma tem o seu momento próprio de utilização.» Quadro 3.1.1 As cinco falácias fundamentais (Adaptado de Pheasant, 1986).

1ª Este produto satisfaz-me, logo será satisfatório para toda a gente. 2ª Este produto é satisfatório para o indivíduo médio, logo será satisfatório para toda a gente. 3ª A variabilidade dos seres humanos é tão grande que é impossível satisfazê-la completamente

em qualquer projecto, mas isso não tem muita importância pois as pessoas têm uma maravilhosa capacidade de adaptação.

4ª Como a aplicação da ergonomia é cara e o critério para a escolha depende principalmente do custo, das características técnicas e da aparência (ou estilo) dos produtos, as preocupações ergonómicas podem muito bem ser dispensadas na concepção.

5ª A ergonomia é uma coisa excelente. Eu tenho sempre preocupações ergonómicas no projecto, mas faço-o intuitivamente, baseado no bom senso, pelo que não preciso de tabelas de dados.


3.2 Princípios e prática da Antropometria No capítulo anterior foi referida a importância de considerar a diversidade humana no projecto de equipamentos e ambientes de trabalho. Veremos agora como proceder no campo dos princípios e da prática. Existem situações em que os equipamentos e os espaços de trabalho podem ser projectados especificamente para o utilizador individual. Os fatos feitos por medida, a alta-costura e os assentos dos carros de corrida são alguns exemplos comuns. Trata-se, porém, de artigos que podemos considerar de luxo. Na realidade, a maioria das pessoas não está disposta a pagar o preço extra, aceitando as soluções pré-fabricadas, tais como o pronto-a-vestir, que se adaptam aproximadamente às suas características físicas. Para alguns de nós, o suposto “luxo” do projecto sob medida torna-se uma necessidade se quisermos levar uma vida normal e independente. É o caso das características físicas e das limitações dos deficientes que são de tal modo variáveis que os equipamentos de ajuda têm, muitas vezes, que ser feitos especialmente “à medida” para o próprio utilizador. Todos concordamos com a necessidade de o vestuário ser fabricado com vários tamanhos, mas haverá a mesma opinião acerca de cadeiras ou mesas, por exemplo? A resposta mais provável será, “sim, mas dentro de certos limites”. Não esperamos que crianças e adultos usem as mesmas mesas e cadeiras nas escolas e nos escritórios; parecem, contudo, adaptar-se muito bem à mesma mesa de jantar, em casa. Habitualmente, fornecem-se às dactilógrafas cadeiras ajustáveis mas no entanto as suas mesas têm altura fixa. Como é óbvio, aceitamos mais facilmente um ajustamento menos perfeito numa mesa ou numa cadeira do que numa camisa ou numas calças. Será menos óbvio, porém, o modo como chegar ao melhor compromisso acerca das dimensões fixas a adoptar para um equipamento destinado a uma vasta gama de utilizadores ou como definir o ponto a partir do qual concluímos que é indispensável haver ajustabilidade no produto. Para uma decisão fundamentada deste tipo exigem-se três tipos de informação: (a) as características antropométricas da população; (b) o modo como essas características impõem restrições ao projecto; (c) os critérios que definem a adaptação perfeita do produto ao utilizador. Hertzerberg (1972) descreve cinco passos fundamentais para a utilização correcta dos dados antropométricos em projecto de um produto: (a) identificar todas as dimensões antropométricas que são relevantes para o projecto; (b) definir antecipadamente qual será a população utilizadora; (c) definir a proporção (percentagem) dessa população que se deseja satisfazer com o

produto; (d) obter os dados antropométricos (eventualmente em tabelas, etc.) e, se necessário, calcular

os percentis apropriados Se se tratar de uma população restrita, também se podem fazer medições;

(e) determinar o tipo de vestuário e o equipamento que eventualmente irão ser utilizados e adicionar os incrementos que venham a ser necessários.

Estes aspectos serão abordados na secção 3.4.


3.2.1 Dimensões antropométricas: A descrição estatística da variabilidade

As dimensões antropométricas humanas são Gaussianas, de um modo geral, ou seja, têm uma distribuição normal ou de Gauss. Trata-se de uma distribuição muito conveniente pois pode ser descrita por apenas dois parâmetros: a média, µ e o desvio-padrão, σ. A figura 3.2.1 mostra as percentagens de medições situadas entre os intervalos definidos em abcissas pelos múltiplos inteiros do desvio-padrão. Pode assim ver-se que, por exemplo, cerca de 95% das medições (mais exactamente 95,45%) estão compreendidas no intervalo [-2σ , 2σ] centrado em µ. Como a curva é simétrica, 50% das medições são inferiores à média e 50% são-lhe superiores. Na prática, os limites antropométricos são expressos e utilizados de uma forma diferente: os percentis. Um percentil indica a percentagem de pessoas de uma dada população que têm uma dimensão do corpo igual a, ou menor que um determinado valor. Pode-se assim dizer que a média é igual ao 50º percentil. De um modo geral, k% das medições são menores que o percentil de ordem k (kº percentil).

µ = média σ = desvio-padrão Figura 3.2.1 Curva da distribuição normal mostrando as percentagens das medições compreendidas entre múltiplos inteiros do desvio-padrão.

Na prática, não conhecemos em geral a média nem o desvio-padrão do universo ou população em causa. Sabemos, porém, que as amostras tendem a apresentar uma distribuição semelhante à da população da qual foram obtidas. Assim, para caracterizarmos antropometricamente uma dada população, recorremos à medição de uma amostra representativa dessa população e dessa amostra calculamos os parâmetros estimadores dos parâmetros correspondentes da população. Assim, a média µ e o desvio-padrão σ da população ou universo são estimados, respectivamente, por

n

xm

n

ii∑

== 1 (3.2.1)

e


n)m- x( =s 2

in

1=i∑

(3.2.2)

Quando se utilizam pequenas amostras (em geral n ≤ 30) para a estimação do desvio-padrão, usa-se por vezes o denominador n − 1 em vez de n a fim de corrigir o enviesamento resultante da dimensão finita da amostra, assim se obtendo uma melhor predição. Neste caso, o desvio-padrão é definido pela equação

1- n)m- x( =s 2

in

1=i∑ (3.2.3)

3.2.1.1 Cálculo de percentis Como se disse, uma distribuição normal fica perfeitamente definida pela média e pelo desvio-padrão. Sendo estes conhecidos, pode-se calcular qualquer percentil sem necessidade de utilizar as medições originais. O percentil de ordem p de uma variável é dado por Xp = m + s ⋅ Z p (3.2.4) em que Z é uma constante para o percentil considerado, que se pode obter em tabelas estatísticas (ver Anexos 1, 2A e 2B). Exemplo 3.2.1 Suponhamos que queremos calcular o 90º percentil da estatura de uma população normal-mente distribuída com média m = 172 cm e desvio padrão s = 7,3 cm, ou seja, numa notação frequentemente utilizada: Estatura ≈ N(172 ; 7,3) cm. Na tabela do Anexo 1 vemos que, à proporção p = 90, corresponde Z90 = 1,28. Aplicando a equação 3.2.4 obtemos X 90 = 172 + 7,3 × 1,28 = 181,3 cm. Exemplo 3.2.2 Por vezes é necessário fazer o cálculo inverso para determinar a que percentil corresponde uma certa dimensão. Assim, se quisermos saber, por exemplo, a que percentil da mesma população corresponde uma estatura de 160 cm, teremos, resolvendo a equação 3.2.4 em ordem a Z:

1,644- = 7,3

172- 160 = s

m- X = Z pp

Este valor corresponde a uma estatura muito próxima do 5º percentil pois, conforme obteremos numa tabela da distribuição normal como a do Anexo 2A. Para o valor de Zp = – 1,64 resulta p = 0,0505. Vejamos agora um método de resolução ligeiramente diferente para este tipo de problema. Exemplo 3.2.3


Pretende-se saber qual a percentagem de indivíduos de uma dada população cuja estatura é inferior a 1630 mm, sabendo que a população se caracteriza do seguinte modo: Estatura ≈ N(1685 ; 30) mm O problema resume-se a determinar, para esta população, a que percentil da estatura corresponde o valor 1630 mm.

8331,- = 30

6851- 0 316 = s

m- X = Z pp

Toma-se o valor de Zp e obtém-se o correspondente valor p (probabilidade) na tabela da distribuição normal padronizada do Anexo 2A. Há que interpolar entre os valores 0,0336 e 0,0329 pelo que a diferença tabular é d = 0,0007. Fica então 0,01 - 0,0007 0,003 d’ d’= - 0,00021 p = 0,0336 - 0,00021 = 0,0334 Também se pode exprimir p em percentagem: p = 0,0334 × 100 ≈ 3,3 %. Conclui-se então que cerca de 3,3% da população tem estatura inferior a 1630 mm. Por outras palavras, pode dizer-se que, para aquela população, a estatura de 1630 mm corresponde ao percentil 3,3.

3.2.1.2 Percentis com dados de amostras pequenas Por vezes sucede estarmos perante uma população pequena cujos parâmetros não conhecemos nem possuirmos tabelas antropométricas que possamos utilizar. Resta-nos a solução de seleccionar uma amostra da população – ou mesmo a totalidade, se for uma população muito pequena – e efectuar as medições necessárias (na secção 4 são abordadas as técnicas de medição em antropometria). A determinação dos percentis pode então ser efectuada sem necessidade de calcularmos a média e o desvio-padrão da amostra. Consoante os dados estejam, ou não, agrupados em classes de frequência, podem usar-se os seguintes procedi-mentos: Cálculo de percentis com dados agrupados em classes de frequência Sendo: X p = percentil de ordem p que pretendemos calcular (por exº, para o 95º percentil, p=95) L c = fronteira inferior da classe que contém o percentil n = número de observações da amostra Fa = frequência acumulada da classe inferior à que contém o percentil A = amplitude do intervalo da classe que contém o percentil f p = número de observações da classe que contém o percentil, a expressão 3.2.5 permite calcular o percentil de ordem p:

( )p

a100np

cp fAFLX ⋅−+= ⋅

(3.2.5)

Exemplo 3.2.4: Percentis com dados agrupados


Pretende-se saber o percentil de ordem 90 ou seja, X90, das medições antropométricas de uma determinada dimensão corporal de uma amostra de 100 indivíduos. As medições individuais foram agrupadas em classes de frequência conforme o quadro seguinte:

Classe (cm) Frequência Frequência acumulada 140-150 7 7 160-179 20 27 180-199 33 60 200-219 25 85 220-239 11 96 240-259 4 100

Total 100 Dados: • neste caso, p = 90 • a classe que contém o percentil é a que tem a frequência acumulada 96. Logo, a fronteira

(valor médio dos limites das duas classes contíguas) é L c = 219,5 • a dimensão da amostra é n = 100 • a frequência acumulada da classe inferior à que contém o percentil é Fa = 85 • a amplitude do intervalo da classe que contém o percentil é A = 20 • o número de observações da classe que contém o percentil é f p = 11 Aplicando a expressão 3.2.5, obtemos:

6,228112085

100100905,219X 90 =×

−

×+= cm

Cálculo de percentis com dados não agrupados Sendo: Xp = o percentil de ordem p que pretendemos calcular n = o número de observações da amostra, Ordenando os dados, a expressão 3.2.6 permite calcular a ordem k à qual corresponde o Xp.

5,0100

npk +⋅

= (3.2.6) Seguidamente, por interpolação entre os dados que enquadram essa ordem k, calcula-se X p. Exemplo 3.2.5: Percentis com dados não agrupados Pretende-se calcular o 95º percentil das medições antropométricas obtidas de um grupo de 20 indivíduos apresentadas no quadro abaixo, após serem ordenadas por ordem crescente. Dados: • pretende-se calcular o X95, logo p=95 • dimensão da amostra n = 20 Usando a equação 3.2.6, vamos obter essa ordem k à qual corresponderá o desejado X95:


5,195,0100

2095k =+×

=

Como os índices de ordem (j) são números inteiros, é preciso interpolar entre os valores que enquadram a ordem k, isto é, de ordem imediatamente inferior e superior à ordem k, ou seja, os dados de ordem 19 e 20 a que correspondem, respectivamente, os valores 59 e 62: k=19,5 ↓ j 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

X(j) 43 45 46 46 47 49 50 50 51 53 53 53 53 55 55 56 58 58 59 62

Interpolando, a uma diferença D=1 corresponde D’= 3 cm, logo para d = 19,5 – 19 = 0,5 fica 1 3 0,5 d’ d’ = 1,5 cm Então o resultado pretendido é: X95 = 59 + 1,5 = 60,5 cm

3.2.1.3 Frequência cumulativa Outra forma de representar dados antropométricos consiste na curva de frequência cumulativa de que se mostra um exemplo na figura 3.2.2. Nesta curva, também designada por ogiva normal, os percentis são representados em ordenadas e em abcissas temos os valores da dimensão correspondente ou valores de Z se calibrarmos a curva em desvios-padrão. A vantagem desta curva é permitir-nos avaliar as consequências de uma determinada decisão no projecto em função da percentagem de indivíduos acomodados. Por exemplo, a figura 3.2.2, que representa dados de estatura, permitir-nos-ia saber directamente qual a percentagem dos indivíduos que conseguiriam passar sob um obstáculo com uma dada altura sem terem que baixar a cabeça. O declive da ogiva normal é máximo para o valor médio (que é também ponto de probabilidade máxima e ponto de inflexão da curva), diminuindo progressivamente com a aproximação dos extremos da distribuição. A curva é assintótica com a horizontal a 0 e 100% (i.e., teoricamente encontra a horizontal no infinito). A consequência prática deste facto é ser muito difícil acomodar os percentis extremos da população, dada a grande amplitude dos valores correspondentes a esses extremos. Isto significa que, à medida que pretendemos adaptar o design a uma maior proporção de indivíduos, maiores restrições se colocam ao projectista e mais difíceis se tornam as soluções. Em termos de custo/benefício é uma situação cujas compensações tendem a anular-se face à subida dos custos. Resta agora saber como determinar o ponto exacto a partir do qual os benefícios deixam de compensar os custos, isto é, os custos, de tão elevados, já não se justificam face à pequena percentagem de utilizadores que será beneficiada pela amplitude do produto a partir desse limite. É claro que não existe uma resposta simples para esta questão. Caso a caso as condições são diversas e não pode haver uma regra, mesmo que muito geral, aplicável a todos. Todavia, em muitas circunstâncias usa-se uma regra que, apesar de arbitrária, é em geral considerada satisfatória: trata-se de projectar para a faixa compreendida entre o 5º e o 95º percentis, abrangendo 90% da população, centrada na média. Esta prática parece ser um


compromisso razoável - mas é preciso não perder de vista as consequências da eventual falta de ajustamento para os 10% que ficarão fora da amplitude dos limites do projecto. Haverá apenas um ligeiro incómodo ou desconforto ou ficará comprometida a operacionalidade do sistema? Haverá riscos para a saúde ou a segurança desses trabalhadores, a curto, médio ou longo prazo? Um indivíduo de dimensões inferiores ao 5º percentil sentado à mesa de jantar numa cadeira demasiadamente alta poderá sentir-se algo desconfortável no final da refeição, mas as consequências não passarão daí. Contudo, se não for capaz de pisar o travão do seu carro com eficiência ou se não conseguir ver bem a estrada, as consequências poderão ser mais sérias. O projectista deve ponderar muito bem estes aspectos.

