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1
Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”
Faculdade de Arquitetura, Artes e Comunicação
Programa de Pós-graduação em Desenho Industrial
AVALIAÇÃO DE FORÇAS MANUAIS EM ATIVIDADES FUNCIONAIS COTIDIANAS:
UMA ABORDAGEM ERGONÔMICA
Bruno Montanari Razza
Prof. Dr. Luis Carlos Paschoarelli (Orientador)
Bauru – 2007
I
Bruno Montanari Razza
AVALIAÇÃO DE FORÇAS MANUAIS EM ATIVIDADES FUNCIONAIS COTIDIANAS:
UMA ABORDAGEM ERGONÔMICA
Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-graduação em Desenho Industrial (área de concentração: Desenho do Produto; linha de pesquisa: Ergonomia), da Faculdade de Arquitetura, Artes e Comunicação da Universidade Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho”, campus de Bauru, como exigência para a obtenção do título de Mestre. Orientador: Prof. Dr. Luis Carlos Paschoarelli.
Bauru – 2007
II
DIVISÃO TÉCNICA DE BIBLIOTECA E DOCUMENTAÇÃO UNESP – BAURU
Razza, Bruno Montanari. Avaliação de forças manuais em atividades funcionais cotidianas: uma abordagem ergonômica / Bruno Montanari Razza, 2007. xv, 136 f. il. Orientador: Luis Carlos Paschoarelli. Dissertação (Mestrado) – Universidade Estadual Paulista. Faculdade de Arquitetura, Artes e Comunicação, Bauru, 2007. 1. Design. 2. Ergonomia. 3. Biomecânica. 4. Preensão digital. 5. Mãos – Tração. I. Universidade Estadual Paulista. Faculdade de Arquitetura, Artes e Comunicação. II – Título.
Ficha catalográfica elaborada por Maricy Fávaro Braga – CRB-8 1.622
III
BANCA DE AVALIAÇÃO Prof. Dr. Luis Carlos Paschoarelli
Universidade Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho”
Orientador
Prof. Dr. José Carlos Plácido da Silva
Universidade Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho”
Profa. Dra. Rosimeire Simprini Padula
Universidade São Francisco
Prof. Dr. José Alfredo Covolan Ulson
Universidade Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho”
Prof. Dr. Itiro Iida
Universidade de Brasília
IV
Nossa função como pesquisadores é a geração de conhecimento.
No Design e na Ergonomia, buscamos propor soluções aos problemas
que identificamos à nossa volta, com o máximo de eficiência, segurança e
conforto. Não podemos negligenciar essa oportunidade.
V
Este trabalho é dedicado à minha família,
expandida muito além dos laços consangüíneos.
VI
AGRADECIMENTOS
Agradeço especialmente ao prof. Dr. Luis Carlos Paschoarelli, meu orientador, um amigo e um
exemplo, tendo me assistido em vários momentos difíceis em todos esses anos.
Minha sincera gratidão aos professores: Dr. José Alfredo Covolan Ulson, pelo grande auxílio
técnico no desenvolvimento desta pesquisa; Dr. José Carlos Plácido da Silva pelos valiosos
ensinamentos durante toda a minha vida acadêmica; Dr. Itiro Iida e Dra. Rosimeire Simprini
Padula, pelas preciosas contribuições a este trabalho.
Aos professores: João Cândido Fernandes, Marizilda dos Santos Menezes, João Eduardo
Guarnetti dos Santos, Abílio Garcia dos Santos Filho e Raquel dos Santos, pela grande
contribuição para o desenvolvimento deste trabalho e para minha formação pessoal.
A todos os funcionários da Unesp, especialmente da biblioteca e da Seção de Pós-graduação da
FAAC: Helder Gelonezi e Silvio Carlos Decimone, pela competência e prontidão.
A todos os amigos da Pós-graduação e do Laboratório de Ergonomia e Interfaces pelos ótimos
momentos que passamos juntos. Lembrarei de todos com especial carinho.
A todos os voluntários que gentilmente se dispuseram a participar da coleta de dados viabilizando
o desenvolvimento desta pesquisa.
À FAPESP – Fundação de Apoio à Pesquisa do Estado de São Paulo, por ter financiado esta
pesquisa fornecendo bolsa de estudos e equipamentos.
