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Ergonomia e Biomecânica como base no desenvolvimento de novos produtos: o caso do equipamento para recolhimento de resíduos urbanos

Ergonomics and Biomechanics as basis for the new products development: the case of equipment for urban waste collection

Elton Moura Nickel Mestre em Engenharia de Produção

UFSC – Universidade Federal de Santa Catarina – eltonnickel@gmail.com Eugenio Andrés Díaz Merino

Doutor em Engenharia de Produção

UFSC – Universidade Federal de Santa Catarina – merino@deps.ufsc.br

Antônio Renato Pereira Moro Doutor em Ciência do Movimento Humano

UFSC – Universidade Federal de Santa Catarina – moro@cds.ufsc.br

Marcelo Gitirana Gomes Ferreira Doutor em Engenharia Mecânica

UFSC – Universidade Federal de Santa Catarina – marcelo.gitirana@gmail.com

Análise ergonômica do trabalho, processo de desenvolvimento de produtos, varredores de rua Este artigo apresenta resultados referentes a uma Análise Ergonômica do Trabalho realizada com varredores de rua

da cidade de Florianópolis/SC, Brasil. Os dados obtidos foram tratados como requisitos para o desenvolvimento de um

novo equipamento para recolhimento de resíduos, sistematizado através do Processo de Desenvolvimento de Produtos.

Ergonomic analysis of work, product development process, street sweepers This paper presents results for an Ergonomic Analysis of Work conducted with street sweepers in the city of

Florianopolis/SC, Brazil. The obtained data were treated as requirements for the development of new equipment for

waste collection, systematized through the Product Development Process.

1. Introdução A relevância do serviço prestado pelos profissionais de limpeza pública nas grandes cidades brasileiras nem sempre tem sido correspondida com análises do trabalho ou estudos relacionados à saúde do trabalhador. Com o crescimento populacional, também aumenta a evidência da predominância de intensa carga física em tais profissões, condicionada de forma direta por aspectos organizacionais e mentais. Para Hendrick (2003), a Ergonomia, como ciência, estuda as capacidades, limitações e outras características humanas com o objetivo de desenvolver uma tecnologia conhecida como a ‘tecnologia da interface humano-sistema’. Como prática, ela deve aplicar tal tecnologia à análise, design, avaliação, estandardização e

controle de sistemas. Independentemente da formação, é a educação profissional e treinamento na tecnologia da interface humano-sistema que qualifica pessoas como profissionais da Ergonomia. Segundo a International Ergonomics Association (2000), os “Ergonomistas contribuem para o planejamento, projeto e a avaliação de tarefas, postos de trabalho, produtos, ambientes e sistemas para torná-los compatíveis com as necessidades, habilidades e limitações das pessoas”. Com respeito à Biomecânica, sua definição clássica foi dada por Hatze (1974), quando a chamou de: “o estudo da estrutura e da função dos sistemas biológicos utilizando os métodos da mecânica”. Essa definição, internacionalmente reconhecida, indica que a biomecânica envolve o uso de instrumentos da mecânica, o ramo da Física que envolve a

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análise das ações de forças, no estudo de aspectos anatômicos e funcionais dos organismos vivos (HALL, 1991). Sendo assim, a Biomecânica Ocupacional “estuda as interações entre o trabalho e o homem sob o ponto de vista dos movimentos músculo-esqueletais envolvidos, e as suas conseqüências” (IIDA, 2005, p. 83). Após a análise do posto de trabalho apresentado neste artigo, utilizando esses conceitos de Ergonomia e Biomecânica, procurar-se-á destacar as contribuições que poderão ser fornecidas pela Engenharia de Produção, através da área de Engenharia de Produto e Processo e da Gestão do Desenvolvimento de Produtos. Isso ocorrerá ao se apresentar soluções físicas ao correto dimensionamento e organização do posto de trabalho e a proposta de novos conceitos funcionais, ou princípios de solução, para os instrumentos utilizados pelo trabalhador em questão. A sistematização utilizada para essa proposta se dará por meio do Processo de Desenvolvimento de Produtos (PDP), enfatizando os aspectos ergonômicos que vão desde a forma, dimensão, pegas, pesos, materiais, e tudo o que privilegia a produtividade e qualidade do serviço e uso, principalmente a relação direta com o usuário. 2. O Método Este tópico descreverá os procedimentos realizados durante as fases relativas à Análise Ergonômica do Trabalho (AET) aplicada ao posto de trabalho de varredores de rua. De modo geral, “os resultados de uma AET devem conduzir e orientar modificações para melhorar as condições de trabalho sobre os pontos críticos que foram evidenciados” (MERINO, 2008, p. 58). As principais fases abordadas neste artigo, para a realização da AET, são as fases de Análise da Demanda, Análise da Tarefa e Análise das Atividades, apresentadas nas páginas seguintes. Como apoio à sistematização do estudo, ferramentas consagradas de análise foram utilizadas, mais especificamente o Protocolo Rula (McATAMNEY e CORLETT, 1993). Ao fim da análise, são apresentadas as