Figura 3.2.2 Distribuição de frequência cumulativa da estatura de uma amostra de ingleses adultos.

(Segundo Pheasant, 1986).

3.2.2 Limitações e Critérios: As limitações cardinais Como se disse no início desta secção, para se tomarem as decisões adequadas acerca do projecto de um produto com implicações ergonómicas, além das características antropométricas da população-alvo, precisamos de conhecer o modo como essas características impõem restrições ao projecto e os critérios que definem a adaptação do produto ao utilizador. Neste contexto há dois conceitos importantes: Limitação e critério. Define-se limitação como uma característica observável do ser humano, de preferência mensurável, que tenha consequências para o projecto de um dado objecto. Tipicamente, limitação é a dimensão antropométrica que é determinante para a qualidade do objecto. Por exemplo, o alcance funcional vertical do utilizador é uma das dimensões antropométricas mais usadas para definir a altura da prateleira de armários. Por critério entende-se uma norma de julgamento com a qual se mede ou averigua o grau de ajustamento do objecto ao utilizador. No exemplo acima indicado, o critério poderia ser: “a altura da prateleira deve ser inferior ao alcance funcional vertical do utilizador”. Assim seria assegurada a funcionalidade.


Existe uma hierarquia para os diversos níveis de critérios. No topo, situam-se conceitos gerais como conforto, segurança, eficiência, estética, etc., que poderemos designar como critérios gerais ou primários, de alto nível. Porém, para se alcançarem estes objectivos, há que satisfazer diversos outros critérios, especiais ou secundários, de nível mais baixo. O critério dado no exemplo anterior pertence a esta categoria. A relação entre os conceitos de limitação e de critério pode ser ilustrada pelo exemplo seguinte. No projecto de uma cadeira, o conforto deveria ser obviamente um critério primário. De facto, o comprimento da perna do utilizador impõe uma limitação ao projecto pois, se a cadeira for alta demais, a pressão na face posterior da coxa causará desconforto. Isto leva-nos a formular um critério secundário: “a altura do assento não deve ser maior que a distância vertical entre a base do pé e a concavidade posterior do joelho” (esta dimensão é designada por altura do poplíteo cuja distribuição pode ser obtida numa tabela de dados antropométricos). Pareceria razoável escolher o valor do 5º percentil (por hipótese 355 mm) pois, se uma pessoa com um comprimento de perna tão curto como o 5º percentil ficasse aco-modada, também os restantes 95% da população ficariam. Isto leva, mais ou menos directamente, a uma especificação para o projecto ou critério terciário: “a altura do assento não deve ser maior que 355 mm”. De um modo geral, na prática é necessário ir descendo ao longo de níveis sucessivos da hierarquia antes de se chegar a um conjunto de recomendações operacionais realmente úteis. Em qualquer nível da hierarquia podem ocorrer conflitos entre critérios cuja solução pode exigir compromissos. No exemplo atrás referido, o nosso critério secundário diz-nos quando um assento está muito alto mas não quando está baixo demais. Os critérios para este caso são menos bem definidos - poderíamos chamar-lhes imprecisos. Na realidade, é perfeitamente possível que um homem alto se possa sentir muito desconfortável numa cadeira desenhada para acomodar as pernas curtas de uma mulher do 5º percentil, e em situações desse tipo terá que se encontrar um compromisso satisfatório no sentido de conseguir o máximo conforto para o maior número de indivíduos. Do mesmo modo, poderá haver circunstâncias em que seja necessário chegar a compromissos como, por exemplo, o conforto contra a eficiência ou a segurança. Não serão muito comuns circunstâncias conflituais deste tipo mas, quando existem, levantam habitualmente problemas interessantes sobre que critério utilizar para as avaliar em conjunto. Em termos práticos, o meio da hierarquia é muitas vezes o melhor ponto de começo para o ataque a um problema (há quem lhe chame “abordagem pelo meio”). Nesta linha, consideraremos quatro tipos de limitações que entre si condicionam a grande maioria dos problemas de aplicação da antropometria e, por consequência, uma parte considerável da ergonomia. Pheasant (1986) chama-lhes as “quatro limitações cardinais” em ergonomia: espaço, alcance, postura e força. Seguem-se alguns comentários acerca dessas limitações.

1ª Limitação cardinal: Espaço Ao projectar os locais de trabalho é necessário prever espaço adequado para o corpo. É preciso espaço livre para a cabeça, os ombros, os cotovelos, as pernas, etc. Deve providenciar-se espaço adequado para os acessos e para a circulação de materiais e pessoas. As saídas de emergência, por exemplo, devem permitir a passagem fácil e rápida de todos os indivíduos presentes. Trata-se de limitações de espaço livre ou de espaço mínimo porque determinam as dimensões mínimas aceitáveis para os objectos. Se o objecto for dimensionado de modo a acomodar um membro avantajado da população (por exemplo, com base nos 95os


percentis em estatura e largura dos ombros da população masculina), o resto da população, de menores dimensões que ele, ficará necessariamente também acomodada. Trata-se de uma limitação “majorante”. Como há que considerar apenas um dos extremos da população – isto é, o extremo definido pelos maiores indivíduos – diz-se ser uma limitação de um só sentido (one-way).

2ª Limitação cardinal: Alcance A capacidade para alcançar e operar um manípulo de controlo de uma máquina é um exemplo óbvio – como, por exemplo, a limitação da altura de uma cadeira, ou a capacidade de ver a estrada por cima do capot do automóvel, ou de alcançar a prateleira de uma estante. As limitações de alcance determinam a dimensão máxima aceitável para um objecto. Por isso devem ser determinadas por um membro pequeno da população, por exemplo, o 5º percentil. Neste caso estamos perante uma limitação “minorante”. Trata-se também de uma limitação de um só sentido (one-way), visto que consideramos apenas um dos extremos – neste caso o extremo inferior, definido pelos menores indivíduos da população.

3ª Limitação cardinal: Postura As relações entre as dimensões dos objectos e as dimensões antropométricas dos utilizadores determinam, entre outras coisas, a postura desses utilizadores. A altura de uma superfície de trabalho (quer sentado, quer de pé) é um bom exemplo. Neste caso, pode ser igualmente indesejável que a altura seja muito alta ou muito baixa, isto é, trata-se de uma limitação com dois sentidos (two-way) que obriga a considerar os grandes e os pequenos utilizadores. Os cri-térios para a postura são em geral menos óbvios que os dos espaços livres ou dos alcances pois podem depender de considerações de vária ordem: de natureza biomecânica, tais como amplitudes de movimento das articulações e dos segmentos do corpo; de natureza fisiológica, como seja a força muscular a exercer na execução das tarefas; de natureza operacional, como as exigências visuais das tarefas ou as necessidades de controlo dos movimentos em tarefas de precisão.

4ª Limitação cardinal: Força O quarto tipo de limitação diz respeito aos limites aceitáveis para a força a exercer em tarefas de controlo ou noutras tarefas de manipulação. Em geral, os limites da força humana impõem de uma forma natural uma limitação de um só sentido, bastando estimar qual o esforço máximo aceitável para os indivíduos mais fracos. Como é óbvio, trata-se de mais uma limitação do tipo one-way. Porém, em alguns casos este procedimento pode ter consequências indesejáveis como, por exemplo, a resistência de um manípulo ficar leve demais, correndo-se o risco do seu accionamento involuntário pelos indivíduos mais fortes. Estas situações limite deverão ser analisadas caso a caso para corrigir se necessário.

3.2.3 Métodos de aplicação da antropometria no projecto Na aplicação da antropometria no design de equipamentos podem ser utilizados três tipos de métodos. A escolha entre eles é influenciada por diversos factores tais como as características desses equipamentos, os objectivos e as especificidades do projecto, os recursos financeiros disponíveis e a importância que tem, para a população utilizadora, a maior ou menor qualidade ergonómica do produto.


Por exemplo, a escolha da cadeira para as mesas de um café não justifica um equipamento muito sofisticado, cujo preço provavelmente seria elevado. Na realidade, a permanência média dos clientes é tipicamente de duração mais ou menos curta, não sendo o conforto da cadeira um critério muito importante. O mesmo já não é válido para a concepção das cadeiras para um cinema em que a preferência dos clientes é muito influenciada pelo conforto. Neste caso, na concepção do assento deve ser aplicada um critério rigoroso. Também a selecção de cadeiras para a indústria justifica em geral uma abordagem rigorosa e exigente. Por exemplo, uma costureira de uma confecção de vestuário passa cerca de oito horas diárias sentada trabalhando com uma máquina de costura. Num caso como este, em que estão em causa a eficiência e mesmo a saúde da operadora, a exigência de conforto deve ser elevada, pelo que se justifica a utilização de um método mais rigoroso. As abordagens mais comuns são as seguintes:

Design para amplitude ajustável É sem dúvida o tipo de solução mais eficiente e desejável quando se trata de assegurar a melhor adaptação dos equipamentos aos utilizadores para acomodar da melhor maneira a grande variabilidade das dimensões humanas: O equipamento permite ao utilizador ajustá-lo à sua vontade para maximizar o conforto. Há exemplos bem conhecidos de toda a gente: Os assentos de veículos permitindo diversos tipos de ajustamento: para a frente e para trás, a inclinação das costas, a altura do assento e do próprio apoio lombar. Outro exemplo comum é a cadeira ajustável para trabalhadores de escritório, permitindo diversos tipos de regulação que podem também ser extensivos à própria mesa de trabalho. Assim se consegue ao mesmo tempo optimizar o conforto dos utilizadores e minorar os efeitos negativos do sedentarismo das posturas característico de muitos postos de trabalho na indústria e nos serviços. De um modo geral, este tipo de soluções tem algumas limitações. Uma delas é sem dúvida o acréscimo dos custos do projecto e dos mecanismos mais complexos dos dispositivos que asseguram a ajustabilidade. Outros inconvenientes serão a maior probabilidade de avarias e os custos de manutenção mais elevados. Mas sem dúvida que as vantagens superam largamente os inconvenientes. A melhoria do conforto e do bem-estar dos operadores certamente terá reflexos directos e indirectos na eficiência e na produtividade. Contudo, a existência de equipamentos ajustáveis nem sempre é sinónimo de sucesso na sua utilização. Há casos em que os trabalhadores, por falta de informação, não tiram partido dos benefícios resultantes da ajustabilidade dos equipamentos. Muitas vezes é necessário explicar aos operadores as vantagens dos equipamentos ajustáveis e ensiná-los a tirar partido das suas potencialidades.

Design para indivíduos extremos Trata-se de uma abordagem aplicável quando pretendemos garantir que uma grande maioria da população fique abrangida pelo design, mas não é curial ou mesmo justificável (por razões financeiras ou outras), uma solução mais sofisticada. Imaginemos que se pretende definir a largura mínima de um corredor de modo que nele se possam cruzar duas pessoas sem necessidade de uma ter que ceder passagem à outra. Neste caso, a solução seria escolher um percentil elevado da largura de ombros da população masculina (por exemplo o 90º, 95º ou mesmo o 99º percentil) e fixar a largura do corredor no dobro desse valor, porventura com algum acréscimo se fosse previsível o uso de qualquer equipamento mais volumoso. É a


solução típica para problemas relativos a espaços mínimos livres que abranjam uma elevada percentagem da população. Outro exemplo será determinar a altura mínima do parapeito de um postigo de inspecção de modo que mesmo os utilizadores mais baixos da população possam olhar através dele com comodidade e eficácia. Trata-se ainda neste caso de um problema de projectar para os extremos, na circunstância o extremo inferior da população. Caso não fosse praticável uma solução mais sofisticada, o melhor seria talvez escolher o 5º percentil, ou mesmo inferior, da distância olhos-solo da população feminina. Satisfaríamos os mais baixos, mas os mais altos poderiam ter que se curvar de maneira incómoda. Como é evidente, este princípio é aplicável a situações condicionadas por limitações cardinais de espaço, de alcance e de força.