Às instituições: Universidade Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho”, Faculdade de
Arquitetura, Artes e Comunicação e Programa de Pós-graduação em Desenho Industrial.
Especialmente à minha família que sempre me apoiou e partilhou dos meus objetivos, vibrando a
cada uma das minhas conquistas – família esta que não mais se limita aos laços hereditários, mas
se expande além deles, conquistando o parentesco pelos laços do amor.
E a tantos outros que direta ou indiretamente contribuíram para a realização deste trabalho.
A todos o meu muito obrigado.
VII
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. À esquerda, pedra lascada do Paleolítico (LOUBOUTIN, 1998, p. 71); à direita, aborígine australiano manuseando pedras semelhantes (CLARK, 1969, p. 35). ....................... 1
Figura 2. Esquema ilustrando a oposição do polegar em relação aos demais dedos. Adaptado de Kapandji (1987, p. 257 e 263). .......................................................................................... 2
Figura 3. À esquerda e acima à direita: pinturas rupestres datadas de aproximadamente 10.000 anos a.C., encontradas na Caverna das Mãos, do Alto Rio Pinturas, Província de Santa Cruz, Argentina (CUEVAS..., 2004). À direita e abaixo: representação de homem primitivo empregando instrumentos para obter alimento (CLARK, 1969, P. 85). ............................................................................................................ 3
Figura 4. Dinamômetros de Desaguliers (à esquerda) e de Regnier (à direita). Imagens das referências originais dos autores (PEARN, 1978). .................................................................. 7
Figura 5. Tipos de preensão. Adaptado de Kapandji (1987, p. 267, 273, 277, 279 e 281).. ................... 9
Figura 6. Músculos responsáveis pelo ato preênsil. Adaptado de Tortora e Grabowski (2002, p 320). ................................................................................................................................... 9
Figura 7. À esquerda: força de preensão palmar (FPP) sendo mensurada pelo dinamômetro Jamar® padrão - adaptado de PROAKTIVO (2006). À direita: medição da força de preensão digital (FPD) pelo dinamômetro de pinça B&L® (pinch gauge). .............................. 13
Figura 8. Movimentos mais comuns do ombro. Imagens adaptadas de Kapandji (1987, p. 13, 15 e 19). .............................................................................................................................. 33
Figura 9. Desvios de punho (flexo-extensão e radio-ulnar) e desvios de antebraço (prono-supinação). Adaptado de Kapandji (1987, p. 109 e 143). ..................................................... 33
Figura 10. Ossos da mão, vista dorsal. Adaptado de Sobotta (1984, p. 364). ......................................... 37
Figura 11. Divisão da superfície palmar da mão em regiões. Adaptado de Aldien et al. (2005). ............ 40
Figura 12. Preensões palmares: à esquerda, preensão dígito-palmar e à direita, preensão palmar plena. Adaptado de Kapandji (1987, p. 273). ........................................................... 41
Figura 13. Equipamento empregado para a medição da FPP indicando os dois vetores componentes da força. Adaptado de EDGREN et al. (2004). ................................................ 42
VIII
Figura 14. Preensões digitais mais comuns: A) preensão bidigital subterminal de oposição do polegar ao indicador; B) preensão bidigital subterminal de oposição do polegar ao médio; C) preensão bidigital terminal de oposição do polegar ao indicador; D) preensão tridigital de oposição do polegar aos dedos indicador e médio; E) preensão de oposição do polegar à face lateral do indicador; e F) preensão pentadigital. Adaptado de Kapandji (1987, p. 265, 267 e 271). ............................................ 46
Figura 15. Posições assumidas pelos dedos em diversas preensões em pegas cilíndricas e ângulos em relação ao polegar. Adaptado de Kinoshita et al. (1996, p. 1168). ..................... 49
Figura 16. Condições da avaliação de Imrhan e Sundararajan (1992). ................................................... 50
Figura 17. Puxadores utilizados para avaliação de tração manual. Adaptado de Fothergill et al. (1992). ................................................................................................................................. 51
Figura 18. Atividades manuais com associação da preensão ao torque. Adaptado de Kapandji (1987, p. 267, 269, 275 e 281) e Shih e Wang (1997, p. 376). A e B – desvios radial/ulnar (abrir frascos, acionar torneiras e válvulas horizontais); C – pronação/supinação do antebraço (uso de chaves de fenda, girar maçanetas); D – flexão/extensão do punho (empregada, por exemplo, no acionamento do acelerador de uma motocicleta); E e F – torque realizado com movimentos dos dedos (manejos delicados, acionamento de botões ou na abertura de pequenas tampas). .................................. 52
Figura 19. Formatos de pega avaliados por Cochran e Riley (1986). ..................................................... 56
Figura 20. Estrutura da pesquisa. ........................................................................................................... 63