recomendações para a melhoria do posto de trabalho. Em uma AET, a fase de Análise da Demanda “é a definição do problema a ser analisado, a partir de uma negociação com os diversos atores sociais envolvidos” (MERINO, 2008, p. 58). Desse modo, esclarece-se que o problema a ser analisado envolve o posto de trabalho dos varredores de rua, ou ‘garis’, como são registrados em sua carteira de trabalho. O estudo foi registrado através de cinemetria, nas ruas da cidade de Florianópolis, Santa Catarina, Brasil, com a participação dos profissionais de uma empresa responsável pela manutenção e limpeza pública da cidade. Todas as pessoas abordadas concordaram em cooperar com este estudo. Constatou-se, em um primeiro momento, que os profissionais observados para a realização da análise manifestavam queixas de dores nos braços, antebraços e mãos. A fase de Análise da Tarefa “é o que o trabalhador deve realizar e as condições ambientais, técnicas e organizacionais desta realização (trabalho prescrito)” (MERINO, 2008, p. 58). Além disso, com base nas ações realizadas pelos trabalhadores em seu posto de trabalho, é possível obter dados referentes às exigências físicas da tarefa analisada. Para auxiliar a análise, o Protocolo Rula, de McAtamney e Corlett (1993), foi aplicado a uma funcionária durante o ato de recolhimento dos resíduos. A imagem capturada apresentada na figura 1 serviu de parâmetro para a identificação das exigências físicas sobre os segmentos corporais durante o ato de recolher o lixo com a pá.

Fig. 1 – Imagem capturada para análise ergonômica.

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Com base na imagem, portanto, foi aplicado o método RULA, de McAtamney e Corlett (1993), sigla que, em português, significa ‘Avaliação Rápida da Postura dos Membros Superiores’. Segundo os autores do RULA, ele se trata de é um método de estudo ergonômico desenvolvido para uso em investigação de locais de trabalho onde distúrbios relacionados com o trabalho dos membros superiores são relatados. Destaca-se que o posto de trabalho analisado neste artigo se enquadra nesta definição. A ferramenta não requer nenhum equipamento especial e proporciona uma avaliação rápida das posturas do pescoço, tronco e membros superiores, juntamente com a função muscular e as cargas externas experimentadas pelo corpo (McATAMNEY e CORLETT, 1993). A Tabela 1 abaixo apresenta o sistema de codificação que foi usado para gerar uma lista de ação que indica o nível de intervenção necessária para reduzir os riscos de prejuízo devido à carga física sobre a funcionária analisada. Tab. 1 – Resultados da análise realizada com o método RULA.

A - Análise dos Membros Superiores e

Punhos

Pontuação final para braços 3 Pontuação final para antebraço 2 Pontuação final para punho 3 Pontuação da laterização do punho 1 Pontuação da postura - Tabela A 4 Pontuação do trabalho muscular 1 Pontuação de força/carga 0

Pontuação final dos

membros superiores e punho

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B - Análise de Pescoço, Tronco e

Pernas

Pontuação final para pescoço 3 Pontuação final para o tronco 3 Pontuação final para pernas 2 Pontuação de Postura 4 Pontuação do esforço muscular 1 Pontuação de força/carga 0