Design para o indivíduo médio Embora seja talvez o tipo de solução que ao leigo possa parecer mais óbvia, facilmente se demonstra ser a abordagem menos satisfatória do ponto de vista ergonómico. Imaginemos a especificação da altura para o assento de uma cadeira não ajustável de uso geral. Recorde-se o critério secundário que foi referido na secção 3.2.2. no exemplo acerca da altura do assento: A altura do assento não deve ser superior à altura do poplíteo (distância vertical entre a base do pé e a concavidade posterior do joelho). Aplicando o princípio de design para o indivíduo médio, escolheríamos então uma altura fixa igual ao valor médio dos 50os percentis da altura do poplíteo das populações masculina e feminina, que admitiremos serem caracterizadas, respectivamente, por ≈N(440 ; 29) mm e ≈N(400 ; 27) mm. O valor médio será então 420 mm. Calculando os correspondentes percentis para as duas populações, conforme foi exemplificado na secção 3.2.1, tem-se: Para os homens,

percentil5,24689,029

440420Z °→=−

= - o que implica cerca de 24,5%

insatisfeitos e, para as mulheres,

percentil7774,027

400420Z °→==- o que implica cerca de 77% insatisfeitas.

Admitindo que a população global é composta por proporções aproximadamente iguais de homens e de mulheres e interpretando estes resultados como no exemplo da secção 3.2.1.1, verifica-se que o design não será satisfatório para a seguinte proporção da população global:

51% % 50,75 =100 2

77 + 24,5 = p ≈×

Na verdade, mais de metade dessa população ficaria mal servida com a referida cadeira, pelo que se pode considerar uma solução muito fraca. Habitualmente, as soluções obtidas com a aplicação deste princípio são pouco satisfatórias pelo que se pode dizer que, de um modo geral, ele só se justifica quando não seja praticável qualquer dos princípios anteriores e as implicações ergonómicas do projecto sejam pouco relevantes.


3.2.4 Técnicas de projecto com dados antropométricos

Testes de ajustabilidade Chegados a este ponto, convém esclarecer que, de um modo geral, nos casos práticos de projecto os princípios acima descritos não se aplicam de uma forma absolutamente rígida. Muitas vezes acontece que num dado problema são usadas técnicas mistas fazendo apelo a mais do que um daqueles princípios. Consideremos então alguns dos conceitos introduzidos acima e apliquemo-los na resolução de um problema prático de projecto. Analisaremos o problema com bastante pormenor – talvez mais do que seria necessário num caso real. Trata-se especificar a altura correcta para uma superfície de trabalho na qual vai ser executada uma certa tarefa de montagem industrial pouco exigente em termos de força e precisão. Podemos admitir que, de acordo com a prática corrente na empresa, o trabalho será executado de pé e que a população utilizadora é um grupo representativo da população masculina adulta. Por onde começar? Uma boa maneira seria esquecer as teorias e seguir uma abordagem totalmente empírica para o problema, realizando um ensaio de ajustabilidade. Para isso precisamos de uma mesa de altura ajustável, na qual se possa desempenhar a montagem, e de uma amostra representativa da população dos potenciais utilizadores. Cada sujeito deverá ensaiar o desempenho da tarefa com a superfície de trabalho colocada a diferentes alturas e opinar, após cada ensaio, sobre a altura da mesa: se está demasiadamente alta ou demasiadamente baixa ou se é aceitável. Poderíamos ainda refinar estes julgamentos sugerindo categorias intermédias de avaliação. Teríamos também que tomar certas precauções para evitar influenciar os julgamentos dos sujeitos, fazendo variar a ordem de apresentação das várias alturas. A solução óptima seria a zona de sobreposição (intersecção) das zonas aceitáveis para todos os sujeitos, se existisse. Um teste de ajustabilidade é essencialmente uma experiência psico-física na qual os sujeitos fazem julgamentos acerca das sensações que experimentam (por exemplo, conforto) quando confrontados com estímulos físicos variáveis (no caso em apreço, a altura da superfície de trabalho). Uma vez terminada a experiência, teremos um conjunto de dados que nos permitirão prever a percentagem de utilizadores que achará satisfatória uma determinada altura de trabalho. Os dados obtidos reflectirão não só a variabilidade antropométrica dos sujeitos, mas também a sua experiência colectiva no desempenho de tais tarefas e a sua capacidade para julgar quais as posições de trabalho mais apropriadas. A metodologia é boa, mas o número de sujeitos terá que ser elevado se quisermos boa precisão nos resultados, o que torna o processo caro e demorado, muitas vezes impraticáveis. Por outro lado, é necessário construir um protótipo ou maqueta em tamanho natural para a realização dos ensaios. Por estas razões os testes de ajustabilidade são uma metodologia cara que só se justifica em situações especiais. Não haverá então outra alternativa à realização de ensaios de ajustamento cada vez que surge um problema de projecto? A resposta é afirmativa e é abordada na secção seguinte.

Simulação Uma alternativa aos ensaios de ajustabilidade é o recurso a técnicas de simulação. Poderemos considerar dois tipos principais: A utilização de manequins antropomórficos e a simulação em computador.


USO DE MANEQUINS No mercado da especialidade é possível adquirir manequins à escala ou em tamanho natural com os quais se testa a ajustabilidade de determinado produto. Como é evidente, este método exige que os manequins sejam representativos da população que irá utilizar o equipamento em projecto. Na secção 3.3 são discutidos alguns aspectos relacionados com o uso de mane-quins. Outra consequência inevitável deste método é a necessidade de construir modelos reduzidos, maquetas em tamanho natural ou protótipos dos equipamentos em projecto a fim de testar a ajustabilidade com os manequins. SIMULAÇÃO EM COMPUTADOR A outra alternativa é o uso da simulação com computador. Existem programas de CAD apoiados em bases de dados antropométricos com os quais é possível combinar o equipamento em projecto com silhuetas humanas com dimensões antropométricas escolhidas pelo experimentador a fim de testar a sua adequação. Na realidade, trata-se de ensaios de ajustamento realizados em ambiente virtual, tornando o processo muito mais rápido e económico, apesar do elevado custo de aquisição dos melhores sistemas. Graças a estes recursos é possível testar um grande número de hipóteses, eliminando as que se revelam logo menos satisfatórias sem os custos e perdas de tempo da construção dos protótipos ou modelos reduzidos. Em princípio, este tipo de ensaio poderá não substitui totalmente a experimentação com indivíduos mas permitirá importantes ganhos na redução do número de protótipos e no tempo gasto nos ensaios preliminares com grupos de indivíduos representativos da população de potenciais utilizadores. Na secção 3.3 referem-se alguns desses programas de aplicação da antropometria em projecto. Podemos designá-los, com alguma propriedade, por sistemas antropométricos de CAD.

Um método simplificado Em muitos casos é possível utilizar uma abordagem mais directa que, embora sem ser uma técnica muito sofisticada, produz resultados em geral satisfatórios. Trata-se de um método em grande parte baseado no bom senso, como tantas coisas na vida, embora tenhamos que cuidar em não nos deixarmos cair na 5ª falácia já referida na secção 3.1. A melhor forma de proceder consiste, em primeiro lugar, em identificar a limitação (ou limitações) dominante(s), isto é, cuja observância seja imperativa para a qualidade do projecto. Depois, há que considerar as demais limitações por ordem decrescente de importância para a qualidade do produto final. Finalmente, será preciso definir os critérios de ajustamento aos utilizadores. Vejamos através de um exemplo como aplicar esta metodologia: Exemplo 3.2.6 Pretende-se determinar a altura (fixa) de uma bancada para ser utilizada pelos operadores, todos do sexo masculino, trabalhando na posição de pé, na montagem final de um ferro de engomar, tarefa pouco exigente em termos de força e de acuidade visual. Segundo a especificação da empresa, a solução deve satisfazer 90% da população masculina. Tendo em conta a excelente capacidade de adaptação humana, deve-se admitir uma tolerância de ±50 mm o que, na prática, define um intervalo de tolerância com 100 mm de amplitude. Se for necessário, admitir a possibilidade de usar estrado(s) ou degrau(s). Nesse caso dimensioná-lo(s) também. Há que responder primeiro a quatro questões prévias: (a) De que tipo de limitação cardinal se trata? (b) Qual a limitação (dimensão antropométrica) relevante?


(c) Qual o critério a satisfazer? (d) Qual o percentil (ou percentis) a considerar? Quanto à questão (a) a resposta é fácil: trata-se de nitidamente de uma limitação de postura, isto é, com dois sentidos (two way). De facto, existem duas posturas indesejáveis: 1ª, trabalhar com acentuada flexão anterior do tronco, situação a que poderão ser obrigados os indivíduos mais altos, podendo provocar fadiga e mesmo lesões na região lombar da coluna; 2ª, trabalhar com os cotovelos afastados do tronco e possivelmente com elevação dos ombros, postura que afectará as pessoas mais baixas, obrigadas a elevar os antebraços acima da bancada por esta ser demasiadamente alta para elas. Esta postura produzirá fadiga muscular nos ombros devida ao esforço prolongado de sustentação do peso dos braços. A existência dos dois sentidos desta limitação cardinal significa que, na prática, teremos que dimensionar a bancada tendo em consideração dois limites, um superior e o outro inferior. Atendendo ao tipo de trabalho a realizar, é desejável que o trabalhador possa mover livremente os braços sobre a bancada, pelo que a altura recomendável seria um pouco inferior à altura do cotovelo (AC), na ordem dos 50 mm. Isto responde às questões prévias (b) e (c). Quanto à questão (d), uma vez que a bancada deve satisfazer 90% dos indivíduos, poderemos dimensionar bilateralmente para X95 e para X5. Assim deixaremos “de fora” (isto é, não satisfeitas) 5% das pessoas em cada extremo da distribuição. É um procedimento corrente quando se trata apenas de uma população (neste caso, a população masculina). Admitamos que a altura do cotovelo (AC) ≅ N(1090 ; 52) mm. Logo, de acordo com as três primeiras alíneas, os valores limitantes da nova variável [AC − 50 mm] são P95 = 1130 mm e P5 = 995 mm. Concedendo uma correcção de 25 mm para a espessura do calçado (cf. secção 3.4), os valores limitantes passam a ser VLc,95 = 1155 mm e VLc,5 = 1020 mm. Tomando em atenção o intervalo de tolerância de ±50 mm, os valores limitantes ficam respectivamente en-quadrados pelos intervalos S [1105 , 1205] e I [930 , 1030]. Então qual o valor a escolher? Muitas vezes tira-se partido da tolerância humana para economizarmos nos materiais e, no presente caso, isso levar-nos-ia a optar por uma altura da bancada igual ao limite inferior do intervalo S, isto é, ABs = 1105 mm, que define o limite inferior do intervalo de tolerância. Idêntico raciocínio levar-nos-ia a admitir que seria aceitável para os indivíduos do 5º percentil o limite superior do intervalo I, isto é, ABi = 1030 mm graças à sua tolerância. Isso permitir-nos-ia economizar nas dimensões do estrado eventualmente necessário. A altura mínima do estrado, h, ficaria então definida pela diferença entre os dois valores: h = ABs − ABi = 1105 mm − 1030 mm = 75 mm. Como a altura mínima necessária para o estrado é inferior à amplitude do intervalo de tolerância - que é, como se viu, igual a 100 mm – podemos concluir que um só estrado com a altura de 75 mm é suficiente para acomodar toda a variabilidade individual. Esta solução satisfaria todas as condições antropométricas definidas, respeitaria a tolerância individual e, ao mesmo tempo, minimizaria os custos materiais da construção da bancada e do estrado.


Nota: Se pretendemos dimensionar a bancada para satisfazer 90% da totalidade da população de ambos os sexos na proporção de 50/50, o procedimento mais comum é algo diferente: Partindo do princípio de que se trata de duas populações distintas, cada uma das quais caracterizada por dados antropométricos próprios, “sacrifica-se” 10% em cada extremo. Esse procedimento justifica-se pela diferença significativa da maioria das dimensões antropométricas dos dois sexos. Assim, ao “sacrificarmos” 10% das mulheres num dos extremos e 10% dos homens no outro extremo, na realidade estaremos a “sacrificar” 10% de uma metade da população (as mulheres) e 10% da outra metade (os homens), ou seja, % total de insatisfeitos = 0,1×0,5 + 0,1×0,5 = 0,05 + 0,05 = 0,1 = 10% da população global. Isto significa que estará satisfeita 90% da população de ambos os sexos conforme pretendido.