Figura 21. Pegas utilizadas para a medição da tração associada à preensão digital. À esquerda, imagem indicando a pega de 40 mm posicionada no equipamento de medição. ................. 66
Figura 22. Dinamômetro digital AFG 500. ............................................................................................ 67
Figura 23. Imagem da tela do software SADBIO – Sistema de Aquisição de Dados Biomecânicos....................................................................................................................... 68
Figura 24. Suporte que possibilita o posicionamento do dinamômetro à altura do cotovelo de cada indivíduo. Detalhes à esquerda mostram fita métrica que orientará o posicionamento e o carro móvel do suporte. À direita, imagens da base de apoio do dinamômetro digital AFG. ............................................................................................... 70
Figura 25. Preensões digitais avaliadas no estudo. À esquerda: preensão bidigital; no centro: preensão tridigital; e à direita: preensão pulpo-lateral, com a pega de 20 mm. ..................... 72
Figura 26. Variáveis antropométricas manuais. ..................................................................................... 74
IX
Figura 27. Posicionamento anatômico dos sujeitos adotado no experimento ....................................... 75
Figura 28. Mapa da distribuição geográfica da população deste estudo. ................................................ 79
X
LISTA DE TABELAS Tabela 1. Variação das forças de preensão digital e palmar de acordo com desvios de punho
(valores em kgf). .................................................................................................................. 34
Tabela 2. Medidas antropométricas médias dos sujeitos. ..................................................................... 80
Tabela 3. Amplitudes das medidas antropométricas de cada gênero da amostra. ................................. 81
Tabela 4. Análise estatística ANOVA da antropometria ....................................................................... 82
Tabela 5. Medidas de força realizadas pelos sujeitos (média de 3 segundos) ....................................... 83
Tabela 6. Medidas de força realizadas pelos sujeitos (valor máximo). .................................................. 84
Tabela 7. Intervalo de abrangência dos valores de força. ..................................................................... 84
Tabela 8. Teste ANOVA para identificar diferenças entre as pegas....................................................... 85
Tabela 9. Resultados da ANOVA para a variável Preensão. ................................................................. 86
Tabela 10. Resultados da ANOVA para a variável Mão. ........................................................................ 87
Tabela 11. Resultados da ANOVA para a variável Gênero. .................................................................... 87
Tabela 12. Valores médios da avaliação subjetiva da percepção de esforço. .......................................... 88
Tabela 13. Resultado do teste Willcoxon. .............................................................................................. 89
Tabela 14. Valor p (Pearson) para correlações entre força e antropometria. ........................................... 90
Tabela 15. Valor do R2 para correlações entre força e antropometria. .................................................... 91
Tabela 16. Comparação de antropometria com estudo inglês, faixa etária de 16 a 20 anos. ................... 92
Tabela 17. Comparação de antropometria com estudo inglês, faixa etária de 21 a 30 anos. ................... 92
Tabela 18. Comparações com o estudo de Imrhan e Sundararajan (1992). ............................................ 94
XI
Tabela 19. Comparações com o estudo de Peebles e Norris (2000), faixa etária de 16 a 20 anos. .................................................................................................................................... 94
Tabela 20. Comparações com o estudo de Peebles e Norris (2000), faixa etária de 21 a 30 anos. .................................................................................................................................... 95
XII
LISTA DE ABREVIAÇÕES
AVD Atividades da vida diária
ASHT American Society of Hand Therapist
Bi Preensão bidigital
DC1 Dimensão corpórea 1 - Massa corpórea
DC2 Dimensão corpórea 2 - Estatura
DC3 Dimensão corpórea 3 - Distância cotovelo-chão
DM1 Dimensão da mão 1 - Comprimento da mão
DM2 Dimensão da mão 2 - Comprimento palmar
DM3 Dimensão da mão 3 - Comprimento do polegar
DM4 Dimensão da mão 4 - Comprimento do indicador
DM5 Dimensão da mão 5 - Comprimento do médio
DM6 Dimensão da mão 6 - Comprimento do anelar
DM7 Dimensão da mão 7 - Comprimento do mínimo
DM8 Dimensão da mão 8 - Largura metacarpal
DM9 Dimensão da mão 9 - Largura palmar
DORT Distúrbio ósteo-muscular relacionado ao trabalho
FPP Força de preensão palmar
FPD Força de preensão digital
Kgf Quilograma-força (unidade de força equivalente a um quilograma).