Pontuação final do

pescoço, tronco e pernas

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Pontuação Final 6

O sistema gerou uma pontuação final igual a 6 (seis) para o trabalho analisado, determinando uma ação de nível 3 (dentre 4 níveis), pois um

escore de 5 ou 6 indica que uma investigação deve ser realizada e são necessárias mudanças em breve para este posto de trabalho (McATAMNEY e CORLETT, 1993, p. 96). Vale destacar que Signori, Guimarães e Sampedro (2004), ao analisar a aplicabilidade e a fidedignidade de nove instrumentos utilizados por ergonomistas na avaliação e classificação dos riscos de ocorrência dos D.O.R.T./L.E.R., o instrumento que apresentou a menor variação de resultados na análise geral do posto foi o Protocolo Rula. Evidentemente, a ferramenta por si só não basta para uma completa análise ergonômica. Antes, seu objetivo é o de uma investigação inicial. De modo que, neste estudo preliminar, constatou-se que a funções exercidas por duas trabalhadoras analisadas possuem pontos críticos, relacionados às exigências físicas do posto de trabalho, que merecem maior aprofundamento e ações para implementação de melhorias para o posto de trabalho em seus diversos aspectos. Por fim, realiza-se em uma AET a fase de Análise das Atividades, a fim de obter informações mais específicas e encargos de recomendações ergonômicas com base no que o trabalhador realmente executa em seu posto. Dessa forma, a Análise das Atividades “é o que o trabalhador efetivamente realiza para executar a tarefa. É a análise do comportamento do homem no trabalho (trabalho real)” (MERINO, 2008, p. 58). As atividades efetivamente realizadas por cada uma das duas funcionárias analisadas são as seguintes: - Funcionária 1: 1) Adianta o serviço por varrer pequenas áreas e acumular pequenas quantidades de resíduos para que a segunda funcionária recolha; 2) Transporta a vassoura manualmente até a próxima área a ser varrida, durante todo o trajeto. - Funcionária 2: 1) Desloca-se até os pequenos aglomerados de resíduo, puxando o carrinho por trás do corpo, geralmente com o braço esquerdo, enquanto segura a vassoura com o braço direito; 2) Ao se aproximar do resíduo, posiciona o carrinho na calçada, retira a pá de dentro do

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carrinho e a posiciona próxima ao resíduo, enquanto o recolhe com a vassoura; 3) Ao colocar todo o lixo sobre a pá, o apóia com a vassoura, enquanto suspende os dois instrumentos até atingir o acesso do recipiente, localizado a um metro de altura, aproximadamente; 4) Finalmente, insere a pá novamente na caçamba e volta a transportar o carrinho até o próximo aglomerado de resíduos. As recomendações ergonômicas resultantes da análise apresentada podem ser resumidas em duas principais, a saber: 1) Realizar rodízio das funções e; 2) Desenvolver o redesign do equipamento para a situação específica. Para o primeiro caso, com foco na organização do trabalho, a iniciativa de realizar um rodízio, ou revezamento, das funções entre as duas varredoras contribuirá para amenizar a carga e o esforço típico resultante de cada atividade desempenhada. Ao realizar duas atividades distintas em intervalos menores, tal polivalência será benéfica para ambas as funcionárias no sentido de combater lesões causadas por esforço repetitivo e efeitos indesejados de estereotipia. Em relação à segunda recomendação, podem-se listar alguns encargos, resultantes da análise ergonômica, visando o desenvolvimento de um novo equipamento de trabalho: - A vassoura deve ser mais leve; - É importante que a vassoura tenha qualidade de pega com ênfase ergonômica; - A vassoura deve ser fácil de transportar; - A pá deve ser mais leve; - O acesso aos resíduos, com a pá, deve ser facilitado; - O carrinho deve ter acesso mais baixo para aos resíduos; - Não é necessário um recipiente muito grande para recolher o lixo; - O carrinho deve ter local próprio para guardar a pá e a vassoura; - O carrinho deve ter seu design concebido com a preocupação de transportá-lo de maneira simétrica, com as duas mãos, empurrando-o; - Todo o equipamento deve ser mais leve e fácil de transportar pelas ruas.