3.3 Tipos de dados antropométricos Convencionalmente, é costume distinguir entre dados antropométricos estáticos e dinâmicos. Lamentavelmente, estes termos não são empregues exactamente com o sentido físico correcto, isto é, para denotar a ausência ou existência de movimento. Isto levou alguns espe-cialistas a propor a substituição desses termos por antropometria estrutural e funcional. Embora mais correctos, estes termos não encontraram, porém, aceitação geral. Por isso usaremos nestes textos a nomenclatura convencional, mais utilizada. Dados antropométricos estáticos Os dados antropométricos estáticos dizem respeito às dimensões estruturais do corpo, medidas habitualmente entre pontos anatómicos fixos em posturas estereotipadas, habitualmente designadas por posturas antropométricas normalizadas. São exemplos a altura de pé, as alturas dos ombros, dos olhos e dos cotovelos na posição de pé, ou as distâncias ao assento quando na posição de sentado, os comprimentos dos membros, os seus alcances, as larguras dos ombros ou das ancas e as espessuras do corpo a diversos níveis. Também se enquadram nesta categoria os perímetros dos membros, da cabeça, do pescoço e do tronco, bem como o peso. Na secção 3.4 mostram-se exemplos e apresentam-se valores de diversas dimensões antropométricas estáticas. Dados antropométricos dinâmicos Os dados antropométricos dinâmicos incluem medições de alcances ou amplitudes efectuadas em condições “funcionais”, assim permitindo ao indivíduo um certo grau de liberdade de modo a poder adoptar posturas “naturais” para o desempenho de uma dada tarefa. Também podem ser incluídas nesta categoria as amplitudes de movimento das articulações e dos membros e a força exercida em várias acções. A utilidade destes dados para aplicações no projecto de produtos é tanto maior quanto mais as condições de medição se aproximam das existentes no contexto real em que esses produtos serão utilizados. Infelizmente, essa relevância é obtida à custa de um elevado grau de especificidade. Na realidade, as medições de alcances para serem utilizados na concepção da cabina de um avião militar podem ser irrelevantes para automóveis – devido às diferenças de formato do assento e do equipamento usado pelos pilotos bem como às diferenças antropométricas da população utilizadora. Por esta razão, a obtenção de dados dinâmicos pode ser exclusiva para um dado problema de projecto, o que a torna cara em termos de tempo de obtenção e custos de pessoal. Em muitos casos, as insuficiências das dimensões estáticas não são tão grandes como podem parecer pois podem ser ultrapassadas pela utilização judiciosa de critérios apropriados.

3.3.1 Tabelas antropométricas A forma mais generalizada de divulgação de dados antropométricos são as tabelas antropométricas, de que se mostram alguns exemplos na secção 3.4. Habitualmente, nas tabelas são tabulados o 50º percentil das dimensões antropométricas mais utilizadas e o respectivo desvio-padrão. Em geral, as tabelas apresentam também o 5º e o 95º percentis para comodidade dos utilizadores, visto serem os mais frequentemente utilizados na maioria dos problemas de projecto. Muitos projectistas consideram as tabelas antropométricas demasiadamente áridas e pouco práticas para uso corrente e pressionaram os antropometristas para produzirem outras formas


de apresentação dos dados mais fáceis de manipular e que permitam uma avaliação mais fácil dos resultados do projecto.

3.3.2 Diagramas Uma das respostas a essa pressão surgiu sob a forma de diagramas que permitem apresentar os dados de uma forma mais compreensível. Neste tipo de dados incluem-se as medições das zonas de alcance dos membros anteriores de que se apresentam exemplos na secção 3.5, complementadas com tabulações dos percentis. Esses diagramas dão uma imagem clara da natureza espacial dos dados e facilitam a obtenção da informação. Outros exemplos de utilização de diagramas são as medições biomecânicas de forças apresentadas na figura 3.3.1.

Figura 3.3.1 Limites da força exercida no levantamento de pesos (em Kgf) (a) com duas mãos e (b)

com uma só mão, em várias posições na zona de alcance conveniente (ver definição deste conceito na secção 3.5) segundo diversos autores. Estes valores referem-se a homens com menos de 50 anos para frequência inferior a um esforço por minuto. (Segundo Pheasant, 1986).

3.3.3 Formatos gráficos Outro método de apresentação de dados antropométricos é o uso de curvas de frequência cumulativa em papel normal de probabilidade. O método tem algumas vantagens: permite a comparação de várias populações relativamente a um dado parâmetro; dá imediatamente o valor para qualquer percentil desejado; permite condensar uma grande quantidade de informação numa pequena área, permitindo obter rapidamente uma estimação da distribuição das dimensões antropométricas.

3.3.4 Mapas Trata-se de mapas bidimensionais do corpo humano ilustrando as diversas dimensões representadas pelos respectivos valores para diferentes percentis. Alguns mapas também apresentam aplicações mostrando figuras humanas em posturas de trabalho normalizadas. Estes mapas são fáceis de usar e podem ser reproduzidas em escalas convenientes para serem utilizadas em modelos reduzidos. São bem conhecidos os mapas concebidos por Dreyfuss (1967), cujo maior inconveniente é serem baseados em dados antropométricos bastante anti-gos, o que constitui uma limitação para o seu uso dada a evolução temporal das dimensões antropométricas.


3.3.5 Réguas “humanas” Consistem em selectores pictóricos equipados com escalas circulares rotativas. Tanto quanto sei, o único exemplo deste tipo de apresentação de dados é a Humanscale 1/2/3 de Diffrient e cols. (1978). Tem três selectores (cada um com duas faces), contendo uma grande quantidade de dimensões antropométricas estáticas, dados sobre alcances e recomendações para o projecto de assentos e de equipamentos para idosos e deficientes. A maior parte dos dados são apresentados nos 2,5º 5º, 95º e 97,5º percentis. As réguas são muito práticas e fáceis de usar, mas apresentam as mesmas limitações dos mapas de Dreyfuss, visto serem baseados em dados relativamente antigos.

3.3.6 Manequins Outro modo de apresentar dados antropométricos é sob a forma de manequins articulados a duas dimensões, habitualmente fabricados e perspex transparente ou folha metálica, de que se mostram exemplos na figura 3.3.2 e de que existem versões em várias escalas até ao tamanho natural. Uma das características práticas interessantes dos manequins é a possibilidade de combinar membros e tronco correspondentes a diferentes percentis, assim permitindo ao projectista considerar a variação de proporções, além das dimensões corporais. Contudo há um inconveniente quanto à aplicação destes manequins representando homens de percentis “híbridos”: em geral, é difícil obter a localização correcta de alguns pontos de rotação das articulações, que podem não ser compatíveis com outras dimensões (por exemplo, a articulação do ombro quando se combinam braços e tronco de percentis muito diferentes). De um modo geral, os manequins fornecem medições precisas das dimensões e do comprimento dos segmentos corporais e respectivos pontos de rotação e das amplitudes de movimento das articulações. Podem também incorporar ajustamentos às dimensões antropométricas para posturas de trabalho sentado e de pé. Bons exemplos destes manequins muito elaborados e precisos foram desenvolvidos pela força aérea americana tendo sido largamente utilizados pela NASA para o projecto das cabinas e dos alojamentos das naves espaciais tripuladas. É evidente que não se devem utilizar os manequins indiscriminadamente. Na realidade, podemos dizer que a existência de um indivíduo do 95º percentil, por exemplo, relativamente a todas as dimensões antropométricas, é uma impossibilidade prática, dada a enorme vari-abilidade das proporções entre os vários segmentos corporais. É preciso haver cautela no uso de manequins, não esquecendo as suas limitações. Existem, no entanto, no comércio alguns manequins que preservam as dimensões corporais principais, geralmente consideradas mais críticas para o projecto. Em conclusão, pode dizer-se que os manequins, graças à sua versatilidade, podem ser preciosas ajudas para o projectista, permitindo-lhe além disso poupar tempo na construção de maquetas e no ensaio de protótipos quando não é conveniente utilizar uma população selec-cionada para o efeito. Um dos inconvenientes dos manequins é o seu custo, que pode ser muito elevado no caso dos modelos de maior precisão, além de que tendem a ficar obsoletos com a passagem dos anos pois não podem acompanhar o crescimento secular – evolução habitualmente traduzida num aumento das dimensões das populações – fenómeno que ocorre na maioria das populações contemporâneas.


Figura 3.3.2 Exemplo de manequins antropométricos, (a) 5º percentil das mulheres; (b) 95º percentil dos homens. Escala aproximada: 0,76:10 (Segundo Pheasant, 1986).

3.3.7 Sistemas informatizados Formas alternativas de apresentação de dados antropométricos são os modelos informatizados. Os computadores têm sido largamente utilizados para a análise estatística de dados antropométricos, combinação de dimensões corporais para problemas específicos, cál-culos de centros de massa, de momentos de inércia e em muitas outras aplicações com o objectivo de definir critérios para o projecto. Nos anos sessenta apareceram os primeiros modelos informatizados do corpo humano a três dimensões com propriedades dinâmicas e, desde então, têm sido desenvolvidos diversos modelos tridimensionais, com diferentes objectivos. De um modo geral, os modelos informatizados do homem consistem em bases de dados antropométricos armazenados de uma forma versátil a fim de permitir a sua leitura, manipulação, combinação e realização de cálculos com várias finalidades. Alguns dos diversos tipos de sistemas existentes permitem a inclusão do modelo humano no posto de trabalho (cadeira, manípulos de uma máquina, cabina de um veículo, etc.) pela sobreposição das duas imagens na mesma escala no écran com uma considerável amplitude de variação de dimensões. Assim, é possível testar o ajustamento do equipamento às dimensões humanas. O programa SAMMIE, desenvolvido pelo Prof. M. Bonney e cols. da Universidade de Nottingham, é um bom exemplo (ver figura 3.3.3). Trata-se, essencialmente, de um programa contendo uma tabela detalhada de dados antropométricos que lhe permite gerar num terminal gráfico uma imagem tridimensional de um indivíduo especificando os percentis que desejamos para as várias dimensões antropométricas. Esta imagem pode ser visualizada de perfil, de frente, em projecção horizontal e em perspectiva. O programa permite também sobrepor na mesma imagem a geometria do espaço de trabalho ou do equipa-mento a projectar, integrando ambas as imagens na mesma escala. A imagem humana gerada pode ser movimentada sob o controlo do operador a fim de avaliar o projecto relativamente à adequação entre as dimensões antropométricas e os dados de amplitude de movimentos de um potencial utilizador. Assim podem ser testados aspectos como os espaços livres, os alcances, as posturas, o campo visual, etc. O sistema pode ser usado como ferramenta quer de projecto, quer de avaliação do produto e tem sido utilizado em problemas associados com o uso de veículos (camiões, automóveis, tractores, navios, aviões e comboios), máquinas, equipamen-tos e postos de trabalho tais como áreas de pagamento em supermercados e layout de salas de


controlo. Trata-se, contudo, de um modelo essencialmente estático, não incluindo dados biomecânicos ou de inércia.

Figura 3.3.3 Exemplo do output do modelo informa-tizado SAMMIE, mostrando um manequim virtual representativo de uma mulher, com dimensões do 95º percentil simulando a utilização de um modelo de incubadora para recém-nascidos (Reproduzido de Pheasant, 1986).

Os modelos mais sofisticados incluem dados sobre a inércia e mesmo biomecânica do corpo humano, através de modelos que permitem a simulação das reacções humanas em resposta a forças externas tais como vibrações, impacto ou variações do campo gravítico. Como exemplo, pode citar-se o Boeman, da empresa Boeing, modelo avançado de um indivíduo sentado, destinado à avaliação da geometria das cabinas de pilotagem de aeronaves (figura 3.3.4). Outro modelo muito sofisticado, designado por Combiman, representa as características estáticas e dinâmicas humanas, podendo incorporar ambientes variáveis e diferentes postos de trabalho, a fim de avaliar as interacções entre o homem, o ambiente e o local de trabalho e os efeitos combinados desses factores no desempenho das tarefas. Tanto quanto se conhece, constitui o mais ergonómico de todos os modelos informatizados construídos até hoje. Podem ainda referir-se programas que permitem prever a percentagem de utilizadores bem acomodados por um determinado projecto com o recurso a técnicas de simulação, tais como o programa CAPE de Bittner e cols. (1975).

Figura 3.3.4 Exemplo de imagem gerada pelo programa Boeman, um modelo informatizado do homem.

3.3.8 Relações biométricas


É sabido que algumas dimensões antropométricas diferentes apresentam boa correlação estatística entre si. Este facto pode ser útil para o projectista em situações de escassez de tempo ou de meios financeiros que não lhe permitam obter, por observação directa, os dados de certas dimensões antropométricas de que necessita para resolver determinado problema. Supondo que conhece a distribuição de uma dada dimensão, por exemplo, a estatura, e a equação de regressão da altura do punho com aquela dimensão, ele pode estimar os valores da altura do punho por meio dessa equação. Além disso, se conhecer o coeficiente de correlação entre as duas variáveis, ele pode também calcular a amplitude de variação previsível da variável dependente assim obtida. Outra aplicação da regressão em antropometria é o cálculo de dimensões desconhecidas de uma dada população a partir das correspondentes dimensões de outra população, se conhecermos as equações e os coeficientes de regressão que relacionam as duas populações. O interesse prático das técnicas de regressão depende em grande medida da “força” da correlação entre as diferentes variáveis. É sabido que algumas estão razoavelmente bem correlacionadas como, por exemplo, a estatura com outras alturas, com o comprimento dos segmentos do corpo, etc. Outro exemplo é a boa correlação do peso com larguras, espessuras e perímetros do corpo. Por estas razões, o projectista deve ser muito cuidadoso quanto à escolha das variáveis se pretende obter estimativas com precisão. A premissa essencial para estas técnicas serem de confiança é haver boa correlação entre a variável conhecida e aquela cuja estimativa se pretende obter. Podem ainda usar-se outros métodos para prever dimensões corporais desconhecidas e outras estimações antropométricas entre indivíduos da mesma população, ou mesmo entre médias de populações diferentes. Estes métodos baseiam-se no conhecimento das relações (coeficientes) conhecidas entre dimensões ou das proporções entre segmentos do corpo. Outras importantes relações antropométricas com implicações no projecto e em estudos de fisiologia do trabalho muscular e da regulação térmica do corpo, são as correlações das áreas e volumes do corpo com outras dimensões, tais como a clássica fórmula (3.3.1) de DuBois e DuBois, muito utilizada em fisiologia humana para o cálculo da área corporal: ADu = 0,202 × P 0,425 × H0,725 (m 2) (3.3.1) sendo P o peso do corpo expresso em quilogramas e H a estatura em metros. Vale ainda a pena referir a grande quantidade de informação que existe sobre correlações da força muscular com as dimensões antropométricas, sexo e idade, de muita utilidade para a concepção de sistemas de trabalho. Pode ser encontrada informação deste tipo nos capítulos 4 (Fisiologia do trabalho muscular) e 5 (Biomecânica ocupacional) e em alguns livros-texto de Ergonomia, muitos dos quais referenciados na lista bibliográfica da secção 3.8.