mm Milímetros
Pu Preensão digital pulpo-lateral
s Segundos
Tri Preensão tridigital
XIII
RESUMO
AVALIAÇÃO DE FORÇAS MANUAIS EM ATIVIDADES FUNCIONAIS COTIDIANAS:
UMA ABORDAGEM ERGONÔMICA. A manipulação de objetos faz parte do cotidiano e da
cultura do ser humano, tendo contribuído expressivamente para o seu desenvolvimento. Com a
ampliação do conhecimento científico, especialmente nas áreas da ergonomia e biomecânica, foi
possível o reconhecimento de que muitas atividades manuais apresentam problemas de interface
com o homem, levando ao surgimento de doenças ocupacionais. Esses problemas ocorrem, dentre
outros fatores, devido à falta de parâmetros biomecânicos e antropométricos confiáveis do público
a que esses projetos são destinados. Desta forma, muitas pesquisas têm sido realizadas com o
intuito de investigar as capacidades biomecânicas do homem com relação a forças manuais,
entretanto, poucos estudos estão voltados para o design e avaliação de produtos, e dados sobre a
população brasileira são escassos. Esta pesquisa teve por objetivo a geração de parâmetros
biomecânicos das forças manuais de indivíduos brasileiros e a investigação da possibilidade de
emprego de uma base de dados inglesa para o projeto de produtos destinados à população
nacional. A metodologia empregada envolveu a mensuração da tração manual, realizada por meio
de três tipos de preensões digitais, em pegas que representam três alturas, juntamente com análise
subjetiva da percepção do esforço do indivíduo. A medição realizada consistiu na contração
isométrica voluntária máxima e a amostra representa indivíduos destros, jovens adultos, de ambos
os gêneros. Os resultados indicaram uma forte influência do tipo de preensão digital empregada
na realização da ação mecânica, e o tamanho do objeto apresentou uma influência secundária e
dependente do tipo de preensão. Características individuais como o gênero e a dominância
manual também afetaram a capacidade biomecânica dos indivíduos, conforme já havia sido
estabelecido pela literatura precedente. A comparação deste estudo com pesquisa similar realizado
no Reino Unido indicou que as populações brasileira e inglesa são antropométrica e
biomecanicamente diferentes, não podendo ser empregados os parâmetros de uma população em
produtos que são destinados à outra. Os resultados deste estudo podem ser utilizados no
dimensionamento de diversas atividades em que é envolvida tração com preensão digital, como o
design de produtos e ferramentas manuais, projeto de tarefas no ambiente ocupacional, geração de
modelos biomecânicos para avaliações ergonômicas, dentre outros.
Palavras-chaves: design, ergonomia, biomecânica, preensão digital, mão - tração.
XIV
ABSTRACT
HAND STRENGTH EVALUATION IN FUNCTIONAL DAILY-LIVING ACTIVITIES: AN
ERGONOMIC APPROACH. The manipulation of objects is part of human quotidian and
culture, and it has contributed expressly to their development. With the expansion of scientific
knowledge, especially in the fields of ergonomics and biomechanics, it was possible to recognize
that many handling activities present problems in the interface with the user, leading to the
manifestation of occupational diseases. These problems occur due to the lack of reliable
biomechanical and anthropometrical parameters about the population these products are
designed for. Thus, many studies have been developed aiming to investigate human
biomechanical capabilities in relation to hand strength. However, few studies are focused on
design and product evaluation, and data about the Brazilian population is scarce. This research
had as its objective to generate biomechanical parameters about the hand strength of Brazilian
subjects and to investigate whether it is possible to use British database of strength in products
designed for the inhabitants of Brazil. The methods adopted consisted of the measurement of
pulling strength associated with three different pinch grips in handles that represented three grip
heights. Subjective perception analysis of the exerted effort was also carried out. The data
collected consisted of the maximum isometric voluntary contraction and the sample is
representative of right-handed individuals, young adults, from both genders. The results indicated
that the pinch grip type used caused a strong influence on the mechanical action; and the size of
the object showed an influence that is weaker and dependent on the type of the pinch grip.