Neste trabalho, os encargos relacionados acima são tratados como requisitos para o design de um novo sistema para o recolhimento de resíduos, ao servirem de critérios para as decisões tomadas no projeto. Segundo Iida (2005), o objetivo da ergonomia é estudar os sistemas homem – máquina – ambiente, para que as máquinas e os ambientes possam funcionar harmoniosamente com o homem, de modo que o desempenho dos mesmos sejam adequados. Portanto, será realizada uma adaptação ergonômica do equipamento atualmente utilizado pelos varredores de rua analisados. A sistematização para esse projeto se dará através da aplicação dos conhecimentos da área de Engenharia do Produto e Processo, na qual a Gestão de Desenvolvimento de Produtos propõe um processo de negócios conhecido como Processo de Desenvolvimento de Produtos (PDP). O PDP envolve um conjunto de atividades realizadas a partir de informações obtidas sobre necessidades do mercado e possibilidades e restrições tecnológicas. Além disso, ao considerar as estratégias competitivas e de produto da empresa, o PDP tem como objetivo chegar às especificações de projeto de um produto e de seu processo de produção, possibilitando sua manufatura (ROZENFELD, 2006). As principais fases do PDP abrangidas para o desenvolvimento do novo equipamento dos varredores de rua foram as fases de Projeto Informacional e Projeto Conceitual, que são fases iniciais do processo. Segundo Rozenfeld (2006), os principais objetivos da fase de Projeto Informacional são: capturar as necessidades dos clientes, determinar os requisitos do produto e estabelecer as especificações-meta do projeto. De modo que as necessidades ergonômicas levantadas anteriormente foram convertidas, finalmente, em especificações-meta, ou de projeto, para o novo produto. As especificações de projeto nada mais são do que os requisitos do produto associados com valores-meta. Por exemplo, uma das necessidades manifestadas foi a de que ‘o carrinho deve ter acesso mais baixo para aos

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resíduos’. Essa necessidade foi convertida em um requisito do produto chamado de ‘altura de acesso ao recipiente, em mm’ que, por sua vez, foi associado a um valor-meta (‘altura máxima de 500 mm’). Uma vez realizado esse procedimento para todos os requisitos, pôde-se esboçar alguns princípios de solução para o problema de projeto, já na fase de Projeto Conceitual. O objetivo dessa fase é gerar a concepção ou modelo conceitual do produto, que venha a atender as especificações definidas na fase anterior. A alternativa selecionada em projeto para atender às necessidades dos varredores de rua, com ênfase nos fatores ergonômicos evidenciados, pode ser visualizada na figura 2.

Fig. 2 – Conceito do novo produto para recolhimento de resíduos. Com respeito às melhorias apresentadas, pode-se destacar a proposta de uma pega para transporte com angulação mais adequada aos punhos e possibilidade de ajuste de altura para diferentes funcionários, a fim de tornar confortável o transporte. Além disso, essa configuração induz o trabalhador a transportar o equipamento sempre de maneira simétrica, empurrando-o com as duas mãos. Quanto ao armazenamento dos resíduos, atualmente realizado com a ajuda de uma pá avulsa, a intenção de inovação se deu no sentido de acoplar a pá à própria caçamba através de um eixo tipo dobradiça. O trabalhador, ao impulsionar a manivela aproximadamente 90º para frente, as polias projetadas na lateral do carrinho acionam a pá até estabelecer contato

com o piso a ser varrido. Ao posicionar os resíduos sobre a pá, a manivela pode ser novamente impulsionada à posição de origem, fazendo com que o lixo seja derrubado para dentro do recipiente (figura 3).

Fig. 3 – Visualização da regulagem de altura da pega e acionamento da pá. Na lateral oposta ao sistema de polias, conforme pode ser observado na Figura 2, há um local específico para posicionamento da vassoura enquanto ela não estiver em uso, ou quando o carrinho é transportado, poupando o trabalhador de apoiar o objeto nos braços ao se deslocar pelas ruas. Ainda, a especificação de rodas grandes emborrachadas para a dianteira do carrinho e um único rodízio traseiro giratório, facilita o deslocamento do conjunto ao transpor os obstáculos característicos dos calçamentos das grandes cidades. Por fim, a diminuição do volume do equipamento, bem como a proposta de fabricação do mesmo em alumínio e materiais poliméricos, torna mais leve e seguro o transporte e uso do novo produto. 3. Discussão dos resultados Neste estudo preliminar, os dados ergonômicos obtidos foram tratados como requisitos para o design de um novo sistema para recolhimento de resíduos durante a limpeza pública de grandes cidades. Tais requisitos serviram de critérios para as decisões tomadas ao longo do projeto, até a apresentação do conceito selecionado. Para esse fim, a organização da análise nas fases de Análise da Demanda, Análise da Tarefa e Análise das Atividades contribuíram para uma melhor visualização global do problema estudado.