3.4 Antropometria estática ou estrutural do corpo humano

3.4.1 Dimensões estáticas Conforme já foi dito, trata-se de comprimentos de segmentos lineares, espessuras e larguras do corpo humano nu, medidos em posições normalizadas. Existem diversos dispositivos para se fazer a medição das dimensões antropométricas estáticas. O dispositivo mais comum é o vulgar antropómetro [figura 3.4.1 (a)], de que existem modelos portáteis muito convenientes para medições dentro e fora do laboratório. Outro dispositivo muito usado [figura 3.4.1 (b)] é bastante útil pela simplicidade e economia, embora as suas dimensões tornem problemática a sua utilização fora do laboratório.

Figura 3.4.1 Instrumentos de antropometria: (a) Antropómetro portátil, composto por diversos tipos de

craveiras, compasso e fita e (b) Modelo fixo, constituído por dois painéis ortogonais com uma quadrícula graduada e banco de altura variável (Adaptado de Roebuck e Kroemer 1975).

Nesta secção serão descritas de uma forma breve as dimensões antropométricas estáticas mais usadas na resolução de problemas correntes de projecto de postos de trabalho. Todas as dimensões são ilustradas na figura 3.4.2. As dimensões são descritas nas páginas seguintes e a sua numeração corresponde à numeração do quadro 3.4.1. Para cada dimensão são dadas a respectiva definição (D), as aplicações mais comuns (A) e correcções que de um modo geral se recomendam para o uso de vestuário, calçado, equipamentos de protecção, etc. (C). Nem todos os autores utilizam exactamente estas dimensões, podendo encontrar-se alguma variabilidade, mas elas traduzem, de um modo geral, um certo consenso entre os ergonomistas.


Figura 3.4.2 Dimensões antropométricas estáticas. A numeração das figuras corresponde às

dimensões descritas nas páginas seguintes e às dimensões da 1ª coluna do quadro 3.4.1 (Adaptado de Pheasant 1986).

Dimensões antropométricas a que se refere a figura 3.4.2 1 Altura de pé (estatura) D - Distância vertical entre o solo e o vértice craniano (ponto mais alto do crânio); A - Referência vulgarmente utilizada para comparar populações e estimar outras dimensões a

partir das relações conhecidas da estatura com essas dimensões; C - Calçado: Homens adultos, mulheres com calçado industrial, rapazes com mais de 12 anos e

crianças com menos de 12 anos: somar 25 mm a todos os percentis; Mulheres adultas e raparigas com mais de 12 anos: somar 45 mm a todos os

percentis. Chapéu: 25 mm


Capacete de protecção: 35 mm. Nota: Quando lhes perguntam a altura, os adultos têm tendência a exagerar em cerca de

25 mm. 2 Altura dos olhos (rel. ao solo) D - Distância vertical entre o solo e o canto exterior do olho; A - Centro do campo visual; referência para a localização de mostradores; determinação da

altura máxima de obstáculos à visão, Tc; C - Calçado, como em 1. 3 Altura do ombro (rel. ao solo) D - Distância vertical entre o solo e o acrómio (apófise óssea da omoplata na articulação do

ombro); A - Centro de rotação aproximado do membro superior, útil para determinar zonas de alcance

confortável; referência útil para a altura de localização de manípulos de controlo, pegas de apoio, Tc;

C - Calçado, como em 1. 4 Altura do cotovelo (rel. ao solo) D - Distância vertical entre o solo e a extremidade do cotovelo (definida pela extremidade

óssea do rádio palpável na face exterior do cotovelo); A - Importante referência para a determinação da altura das superfícies de trabalho, Tc; C - Calçado como em 1. Nota: Em alguns rastreios mede-se a distância entre o solo e a face inferior do cotovelo

com o antebraço dobrado em ângulo recto. O valor assim medido é cerca de 15 mm inferior ao obtido com o método acima descrito.

5 Altura da anca (rel. ao solo) D - Distância vertical entre o solo e o grande trocânter (saliência na extremidade superior do

fémur, palpável na face lateral da coxa); A - Centro de rotação da articulação da anca, que define a distância funcional do membro

inferior; C - Calçado como em 1. 6 Altura do punho (rel. ao solo) D - Distância vertical entre o solo e o metacarpo do dedo médio medido com a mão fechada,

com o membro superior estendido para baixo, ao longo do corpo; A - Nível de referência para pegas; as barras para apoio devem situar-se cerca de 100 mm

acima desta altura; as pegas de objectos móveis devem estar a uma altura inferior; altura óptima para exercer força de elevação;

C - Calçado como em 1. 7 Altura mínima da mão (rel. ao solo) D - Distância vertical entre o solo e a extremidade do dedo médio com o membro superior

estendido para baixo, ao longo do corpo; A - Nível mínimo aceitável para manípulos accionados com os dedos; C - Calçado como em 1. 8 Altura sentado (rel. ao assento) D - Distância vertical entre o nível do assento e o vértice do crânio;


A - Espaço necessário entre o assento e os obstáculos acima da cabeça; C - 10 mm para vestuário espesso; valores variáveis conforme a compressibilidade dos

assentos; para chapéu e capacete de protecção, como em 1. 9 Distância olhos-assento D - Distância vertical entre o nível do assento e o canto exterior do olho; A - Como em 2., mutatis-mutandis; C - 10 mm para vestuário espesso; variável conforme compressibilidade dos assentos. 10 Distância ombro-assento D - Distância vertical entre ao nível do assento e o acrómio; A - Centro de rotação aproximado do membro superior; C - Como em 9. 11 Distância cotovelo-assento D - Distância vertical entre o nível do assento e a face inferior do antebraço dobrado em

ângulo recto; A - Altura dos braços das cadeiras; referência importante para a definição da altura do tampo

das mesas, teclados, manípulos de painéis de controlo, Tc; 12 Espessura da coxa D - Distância vertical entre o nível do assento e o nível mais alto da coxa sem esta ser

comprimida, habitualmente junto do abdómen; A - Espaço livre necessário entre o assento e a superfície inferior de mesas ou outros

obstáculos; C - 35 mm para vestuário espesso de Inverno. 13 Comprimento máximo da coxa D - Distância horizontal entre a parte posterior das nádegas não comprimidas e a extremidade

anterior da rótula; A - Espaço livre entre as costas do assento e os obstáculos em frente dos joelhos; C - 20 mm para vestuário espesso de Inverno. 14 Comprimento da coxa até ao poplíteo (face posterior da perna) D - Distância horizontal entre a parte posterior das nádegas não comprimidas e o ângulo

poplíteo, que define a charneira da coxa com a perna, na face posterior do joelho, na posição de sentado;

A - Define a profundidade máxima aceitável para o assento. 15 Altura do joelho D - Distância vertical entre o solo e a face superior do joelho na posição de sentado (em geral

medida sobre o quadricípede, em geral um pouco acima da rótula); A - Distância livre necessária sob a superfície de trabalho; C - Calçado, como em 1. 16 Altura do poplíteo


D - Distância vertical entre o solo e o ângulo poplíteo, que define a charneira da coxa com a perna, na face posterior do joelho, no ponto de inserção do tendão bíceps femoral na face posterior da perna, na posição de sentado; A - Dimensão que define a altura máxima aceitável de um assento; C - Calçado, como em 1. 17 Largura dos ombros (bideltóide) D - Largura máxima ao nível dos ombros, medida nos pontos mais salientes dos músculos

deltóides; A - Espaços mínimos livres ao nível dos ombros; C - 10 mm para vestuário de interior; 40 mm para vestuário espesso de Inverno; 18 Largura dos ombros (bi-acromial) D - Distância horizontal medida entre os acrómios de cada dos ombros; A - Separação entre os centros de rotação dos membros superiores. 19 Largura das ancas D - Distância horizontal máxima entre os pontos extremos das ancas na posição sentado; A - Espaço livre ao nível do assento; a largura do assento não deve ser inferior a este valor; C - 10 mm para vestuário ligeiro; 25 mm para vestuário de espessura média; 50 mm

vestuário espesso de Inverno. 20 Espessura do peito (busto) D - Distância horizontal máxima entre o plano vertical de referência e a extremidade anterior

do peito nos homens ou do busto nas mulheres; A - Espaço livre entre o espaldar dos assentos e obstruções; C - Até 40 mm para vestuário espesso. 21 Espessura abdominal D - Distância horizontal máxima entre o plano vertical de referência e o ponto mais afastado

do abdómen; A - Espaço livre entre as costas dos assentos e obstruções, mesas de trabalho, Tc; C - Até 40 mm para vestuário espesso. 22 Distância do ombro ao cotovelo D - Distância entre o acrómio à face inferior do cotovelo, na posição normal de sentado

(Igual à diferença entre as dimensões 10 - 11). 23 Distância cotovelo-extermidade da mão D - Distância entre a face posterior do cotovelo e a extremidade do dedo médio, com o braço

dobrado em ângulo recto, na posição normal de sentado; A - Alcance máximo do antebraço; definição da área normal de trabalho; ver dimensão 34

para correcções gerais de alcance. 24 Comprimento máximo do membro superior D - Distância horizontal entre o acrómio e a extremidade da mão, com todo o membro

estendido. 25 Distância ombro-punho D - Distância horizontal entre o acrómio e o punho, com o membro estendido;


A - Alcance funcional do membro superior; utilizada para a definição zona de alcance conveniente; correcções de alcance como para a dimensão 34.

26 Comprimento da cabeça D - Distância entre o ponto mais anterior da fronte entre as sobrancelhas e o occipital na linha

média do crânio; A - Dado de referência para a posição dos olhos, aproximadamente recuados em relação ao

ponto mais anterior 20 mm da fronte. 27 Largura da cabeça D - Largura máxima do crânio acima do nível das orelhas; A - Espaços livres; C - Adicionar 35 mm tomando em conta as orelhas; até 90 mm para capacetes de protecção. 28 Comprimento da mão D - Distância entre a ruga do pulso e a extremidade do dedo médio; A - Ver dimensão 34. 29 Largura da mão D - Largura máxima da palma da mão ao nível da extremidade do metacarpo; A - Espaço livre necessário para acesso da mão, por exemplo para pegas, punhos, puxadores,

Tc; C - até 25 mm para algumas luvas de protecção. 30 Comprimento do pé D - Distância, paralelamente ao eixo longitudinal do pé, entre a parte posterior do calcanhar e

a ponta do dedo grande; A - Espaço livre para os pés, “design” de pedais; C - Em muitos casos, será mais útil saber o comprimento do sapato do que do pé descalço,

pois as dimensões e a forma não apresentam em geral uma boa correlação. No entanto, poderemos adicionar 30 mm para vulgares sapatos de homem e 40 mm para botas de protecção.

31 Largura do pé D - Largura máxima horizontal do pé, medida na perpendicular ao eixo longitudinal do pé; A - Espaço livre para os pés, distância entre pedais, Tc; C - Ver dimensão 30; adicionar 10 mm para sapatos vulgares de homem e 30 mm para botas

grandes. 32 Envergadura dos braços D - Distância máxima horizontal entre as extremidades dos dedos com ambos os membros

superiores estendidos lateralmente; A - Alcance lateral; C - Ver dimensão 34. 33 Envergadura dos cotovelos D - Distância entre as extremidades dos cotovelos com ambos os braços estendidos

lateralmente e os cotovelos completamente flectidos a ponto dos dedos tocarem no peito; A - Indicação útil para a definição de espaço de trabalho. 34-36 Alcances funcionais


D - Em cada caso a medição é feita ao centro de uma vara cilíndrica completamente agarrada com a mão fechada (designada por pega de potência). Para as dimensões 34 e 35, o braço é levantado verticalmente e a medição é feita em relação ao solo e ao nível do assento, respectivamente. Para a dimensão 36, o braço é estendido anteriormente na horizontal ao nível dos ombros com as costas encostadas à superfície vertical de referência. Em qualquer dos casos devem ser “alcances fáceis”, isto é, sem alongar demasiadamente os braços.

37 Altura lombar (sentada) D - Distância vertical entre o assento e o ponto médio da concavidade lombar; A - Indicação útil para a definição da altura óptima do apoio lombar do espaldar.

3.4.2 Antropometria da cabeça e da face Estes dados antropométricos podem ser de especial interesse em certas aplicações, tais como no design de dispositivos de protecção, tais como capacetes ou máscaras, que têm cada vez mais utilização em actividades militares, industriais, desportivas, etc. O quadro 3.4.2 contém estimativas antropométricas de várias dimensões da cabeça e da face e a figura 3.4.3 ilustra as dimensões antropométricas referidas no quadro.