Personal characteristics such as gender and hand dominance also affected the biomechanical
capabilities of the subjects, as the revision of previous studies has already shown. The comparison
between this research and a similar study carried out in the United Kingdom indicated that the
Brazilian and British samples are different in both anthropometric and biomechanical
measurements, which means that the dada from one population cannot be used to design
products for the other. The results of this study can be applied in the design of several activities
where pulling strength with pinch grips are required; for example, in design of products and hand
tools, in handling tasks in occupational environments, in the generation of biomechanical models
to ergonomic evaluations, among others.
Key-words: design, ergonomics, biomechanics, pinch grip, hand - pull strength.
XV
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................................... 1 1.1 As mãos e a manipulação de objetos no desenvolvimento humano ........................................ 1
1.2 Reconhecimento da demanda por estudos .................................................................................. 3
1.3 Características de avaliações de força .......................................................................................... 6
1.3.1 Breve histórico ........................................................................................................................ 6 1.3.2 Avaliações estáticas e dinâmicas ............................................................................................. 7
1.4 O ato preênsil e os membros superiores ...................................................................................... 8
2. REFERENCIAL TEÓRICO ............................................................................................................ 10 2.1 Considerações metodológicas ..................................................................................................... 12
2.1.1 Equipamentos ....................................................................................................................... 12 2.1.2 Métodos de Medição ............................................................................................................ 14 2.1.3 Cuidados éticos ..................................................................................................................... 18 2.1.4 Critérios de exclusão, controle ambiental e outros cuidados ................................................. 19
2.2 Variáveis de influência nas forças manuais ................................................................................ 20
2.2.1 Características individuais ..................................................................................................... 21 2.2.2 Variáveis anatômicas, biomecânicas e da tarefa .................................................................... 30
2.3 Força de preensão ........................................................................................................................ 40
2.3.1 Preensão palmar.................................................................................................................... 41 2.3.2 Preensão digital ..................................................................................................................... 45
2.4. Preensão associada à tração ........................................................................................................ 48
2.4.1 Tipo de preensão .................................................................................................................. 49 2.4.2 Características da pega ou produto ........................................................................................ 50
2.5 Força de preensão conjugada a torque ...................................................................................... 51
2.5.1 Características da pega ou produto ........................................................................................ 53 2.5.2 Variáveis biomecânicas relacionadas ao torque ..................................................................... 57
3. JUSTIFICATIVAS E OBJETIVOS ................................................................................................ 60 3.1 Justificativas ................................................................................................................................... 60
3.2 Questão da pesquisa ........................................................................................................ 61
3.3 Hipótese ........................................................................................................................... 61
3.3 Objetivos ....................................................................................................................................... 62
3.3.1 Objetivo geral ....................................................................................................................... 62 3.3.2 Objetivos específicos ............................................................................................................ 62
3.5 Tipo, técnica e estrutura da pesquisa ................................................................................ 63
4. MATERIAIS E MÉTODOS ........................................................................................................... 64 4.1 Aspectos éticos ............................................................................................................................. 64
XVI
4.2 Perfil da amostra ........................................................................................................................... 65
4.2.1 Abordagem inicial ................................................................................................................. 65 4.2.2 Critérios de exclusão ............................................................................................................. 66
4.3 Materiais ........................................................................................................................................ 66
4.3.1 Pegas .................................................................................................................................... 66 4.3.2 Equipamentos de medição .................................................................................................... 67 4.3.3 Suportes e equipamentos de apoio ........................................................................................ 69 4.3.4 Equipamentos para a medição antropométrica........................................................................ 70 4.3.5 Protocolos .............................................................................................................................. 70 4.3.6 Registros audiovisuais ............................................................................................................. 71