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Com a aplicação do protocolo Rula, constatou-se que as funções exercidas pelas trabalhadoras analisadas possuíam pontos críticos, relacionados ás exigências físicas do posto de trabalho. O método evidenciou uma pontuação final igual a 6 (seis) para a atividade analisada, determinando uma ação de nível 3 (dentre 4 níveis). Segundo os autores do protocolo, um escore de 5 ou 6 indica que uma investigação deve ser realizada e são necessárias mudanças em breve para o posto de trabalho (McATAMNEY e CORLETT, 1993, p. 96). Essa conclusão justificou a recomendação e o conseqüente desenvolvimento de um novo equipamento para uso desses profissionais. Em suma, através de uma breve análise ergonômica e do correto tratamento das necessidades manifestadas na pesquisa, foi possível desenvolver o conceito de um novo equipamento, mais adequado à realidade de trabalho dos varredores de rua. Nesse sentido, os conhecimentos a respeito do Processo de Desenvolvimento de Produtos foram fundamentais, ao sistematizar as atividades de projeto realizadas. 4. Considerações finais Este trabalho objetivou centralizar a área de Engenharia de Produção como integradora de competências e gestora dos aspetos relacionados à análise de ambientes, postos e organização do trabalho. Através dos conhecimentos específicos das áreas de Ergonomia e Biomecânica, procurou-se fornecer subsídios para a melhoria contínua da ergonomia física do posto de trabalho de varredores de rua, com foco no estudo dos movimentos realizados pelo trabalhador. Os profissionais que utilizam os conhecimentos da ergonomia já reconheceram o potencial dessa disciplina para melhorar a saúde, segurança e conforto das pessoas, além de gerar maior produtividade humana e de sistemas. Há potencial para realmente mudar a qualidade de vida de praticamente todas as populações do globo (HENDRICK, 2003).

Ficou claro, portanto, que os resultados da AET realizada e do processo de desenvolvimento de um novo equipamento conduziram e orientaram modificações para melhorar as condições de trabalho. Os pontos crítico foram evidenciados e, através das recomendações propostas, teve-se o objetivo de melhorar a produtividade e a qualidade do serviço prestado pelos trabalhadores analisados. 5. Referências Bibliográficas HALL, S. J. Basic biomechanics. Northridge: Mosby-Year Book, 1991. HATZE, H. The meaning of the term

‘biomechanics’. J Biomech 7, 1974. HENDRICK, H. W. Boa ergonomia é boa

economia. Tradução Stephania Padovani. ABERGO/UFPE, 2003. IIDA, I. Ergonomia: projeto e produção. 2 ed. São Paulo: Edgard Blücher, 2005. INTERNATIONAL ERGONOMICS ASSOCIATION. Definição internacional de

ergonomia. San Diego: 2000. McATAMNEY, L. e CORLETT, E. N. Rula: a

survey method for the investigation of work-

related upper limb disorders. In: Applied

Ergonomics. Vol. 24(2), p. 91-99: Butterworth-Heinemann, 1993. MERINO, E. Ergonomia. Florianópolis - Universidade Federal de Santa Catarina, 2008. ROZENFELD, H. et al. Gestão de

desenvolvimento de produtos: uma referência para a melhoria do processo. São Paulo: Saraiva, 2006. SIGNORI, L. U.; GUIMARÃES, L. B. M.; SAMPEDRO, R. M. F. Análise dos

instrumentos utilizados para a avaliação do

risco da ocorrência dos D.O.R.T./L.E.R. In: Produto e Produção, vol. 7, n. 3, p. 51-62, out. 2004.