Figura 3.4.3 Antropometria da cabeça e da face de adultos. Os números correspondem às dimensões do quadro 3.4.2. Dimensões em milímetros (Segundo Pheasant 1986).

Quadro 3.4.1 Tabela de estimativas de dimensões antropométricas: População adulta inglesa de 19 a

65 anos. A numeração das dimensões corresponde à utilizada na figura 3.4.2 e nas


descrições nas páginas seguintes. Dimensões em milímetros e o peso em kg (Segundo Pheasant 1986).

Sexo Masculino Feminino Dimensões Percentis 5º 50º 95º s 5º 50º 95º s

1. Altura de pé (estatura) 1625 1740 1855 70 1505 1610 1710 62 2. Altura dos olhos 1515 1630 1745 69 1405 1505 1610 61 3. Altura do ombro 1315 1425 1535 66 1215 1310 1405 58 4. Altura do cotovelo 1005 1090 1180 52 930 1005 1085 46 5. Altura da anca 840 920 1000 50 740 810 885 43 6. Altura do punho 690 755 825 41 660 720 780 36 7. Altura mínima da mão 590 655 720 38 560 625 685 38 8. Altura sentado 850 910 965 36 795 850 910 35 9. Distância olhos-assento 735 790 845 35 685 740 795 3310. Distância ombro-assento 540 595 645 32 505 555 610 3111. Distância cotovelo-assento 195 245 295 31 185 235 280 2912. Espessura da coxa 135 160 185 15 125 155 180 1713. Comprimento máximo da coxa 540 595 645 31 520 570 620 3014. Comprimento coxa-poplíteo 440 495 550 32 435 480 530 3015. Altura do joelho 490 545 595 32 455 500 540 2716. Altura do poplíteo 395 440 490 29 355 400 445 2717. Largura dos ombros (bideltóide) 420 465 510 28 355 395 435 2418. Largura dos ombros (bi-acromial) 365 400 430 20 325 355 385 1819. Largura das ancas 310 360 405 29 310 370 435 3820. Espessura do peito (busto) 215 250 285 22 210 250 295 2721. Espessura abdominal 220 270 325 32 205 255 305 3022. Distância ombro-cotovelo 330 365 395 20 300 330 360 1723. Dist. cotovelo-extremidade da mão 440 475 510 21 400 430 460 1924. Compr. Máximo do membro superior 720 780 840 36 655 705 760 3225. Distância ombro-punho 610 665 715 32 555 600 650 2926. Comprimento da cabeça 180 195 205 8 165 180 190 727. Largura da cabeça 145 155 165 6 135 145 150 628. Comprimento da mão 175 190 205 10 160 175 190 929. Largura da mão 80 85 95 5 70 75 85 430. Comprimento do pé 240 265 285 14 215 235 255 1231. Largura do pé 85 95 110 6 80 90 100 632. Envergadura dos braços 1655 1790 1925 83 1490 1605 1725 7133. Envergadura cotovelos 865 945 1020 47 780 850 920 4334. Alcance funcional vertical (de pé) 1925 2060 2190 80 1790 1905 2020 7135. Alcance funcional vertical (sentado) 1145 1245 1340 60 1060 1150 1235 5336. Alcance funcional anterior 720 780 835 34 650 705 755 3137. Altura lombar (sentado) 195 240 285 26 195 230 265 2238. Peso 55,3 74,5 93,7 12 44,1 62,5 80,9 11

Quadro 3.4.2 Estimativas antropométricas da cabeça e da face para a população britânica de 19 a 65

anos. Dimensões em milímetros (Segundo Pheasant 1986).



1. Comprimento da cabeça 180 195 205 8 165 180 190 7 2. Largura da cabeça 145 155 165 6 135 145 155 6 3. Diâmetro máx. abrangendo o queixo 240 255 265 8 225 235 245 7 4. Ponta do queixo ao alto da cabeça 205 225 240 11 200 220 240 11 5. Ouvido ao alto da cabeça 115 125 135 6 110 125 135 8 6. Ouvido à face posterior da cabeça 90 100 115 7 85 100 115 9 7. Largura ao nível dos ouvidos 125 135 145 6 120 130 135 5 8. Olho ao alto da cabeça 105 115 125 7 100 115 130 9 9. Olho à face posterior da cabeça 160 170 185 8 145 160 175 10 10. Distância interpupilar 55 60 70 4 55 60 65 4 11. Nariz ao topo cabeça 130 150 165 10 125 145 165 12 12. Nariz à face posterior da cabeça 205 220 235 9 190 205 220 10 13. Boca ao topo da cabeça 165 180 195 9 155 170 190 11 14. Largura da boca 40 50 55 5 35 45 50 4

3.4.3 Antropometria da mão Uma das aplicações importantes da Ergonomia é a concepção de pegas, manípulos de controlo de equipamentos e ferramentas manuais. Para isso, é essencial que se conheçam as dimensões antropométricas da mão, assim como a capacidade muscular e a amplitude de movimentos. O quadro 3.4.3 apresenta as estimativas das dimensões da mão, ilustradas na figura 3.4.4, baseadas em dados das populações britânica e norte-americana.

Figura 3.4.4 Antropometria da mão. Os números correspondem às dimensões do quadro 3.4.3 (Reproduzido de Pheasant 1986).

Quadro 3.4.3 Estimativas antropométricas da mão de adultos com base em dados britânicos e norte-

americanos de diversos autores, dimensões em milímetros (Segundo Pheasant 1986).

Sexo Masculino Feminino Dimensões Percentis 5º 50º 95º s 5º 50º 95º s 1. Comprimento da mão 173 189 205 10 159 174 189 9


2. Comprimento da palma da mão 98 107 116 6 89 97 105 5 3. Comprimento do polegar 44 51 58 4 40 47 53 4 4. Comprimento do indicador 64 72 79 5 60 67 74 4 5. Comprimento do dedo médio 76 83 90 5 69 77 84 5 6. Comprimento do dedo anular 65 72 80 4 59 66 73 4 7. Comprimento do dedo mínimo 48 55 63 4 43 50 57 4 8. Largura do polegar 20 23 26 2 17 19 21 2 9. Espessura do polegar 19 22 24 2 15 18 20 2 10. Largura do indicador 19 21 23 1 16 18 20 1 11. Espessura do indicador 17 19 21 1 14 16 18 1 12. Largura da mão (metacárpica) 78 87 95 5 69 76 83 4 13. Largura da mão (incluindo o polegar) 97 105 114 5 84 92 99 5 14. Largura mínima da mão* 44 51 58 4 40 45 50 3 15. Espessura da mão (metacárpica) 27 33 38 3 24 28 33 3 16. Espessura da mão (incluindo o polegar) 44 51 58 4 40 45 50 3 17. Diâmetro máximo da pega 45 52 59 4 43 48 53 3 18. Amplitude máxima (“palmo”) 178 206 234 17 165 190 215 15 19. Amplitude máxima funcional 122 142 162 12 109 127 145 11 20. Acesso diagonal mínimo 56 66 76 6 50 58 67 5 * Como para a dimensão 12, mas com a mão contraída a fim de a tornar o mais estreita possível.

3.4.4 Antropometria do pé As dimensões antropométricas do pé podem ser úteis para o projecto de pedais, etc. O quadro 3.4.4 apresenta estimativas para algumas dimensões ilustradas na figura 3.4.5.

Figura 3.4.5 Antropometria do pé, segundo o quadro 3.4.4. Os números correspondem às dimensões do quadro 3.4.4 (Reproduzido de Pheasant 1986).

Quadro 3.4.4 Estimativas antropométricas do pé adulto a partir de dados norte-americanos.

Dimensões em milímetros (Segundo Pheasant 1986).

Sexo Masculino Feminino Dimensões Percentis 5º 50º 95º s 5º 50º 95º s 1. Comprimento do pé 240 265 285 14 215 235 255 12 2. Compr. do calcanhar - proeminência mediana 175 190 210 11 160 175 190 10


3. Comprimento do calcanhar ao 5º dedo 195 215 235 12 180 195 210 10 4. Largura máxima do pé 85 95 110 6 80 90 100 6 5. Largura do calcanhar 60 70 75 5 50 55 65 6 6. Altura do tornozelo 60 70 85 7 55 65 75 6 7. Altura da arcada dorsal 70 80 90 6 60 70 80 5 8. Distância horizontal do calcanhar ao tornozelo 50 55 60 5 45 50 55 5


3.5 Antropometria dinâmica dos alcances e dos espaços

livres Os dados antropométricos dinâmicos são em geral obtidos em estudos com objectivos especiais cujas particularidades muitas vezes não permitem que esses dados sejam utilizados noutros contextos. Por exemplo, será difícil aproveitar dados obtidos para aplicações militares muito restritivas para aplicações de índole civil muito mais generalizadas. Contudo, é por vezes possível contornar essas dificuldades graças a modelos matemáticos geralmente baseados em dados antropométricos sobre as dimensões de um certo número de “segmentos” ou “ligações” corporais rígidos articulados entre si, cujas dimensões e propriedades dinâmicas são o objecto de estudo da biomecânica. O recurso a estas técnicas bastante sofisticadas é conhecido por abordagem pseudo-dinâmica da antropometria. Não serão aqui aprofundadas essas técnicas, apenas referiremos alguns resultados que poderão ser de utilidade na concepção de postos de trabalho ou noutras aplicações ocupacionais.

3.5.1 Antropometria dos espaços livres Os quadros 3.5.1, 3.5.2 e 3.5.3 e as figuras 3.5.1, 3.5.2 e 3.5.3, apresentam dados sobre espaços livres recomendáveis para diversas posições que é por vezes necessário usar em situações de trabalho. Esses dados foram obtidos de diversas fontes referentes a populações predomi-nantemente anglo-saxónicas, pelo que é previsível que excedam os valores correspondentes da população portuguesa. Quadro 3.5.1 Espaços livres recomendáveis para diversas posturas de trabalho (dimensões em

milímetros). A numeração refere-se às dimensões da figura 3.5.1 (Dados de vários autores, coligidos por Pheasant 1986).


1. Largura máxima do corpo 480 530 580 30 355 420 485 402. Espessura máxima do corpo 255 290 325 22 225 275 325 303. Altura ajoelhado 1210 1295 1380 51 1130 1205 1285 454. Comprimento da perna e pé (ajoelhado) 620 685 750 40 575 630 685 325. Altura de gatas 655 715 775 37 605 660 715 336. Comprimento do corpo de gatas 1215 1340 1465 75 1130 1240 1350 667. Distância nádega-pé 985 1070 1160 53 875 965 1055 55 O espaço ocupado pelo corpo humano pode ser aproximadamente representado, em projecção horizontal, por uma elipse cujos eixos maior e menor são determinados, respectivamente, pela largura e pela espessura máximas do corpo. Tomando o 95º percentil das correspondentes dimensões da população masculina do anexo 3, e concedendo uma correcção de +25 mm para o vestuário, os eixos da elipse ficam com 630 e 380 mm. A figura 3.5.4 mostra essa elipse. A fim de tomar em consideração o espaço de trabalho próximo, traçou-se à volta da elipse um círculo cujo diâmetro é igual à envergadura ao nível dos cotovelos para o mesmo percentil daquela população (1020 mm). Completam a figura dois círculos correspondentes aos 5º e 95º percentis da envergadura dos braços, respectivamente, das populações feminina e masculina.


Figura 3.5.1 Espaços livres mínimos recomendados para diversas posições de trabalho. A numeração

corresponde à do quadro 3.5.1. (Segundo Pheasant 1986). Quadro 3.5.2 Espaços livres necessários para trabalho em decúbito dorsal. A numeração corresponde à

da figura 3.5.2. O espaço mínimo horizontal para o trabalho em supinação (deitado de costas) com um certo conforto é de 1930 mm. Este espaço acomodará a maioria das pessoas. O espaço livre vertical necessário varia consoante a tarefa a realizar (1,2 ou 3); será preciso mais espaço se for preciso exercer força com os braços ou utilizar ferramentas (2 ou 3) (Segundo vários autores em Eastman Kodak Company 1983).

Dimensões mínimas em mm Verticais Horizontais

1 Deitado para inspecção 460 1930 2 Espaço restrito para ferramentas pequenas e ajustamentos ligeiros (é

impossível exercer força com extensão do cotovelo) 610 1930

3 Espaço para uma razoável extensão do braço; podem ser usadas ferramentas de comprimento até 203 mm 810 1930

Figura 3.5.2 Espaços livres necessários para trabalho em decúbito dorsal. A numeração corresponde à do quadro 3.5.2 (Segundo vários autores, em Eastman Kodak Company 1983).


Quadro 3.5.3 Espaços livres necessários para trabalho de pé. (A): de pé, postura erecta; (B):inclinado à frente com pernas afastadas; (C): de joelhos; (D): deitado de bruços com os braços esten-didos. A largura mínima livre é 610 mm. As letras correspondem às da figura 3.5.3 (Segundo vários autores em Eastman Kodak Company 1983).

Dimensões mínimas em mm Posição Verticais Horizontais

A De pé, postura erecta 2030 760 B De pé, c/ pernas afastadas e tronco ligeiramente inclinado à

frente 2030 1020

C De joelhos 1220 1170 D Alcance, deitado de bruços com os braços estendidos na

horizontal 460 2430

Figura 3.5.3 Espaços livres necessários para trabalho de pé. (A): inclinado à frente com pernas afastadas; (B): de joelhos; (C): deitado de bruços com os braços estendidos (D). As letras correspondem às do quadro 3.5.3 (Segundo Eastman Kodak Company 1983).