4.4 Procedimentos .............................................................................................................................. 71
4.4.1 Local do experimento ........................................................................................................... 71 4.4.2 Preensões .............................................................................................................................. 72 4.4.3 Medidas antropométricas ...................................................................................................... 73 4.4.4 Posicionamento anatômico ................................................................................................... 75 4.4.5 Procedimentos de coleta das medições ................................................................................. 76 4.4.6 Instruções .............................................................................................................................. 76 4.4.7 Intervalo entre as medições ................................................................................................... 77 4.4.8 Análise da percepção do esforço ........................................................................................... 77 4.4.9 Seqüência dos procedimentos ............................................................................................... 78
5. RESULTADOS ........................................................................................................................... 79
5.1 Sujeitos ......................................................................................................................................... 79
5.2 Antropometria ............................................................................................................................... 80
5.3 Tração associada a preensões digitais ........................................................................................ 83
5.4 Percepção subjetiva do esforço ................................................................................................... 88
5.5 Cruzamento dos dados ..................................................................................................... 89
5.5.1 Correlações entre antropometria e força ................................................................................ 90 5.5.2 Comparações com estudos similares ..................................................................................... 91
6. DISCUSSÃO ................................................................................................................................... 96
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS ....................................................................................................... 105
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................................... 110
GLOSSÁRIO ...................................................................................................................................... 121
APÊNDICES ....................................................................................................................................... 125
ANEXOS ............................................................................................................................................. 132
1. INTRODUÇÃO
1.1 As mãos e a manipulação de objetos no desenvolvimento humano
Uma discussão recorrente na antropologia é a delimitação dos elementos que caracterizam o
homem como tal, distinguindo-o dos animais. Segundo Shapiro (1972), a característica que mais
precisamente define o ser humano é a geração e o emprego de tecnologia – a despeito de outros
fatores como a habilidade de pensar, comunicar-se, manter-se ereto, etc. — nenhum outro ser vivo
empregou ferramentas de maneira tão obstinada quanto o homem. De acordo com Flores (1992) a
principal motivação para o ser humano ter iniciado a utilização/fabricação de ferramentas era a sua
debilidade em relação à natureza, que o impeliu a desenvolver sua capacidade manipulativa para sua
sobrevivência (Figura 1). Aghazadeh e Mital (1987) acrescentam que, apesar de o uso de
ferramentas manuais mais primitivas ter iniciado há muito tempo, apenas há 10.000 anos atrás que
se iniciou um processo de especialização e refinamento destes objetos.
Figura 1. À esquerda, pedra lascada do Paleolítico (LOUBOUTIN, 1998, p. 71); à direita, aborígine
australiano manuseando pedras semelhantes (CLARK, 1969, p. 35).
Esse desenvolvimento tecnológico só foi possível graças a grandes transformações
decorrentes do processo evolutivo, transformando o macaco em hominídeo, e este em ser
humano. Merani (1972) explica que um dos principais fatores que permitiram esse progresso foi o
uso das mãos para outros fins. Herdadas do modo de vida arborícola, as mãos permitiam ao símio
predecessor do homem locomover-se habilmente entre os galhos (SHAPIRO, 1972). Com a
1
conquista do solo, o hominídeo passa por profundas transformações, ganhando um alinhamento
vertical da coluna e dos membros inferiores, o que acabou por libertar as mãos da tarefa da
locomoção e estimulou a especialização do movimento de oposição do polegar (Figura 2)
(SHAPIRO, 1972). Desta forma, essas adaptações consolidaram as mãos como as principais
estruturas para a manipulação de objetos entre os seres vivos (MERANI, 1972).
Figura 2. Esquema ilustrando a oposição do polegar em relação aos demais dedos. Adaptado de Kapandji
(1987, p. 257 e 263).
Nota-se, pela observação das pinturas encontradas nas cavernas (Figura 3), que os seres
humanos mais primitivos já reconheciam a relevância dos membros superiores para sua
conservação (PASCHOARELLI; COURY, 2000). À parte a manipulação de objetos, as mãos
também se caracterizam como importantes núcleos de captação sensorial e meios de expressão —
é por meio das mãos que os cegos percebem o mundo e os surdos-mudos se comunicam.
Figura 3. À esquerda e acima à direita: pinturas rupestres datadas de aproximadamente 10.000 anos a.C.,
encontradas na Caverna das Mãos, do Alto Rio Pinturas, Província de Santa Cruz, Argentina (CUEVAS...,
2004). À direita e abaixo: representação de homem primitivo empregando instrumentos para obter
alimento (CLARK, 1969, P. 85).