Para a especificação de dimensões mínimas para escotilhas ou aberturas similares para passagens ou saídas de emergência, poder-se-ão utilizar os dados do quadro 3.5.4, coligidos de diversas fontes anglo-saxónicas, citadas por Pheasant (1986).

Figura 3.5.4

Áreas ocupadas pelo tronco: (EC); zona de alcance dos cotovelos: (AC) e envergadura dos braços: (EB). Cotas em milímetros (Adaptado de Pheasant 1986).


Quadro 3.5.4 Dimensões mínimas aceitáveis para aberturas ou escotilhas dando passagem a todo o corpo (Segundo Pheasant 1986).

Tipo de acesso Tipo de vestuário Dimensões mínimas (mm)

Ligeiro 660 (altura) × 760 (largura) Através de abertura lateral numa superfície vertical (por exemplo, parede) Volumoso 740 (altura) × 860 (largura)

Ligeiro 330 (compr.) × 580 (largura) Para cima ou para baixo numa abertura rectangular numa superfície horizontal (por exemplo, chão/tecto) Volumoso 410 (compr.) × 690 (largura) Abertura circular Qualquer Diâmetro mínimo: 760

No quadro 3.5.5 sugerem-se as dimensões mínimas para passagem em áreas de espaço restrito, tais como túneis, corredores de acesso para a manutenção de máquinas, etc., (Segundo Damon e cols., 1966). Quadro 3.5.5 Dimensões mínimas para passagem em zonas de espaço restrito. Valores em milímetros

(Adaptado de Damon e cols. 1966).

Tipo de movimento Altura Largura De pé, direito 1955 (b) − Curvado 1600 − Em frente − 630 Andando (a)

De lado − 380 Gatinhando 815 630 Rastejando (c) 430 630

(a) Para andar, é suficiente um espaço trapezoidal com 630 mm à altura dos cotovelos e 145 mm ao nível do chão.

(b) Altura de um homem do 99º percentil com sapatos e capacete de protecção. (c) Será preferível uma largura de 1015 mm para permitir o uso dos cotovelos.

3.5.2 Alcances no posto de trabalho O alcance dinâmico pode ser caracterizado pelas coordenadas tridimensionais do volume definido no espaço pela zona ao alcance dos nossos membros. Os anglo-saxónicos designam esse espaço por envelope do espaço de trabalho, mais correctamente designado por cinetosfera. É evidente que esse “invólucro” pode ser modificado em função da inclinação que dermos ao corpo, se recuarmos o pélvis para evitar o desequilíbrio, etc. No quadro 3.5.6 apresentam-se alguns incrementos a acrescentar ao alcance funcional anterior na posição de pé, em função de diferentes posições do tronco. Quanto ao alcance funcional na posição de sentado, existe uma grande variedade de dados que pecam, contudo, pelo inconveniente de serem demasiadamente específicos o que restringe muito a sua aplicabilidade. Talvez a fonte de informação mais genérica seja a Norma ISO 3958 relativa a assentos de automóveis. Baseado na metodologia daquela Norma, mas introduzindo-lhe modificações consideráveis, Pheasant (1986) calculou os valores do alcance funcional que se apresentam no quadro 3.5.7. Os valores tabulados referem-se ao 5º percentil de uma população adulta mista com igual número de homens e mulheres.


Quadro 3.5.6 Incrementos à dimensão básica “alcance funcional anterior” de pé em função da postura do corpo. Dimensões em milímetros (Segundo Pheasant 1986).

Sexo Masculino Feminino Dimensões/ Incrementos

Percentis 5º 50º 95º 5º 50º 95º Dimensão básica:

Alcance funcional anterior

720

780

835

650

705

755 Incrementos:

Pega com as pontas dos dedos 35 40 40 30 35 40 Operação com as pontas dos dedos 105 115 125 95 115 140 Puxando o ombro à frente 115 130 150 95 115 140 Inclinação anterior do tronco 10° 80 85 95 75 85 95 Inclinação anterior do tronco 20° 115 170 185 150 170 185 Inclinação anterior do tronco 30° 230 250 270 225 245 270

Os dados originais do quadro 3.5.7 dizem respeito a uma população de condutores americanos, pelo que muito provavelmente estarão algo exagerados em relação à população europeia e em particular à portuguesa mas, segundo o autor, as diferenças não serão muito significativas em termos práticos. Sugere, no entanto, uma dedução arbitrária de 10 mm aos valores do quadro como correcção para essa diferença. Pensando em especial na população portuguesa, parece razoável uma correcção na ordem de 15 mm aos valores do quadro. Quadro 3.5.7 Alcance funcional tridimensional do punho na posição de sentado. O alcance é definido

pela distância lateral em relação à linha central do corpo a uma dada altura acima do ponto de referência do assento (PRA) que está definido graficamente na figura 3.4.2 (c). (Dimensões em milímetros) (Segundo Pheasant 1986).

Distância lateral Altura acima

do PRA 0 50 100 200 250 300 400 500 600 800 655 670 675 665 640 610 565 700 695 710 720 715 705 695 670 625 600 715 730 740 745 740 735 705 660 550 720 740 750 760 760 750 720 675 610 500 750 765 765 760 730 680 615 450 745 770 770 765 735 680 620 400 735 770 775 770 735 675 620 350 727 765 775 770 735 665 615 300 710 755 765 770 725 755 605 200 735 755 755 705 610 585 100 690 715 720 660 550 530 0 635 670 680 615 470 470

3.5.3 Zonas de alcance conveniente É conveniente desenvolver o conceito de zona ou espaço dentro do qual é possível alcançar um objecto com facilidade, isto é, sem esforço desnecessário. Consideremos o significado de “um manípulo estar ao alcance do braço”. O membro superior, cujo comprimento é medido entre o ombro e a extremidade do dedo médio (ou do punho fechado), descreve uma série de arcos centrados na articulação do ombro (figura 3.5.5). Esses arcos definem a zona de alcance conveni-


ente (ZAC) para uma mão, que se estende lateralmente até ao plano frontal (PF) do corpo. As zonas dos dois braços intersectam-se no plano mediano do corpo. O volume assim definido consiste em dois hemisférios cujos raios de curvatura (a) têm o comprimento do membro e cujos centros estão afastados de uma distância (b) igual à distância bi-acromial.

Figura 3.5.5 Zonas de alcance conveniente (ZAC) vistas de: perfil (1), mostrando a secção vertical num plano sagital (PS) passando pela articulação do ombro; projecção horizontal (2), mostran-do uma secção horizontal no plano transversal (PT) passando pelas articulações dos ombros; e de frente (3), mostrando uma secção vertical no plano frontal (PF) passando também pelas articulações do ombro (Adaptado de Pheasant, 1986).

Muitos problemas de design consistem em definir as intersecções de planos verticais, horizontais, ou (ocasionalmente) oblíquos com o “invólucro” do espaço de trabalho, referido na secção anterior, ou com a ZAC. Suponhamos que é preciso definir a localização de um conjunto de manípulos num painel vertical de uma sala de controlo para serem operados por uma pessoa de pé. A intersecção de um plano com uma esfera é um círculo, cujo raio pode ser calculado pelo teorema de Pitágoras:

d- a = r 22 (3.5.1)

em que r é o raio do círculo definido no painel, a é o comprimento do membro superior e d é a distância horizontal entre o ombro e a parede. A figura 3.5.6 ilustra a construção dessa zona para controlo com as pontas dos dedos para um homem do 95º percentil e para uma mulher do 5º percentil, definida num plano frontal situado a uma distância d = 500 mm do corpo. A figura considera também as respectivas zonas óptimas de visão (ZOV) para a colocação de mostradores, obtidas segundo o critério ilustrado na figura 3.5.7.


Figura 3.5.6 Zonas de alcance conveniente (ZAC) e zonas óptimas de visão (ZOV) numa superfície vertical à distância de 500 mm dos ombros. Estão representados o 95º percentil da população masculina (m) e o 5º percentil da população feminina (f) (Adaptado de Phea-sant 1986).

m – distância mínima de visão confortável: 500 mm h – distância de visão horizontal p – direcção preferencial de visão z – zona preferencial para colocar mostradores a – zona aceitável para colocar mostradores

Figura 3.5.7 Direcções preferenciais de visão para evitar o excesso de tensão muscular resultante da inclinação excessiva da cabeça (Adaptado de Pheasant 1986).

A zona de alcance conveniente pode ser obtida de um modo semelhante para outros planos verticais, horizontais ou oblíquos. O quadro 3.5.8 apresenta dados sobre a ZAC. Para construir uma ZAC num plano frontal, à distância d em frente dos ombros, desenhar duas circunferências de raio r, cujos centros são definidos pela altura de pé ou sentado e com o afastamento entre si igual à distância bi-acromial. Para construir a ZAC num plano horizontal, à distância d acima ou abaixo dos ombros, desenhar nesse plano horizontal dois semicírculos de raio r, centrados nos acrómios.

3.5.4 A área de trabalho “normal” (ATN) A intersecção de um plano horizontal, tal como uma mesa ou uma bancada, com a ZAC define aquilo a que um especialista de estudo do trabalho chamaria área ou zona de trabalho máxima. No interior desta, existe uma área mais pequena, que se designa por área de trabalho normal (ATN), descrita por um movimento rotativo de “varrimento” do membro superior em torno do ombro, com o antebraço flectido a cerca de 90°, conforme se ilustra na figura 3.5.8. Essa rotação do braço flectido deve ser efectuada de um modo confortável, isto é, sem esforçar a articulação do ombro.


Quadro 3.5.8 Zonas de alcance conveniente (ZAC). Dimensões em milímetros (Segundo Pheasant

1986). Raio de curvatura (r) Homens Mulheres

d Percentis 5º 50º 95º 5º 50º 95º

0 610 665 715 555 600 650 100 600 655 710 545 590 645 200 575 635 685 520 565 620 300 530 595 650 465 520 575 400 460 530 595 385 445 510 500 350 440 510 240 580 415 600 110 285 390 250

Homens (a) Mulheres (a) Dimensão

Percentis 5º 50º 95º 5º 50º 95º

Distância bi-acromial 365 400 430 325 355 385 Altura do ombro de pé 1340 1560 1425 1260 1335 1450 Altura do ombro sentado 540 595 645 505 555 605

(a) Valores calculados com a expressão (3.5.1).

Figura 3.5.8 Definição da metade do lado direito da área de trabalho normal (ATN) individual e da zona de alcance conveniente (ZAC) para mulheres (m) e homens (h) do 5º percentil. (LMC = linha média do corpo; BM = borda da mesa) (Adaptado de Pheasant 1986).

3.5.5 Amplitude de movimento das articulações A flexibilidade do corpo humano é medida pela amplitude angular de movimento das articulações. Na figura 3.5.9 estão ilustrados os movimentos e as amplitudes de movimento das principais articulações dos membros e a respectiva terminologia. Um plano vertical cortando o corpo ao meio em duas metades esquerda e direita é designado por plano mediano ou sagital. Qualquer plano vertical paralelo a este é também um plano sagital e qualquer plano vertical perpendicular a ele é designado por plano frontal. Em geral, os movimentos do tronco ou dos membros num plano sagital são designados por flexões e extensões. A flexão do tronco faz o corpo aproximar-se da posição fetal. A extensão fá-lo tomar a curvatura oposta. Os movimentos dos membros no plano frontal são designados por abdução e adução. Os movimentos de abdução afastam um segmento de um membro da sua linha média. Os segmentos do corpo podem também rodar em torno dos seus próprios eixos quer para dentro (medianamente) quer para fora (lateralmente). A rotação do antebraço para dentro (virando a palma para baixo) é chamada pronação; a rotação para fora (virando a palma para cima) é chamada supinação.


Figura 3.5.9 Terminologia utilizada na descrição dos movimentos e das amplitudes das articulações cujos valores estão quanti-ficados no quadro 3.5.9: Ex = extensão; Fl = flexão; Ab = abdução; Ad = adução; Su = supinação; Pr = pronação; N = posição neutra (Reproduzido de Pheasant 1986).

Surpreendentemente, existem muito poucos dados sobre a amplitude de movimentos das articulações. No quadro 3.5.9 apresentam-se dados referentes a militares norte-americanos, segundo diversos autores. Quadro 3.5.9 Amplitudes de movimento das articulações. Valores do corpo da tabela em graus

(Segundo Barter e cols. 1957).

Articulação Percentis 5º 50º 95º s Flexão do ombro 168 188 208 12 Extensão do ombro 38 61 84 14 Abdução do ombro (a) 106 134 162 17 Adução do ombro 33 48 63 9 Rotação medial do ombro 61 97 133 22 Rotação lateral do ombro 13 34 55 13 Flexão do cotovelo 126 142 159 10 Pronação (b) 37 77 117 24 Supinação (c) 77 113 149 22 Flexão do pulso 70 90 110 12 Extensão do pulso 78 99 120 13 Abdução do pulso (desvio radial) 12 27 42 9 Adução do pulso (desvio ulnar) 35 47 59 7 Flexão da anca (d) 92 113 134 13 Abdução da anca 33 53 73 12 Adução da anca 11 31 51 12 Flexão do joelho 109 125 142 10 Flexão do tornozelo (flexão plantar) 18 38 58 12 Extensão do tornozelo (dorsiflexão) 23 35 47 7

(a) Movimentos acessórios da coluna aumentam este valor para 180° (b) Rotação do antebraço sobre o seu eixo para virar a palma da mão para baixo (c) Rotação do antebraço sobre o seu eixo para virar a palma da mão para cima. (d) Com o joelho completamente flectido. Se o joelho não estiver flectido, a amplitude será muito

menor (apenas cerca de 60°).


3.6 Antropometria newtoniana: Dimensões e massa dos

segmentos do corpo Em biomecânica é por vezes necessário calcular os momentos das forças desenvolvidas aplicadas na execução de trabalho mecânico. Esse aspecto será tratado no capítulo 6 a propósito da análise biomecânica do trabalho. Para isso, é necessário conhecer-se o comprimento dos segmentos corporais, a sua massa, a localização do centro de gravidade. São esses dados que são apresentados neste capítulo. Eles baseiam-se fundamentalmente nos dados originais de Dempster (1955) com contribuições posteriores de muitos outros autores. Não se conhece a sua precisão por ser impossível de estimar. A crescente utilização de modelos computadorizados nos quais este tipo de informação está incorporado, conferem ao tema uma relevância que justificaria um importante esforço de investigação. O quadro 3.6.1 apresenta o comprimento médio dos mais importantes segmentos do corpo relativos à população inglesa a que se referem os dados antropométricos apresentados na secção 3.3. Esses segmentos são ilustrados na figura 3.6.1.

Figura 3.6.1 Antropometria dos segmentos do corpo a que se referem os quadros 3.6.1 e 3.6.2 (Adaptado de Pheasant 1986).

As características de inércia dos segmentos corporais estão representadas no quadro 3.6.2. Nele se indicam o peso dos segmentos, expresso em percentagem do peso do corpo, e a localização do respectivo centro de gravidade. O centro de gravidade de um segmento pode ser definido como o ponto a partir do qual actua o peso do corpo. A sua localização é importante para o cálculo dos momentos das forças geradas pelos membros, da fadiga resultante da postura, etc, como se verá na análise biomecânica no capítulo 5.


Quadro 3.6.1 Dimensões estimadas de segmentos do corpo (mm) para a população inglesa adulta (Segundo Pheasant 1986). A numeração de segmento refere-se à da figura 3.6.1.

Homens Mulheres

Percentis Segmento 5º 50º 95º s 5º 50º 95º s

1 275 305 335 17 250 275 300 15 2 245 270 295 15 220 240 260 13 3 175 190 205 10 160 175 190 9 4 385 425 465 23 355 390 425 22 5 375 410 445 22 340 370 405 20 6 240 265 285 14 215 235 255 12 7 70 75 80 4 60 65 70 4 8 50 55 60 3 45 50 55 3 9 90 100 110 6 80 90 100 5

10 455 500 540 26 445 490 535 26 11 530 580 630 30 495 545 595 29 12 765 835 905 42 720 785 850 38 13 230 255 280 14 220 240 260 13 14 70 75 80 4 65 70 75 4 15 110 120 130 7 120 130 140 7 16 345 380 410 20 310 340 370 19 17 155 170 185 9 160 175 190 10 18 525 575 625 30 510 560 610 29 19 600 655 710 34 560 615 670 32 20 120 135 150 8 115 125 135 7

Quadro 3.6.2 Peso e localização dos centros de gravidade de alguns segmentos corporais (Segundo

Reynolds 1978 e Pheasant 1986).

Segmento Peso (em % do peso do corpo)

Localização do centro de gravidade (% relativamente à distância entre articulações)

1. Cabeça e pescoço 8,4 57% da distância entre C7 (*) e o vértice 1a. Cabeça 6,2 20 mm acima do tragion

2. Cabeça, pescoço e tronco 58,4 40% da distância entre a anca e o vértice 2a. Tronco 50,0 46% da distância entre a anca e C7 2b. Tronco acima da

articulação lombo-sagrada 36,6 63% da distância entre a anca e C7

2c. Tronco abaixo da articulação lombo-sagrada

13,4 Aproximadamente na articulação da anca

3. Braço 2,8 48% da distância entre o ombro e o cotovelo 4. Antebraço 1,7 41% da distância entre o cotovelo e o pulso 5. Mão 0,6 40% do comprimento da mão (no centro de um

objecto agarrado pela mão) 6. Coxa 10,0 41% da distância entre a anca e o joelho 7. Perna 4,3 44% da distância entre o joelho e o tornozelo 8. Pé 1,4 47% do comprimento do pé a partir do calcanhar

(a meia altura entre a articulação do tornozelo e a planta do pé)

(*) C7: sétima vértebra cervical


3.7 Aplicações na protecção de máquinas Outro importante campo de aplicação especial da antropometria é o projecto de dispositivos de protecção de máquinas ou equipamentos possuindo órgãos ou zonas perigosas. De uma maneira geral, aplica-se o princípio de “design” para indivíduos extremos. Consoante o problema específico, podem utilizar-se as dimensões antropométricas quer como limitações de espaço, de forma a garantir protecção ou segurança mesmo aos indivíduos de maiores dimensões, quer como limitações de alcance, neste caso para proteger os indivíduos de menores dimensões. Como exemplos do primeiro caso, vejam-se a figura 3.7.1 e o quadro 3.7.1 que indicam distâncias de segurança para alcances “de todo o corpo” para trabalho na posição de pé. O quadro 3.7.1 apresenta os valores numéricos para os parâmetros A, B e C da Figura 3.7.1.

Figura 3.7.1 Distâncias de segurança para alcances “de todo o corpo”, para manter os pontos perigosos a

uma distância segura do operador. (a) Com o braço levantado: 2500 mm. (b) Quanto ao alcance por cima de uma vedação, por exº um muro, ou uma balaustrada, sendo as distâncias de segurança obtidas a partir de: A - Distância do ponto perigoso ao solo; B - Altura da vedação; C - Distância horizontal entre a vedação e o ponto perigoso. Os valores numéricos apresentam-se no quadro 3.7.1 (Segundo DIN 1983).

A figura 3.7.2, que apresenta recomendações sobre a largura das aberturas em protecções fixas de máquinas, exemplifica ambas as situações: por um lado, assegura distâncias mínimas de protecção dos indivíduos com maiores dimensões, mas por outro lado, especifica larguras máximas a fim de proteger os mais pequenos membros da população.


Quadro 3.7.1 Distâncias de segurança para alcances “de todo o corpo”, com o objectivo de manter os pontos perigosos a uma distância segura do operador. Ver a figura 3.7.1 (Valores em milímetros) (Segundo DIN 1983).

Altura da vedação, B a

2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 Distância do ponto perigoso ao solo

A Distância horizontal C entre a vedação e o ponto perigoso 2400 - 100 100 100 100 100 100 100 2200 - 250 350 400 500 500 600 600 2000 - - 350 500 600 700 900 1100 1800 - - - 600 900 900 1000 1100 1600 - - - 500 900 900 1000 1300 1400 - - - 100 800 900 1000 1300 1200 - - - - 500 900 1000 1400 1000 - - - - 300 900 1000 1400 800 - - - - - 600 900 1300 600 - - - - - - 500 1200 400 - - - - - - 300 1200 200 - - - - - - 200 1100

a O quadro não inclui valores da altura da vedação inferiores a 100 mm porque abaixo dessa altura o alcance não aumenta havendo além disso o risco de queda para o interior da zona perigosa.

Figura 3.7.2 Dimensões recomendadas para aberturas em protecções fixas de máquinas. (Dimensões em

milímetros) (Segundo DIN 1983). A figura 3.7.3 relaciona a largura e o diâmetro de aberturas com a distância de segurança em protecções de máquinas.


Figura 3.7.3 Largura, diâmetro e profundidade de aberturas rectangulares, quadradas ou circulares em

protecções de máquinas. Dimensões em milímetros (Segundo DIN 1983). A figura 3.7.4 mostra o raio de movimentos em segurança de partes do membro superior em relação a uma aresta fixa. Para que as distâncias mínimas especificadas sejam eficazes é suposto que existem dispositivos (tais como os indicados na figura 3.7.3) que impeçam que as partes do corpo avancem mais na direcção da zona perigosa. O raio do movimento junto à aresta fixa é determinado pelo alcance dos vários segmentos corporais considerados. As distâncias de segurança indicadas devem ser consideradas como valores mínimos que em nenhum caso devem ser ultrapassados. Outro aspecto importante é o dimensionamento das distâncias entre pontos perigosos a fim de não permitir que o corpo não fique entalado, ilustrado na figura 3.7.5. Para assegurar a protecção adequada em relação a uma dada parte do corpo, é imperioso que a distância não permita o acesso à parte mais volumosa imediatamente a seguir. Por exemplo, se quizermos permitir o acesso ao membro superior mas impedindo o acesso do tronco, a distância de segurança será 120 mm.


Figura 3.7.4 Distâncias de segurança para o alcance de segmentos do membro superior. Dimensões em

milímetros (Segundo DIN, 1983).

Figura 3.7.5 Distâncias de segurança para evitar que partes do corpo fiquem entaladas ou sejam

apanhadas entre peças em movimento. Dimensões em milímetros. (Segundo DIN, 1983).


3.8 Referências bibliográficas Pheasant, S., Bodyspace. Anthropometry, Ergonomics and Design, Taylor & Francis, London,

1986. Kraiss, K.-F. & Moraal, J. (Eds.), Introduction to Human Engineering, Verlag TÜV Rheinland

GmbH, Koln, 1976. Grandjean, E., Fitting the Task to the Man. A textbook of Occupational Ergonomics, Taylor &

Francis, London, 1988. Dreyfuss, H., The measure of Man: Human Factors in Design, Whitney Library of Design, New

York, 1967. Diffrient, N., Tilley, A.R. e Bardagjy, J.C., Human Scale 1/2/3, The Mit Press, Cambridge, MA,

1978. Bittner, A.C., Dannhaus, D.M. e Roth, J.T., Workplace - acommodated percentage evaluation:

model and preliminary results. In M.M. Ayoub e C.G. Halcomb (Ed.), Improved Seat, Console and Workplace Design, Pacific Missile Test Center, Point Mogu, CA, 1975.

Damon, A., Stoudt, H.W. e McFarland, R.A., The Human Body in Equipment Design, Harvard

University Press, Cambridge, MA, 1966. Eastman Kodak Company, Ergonomic Design for People at Work, Van Nostrand Reinhold

Company, New York, 1983. Barter, T., Emmanuel, I. e Truett, B., A statistical evaluation of joint range data. WADC

Technical Note 53-311, Wright Patterson Airforce Base, OH, 1957. Dempster, W.T., Space requirements of the seated operator: geometrical, kinematic and

mechanical aspects of the body with special reference to the limbs. WADC Tech. Note 55-159, Wright-Peterson Air Force Base, OH, 1955.

Reynolds, H.M., The inertial properties of the body and its segments. In: U.S. National

Aeronautics and Space Administration (NASA), Anthropometric Source Book. NASA Defence Publication Nº 1024, 1978.

DIN 31 001, Part 1. Safety distances for adults and children. Berlim, Deutsches Institut fur

Nurmung e.V, 1983. BS 5304. Code of practice for safeguarding of machinery. British Standards Institution, 1975. Roebuck, Jr, J. A., Kroemer, K. H. E. e Thomson, W. G., Engineering anthropometric Methods,

Wiley, N. York, 1975.

3-52

Antropometria Fonte: Luís Gomes da Costa 2007

3-53

Anexo 1

Tabela dos valores de p e Z da distribuição normal

p Z p Z p Z p Z 1 -2,33 26 -0,64 51 0,03 76 0,71 2 -2,05 27 -0,61 52 0,05 77 0,74 3 -1,88 28 -0,58 53 0,08 78 0,77 4 -1,75 29 -0,55 54 0,1 79 0,81 5 -1,64 30 -0,52 55 0,13 80 0,84 6 -1,55 31 -0,5 56 0,15 81 0,88 7 -1,48 32 -0,47 57 0,18 82 0,92 8 -1,41 33 -0,44 58 0,2 83 0,95 9 -1,34 34 -0,41 59 0,23 84 0,99

10 -1,28 35 -0,39 60 0,25 85 1,04

11 -1,23 36 -0,36 61 0,28 86 1,08 12 -1,18 37 -0,33 62 0,31 87 1,13 13 -1,13 38 -0,31 63 0,33 88 1,18 14 -1,08 39 -0,28 64 0,36 89 1,23 15 -1,04 40 -0,25 65 0,39 90 1,28

16 -0,99 41 -0,23 66 0,41 91 1,34 17 -0,95 42 -0,2 67 0,44 92 1,41 18 -0,92 43 -0,18 68 0,47 93 1,48 19 -0,88 44 -0,15 69 0,5 94 1,55 20 -0,84 45 -0,13 70 0,52 95 1,64

21 -0,81 46 -0,1 71 0,55 96 1,75 22 -0,77 47 -0,08 72 0,58 97 1,88 23 -0,74 48 -0,05 73 0,61 98 2,05 24 -0,71 49 -0,03 74 0,64 99 2,33 25 -0,67 50 0 75 0,67

p Z p Z 2,5 -1,96 97,5 1,96 0,5 -2,58 99,5 2,58 0,1 -3,09 99,9 3,09

0,01 -3,72 99,99 3,72 0,001 -4,26 99,999 4,26

Antropometria Fonte: Luís Gomes da Costa 2007

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