2
Entretanto, as mãos em si não são as únicas protagonistas desse salto evolucionário.
Segundo Napier (1956), esses órgãos apresentam uma simplicidade ancestral em sua função e
estrutura, não sendo muito diferentes de alguns primatas – o que distingue o homem, desta
forma, desses animais não é a capacidade manipulativa de seus membros superiores, mas sim a
qualidade das ações desempenhadas. O cerne desta questão está, portanto, na configuração do
sistema nervoso central e na especialização do cérebro.
Embora pouco se saiba sobre a evolução humana, fica evidente a importância da
manipulação de objetos nesse processo, sendo a mão e o cérebro os principais condicionantes do
desenvolvimento do homem, sua cultura e civilização (SHAPIRO, 1972). Com o tempo, o
homem passou a dominar cada vez mais a construção de ferramentas e objetos, iniciando o uso
dos metais e chegando até a Revolução Industrial (READ, 1967). A partir dessa época iniciou-se
uma aceleração do desenvolvimento das técnicas de produção, e a preocupação com a interação
destes produtos com o homem começou a ser mais desenvolvida, principalmente, com o
surgimento dos conceitos de ergonomia e usabilidade, respaldados pelos conhecimentos de
antropometria e biomecânica (entre outras áreas do conhecimento científico).
A antropometria pode ser entendida como “o ramo das ciências humanas que lida com as
medidas do corpo: particularmente com medições das dimensões do corpo, forma, forças e
capacidade de trabalho” (PHEASANT, 1996, p. 6, tradução nossa). No Brasil, é ainda pouco
explorada e apresenta modesto corpo de conhecimento, especialmente quanto a variáveis mais
específicas.
A biomecânica, segundo Frankel e Nordin (1980 apud CHAFFIN; ANDERSSON, 1990),
utiliza leis da física e conceitos da engenharia para descrever movimentos realizados por vários
segmentos corporais, bem como as forças atuantes nestas partes do corpo durante atividades
normais diárias. Com a contribuição do conhecimento biomecânico é possível compreender as
inúmeras capacidades manipulativas das mãos, especialmente os diversos tipos de preensão. Desta
forma, ambas as áreas do conhecimento, juntamente com o design e a ergonomia, ofereceram as
bases fundamentais para a fundamentação da pesquisa em questão.
1.2 Reconhecimento da demanda por estudos
Para desempenhar muitas atividades da vida diária, a preensão é aliada à aplicação de força
muscular, permitindo a manipulação de objetos e a realização de tarefas cotidianas. No trabalho, a
maior parte das atividades é realizada por meio da intervenção humana, e a realização destas
3
operações é determinada pela habilidade do trabalhador em realizar o trabalho mecânico,
diretamente dependente de sua capacidade muscular (MITAL; KUMAR, 1998a).
Entretanto, são comuns atividades que ultrapassam os limites da versatilidade dos membros
superiores, fazendo com que as mãos excedam suas capacidades. Apesar da crescente automação
no ambiente industrial, muitas tarefas ainda apresentam grandes demandas de esforços manuais,
como por exemplo, certas atividades de manutenção, carregamento de cargas, transporte de
pacientes em hospitais, operação de algumas máquinas e equipamentos, dentre outras (IMRHAN,
1991; KIM; KIM, 2000). O dimensionamento incorreto dessa variável (força) pode gerar
limitações nas tarefas, tanto para os usuários mais fortes (de mãos menos sensíveis), podendo
provocar acionamentos acidentais, quanto para os mais fracos, que trabalharão com sobrecarga de
seus sistemas ósteo-musculares, sob risco de lesão, ou simplesmente não conseguir realizar a
atividade (PHEASANT, 1996; MITAL; KUMAR, 1998a).
Essas exigências inadequadas de força, além de outras variáveis como repetitividade, desvios
extremos e freqüentes do punho, concentração de pressão, vibração e exposição ao frio, têm
levado a um aumento nos diagnósticos de doenças ocupacionais em membros superiores, como
Síndrome do Túnel do Carpo, Tenossinovites e Tendinites (KATTEL et al., 1996). Nos Estados
Unidos, 45% do total de lesões na indústria estão relacionadas à aplicação de forças com as mãos,
transporte manual de cargas e uso de ferramentas manuais, apresentando um custo anual de mais
de 150 bilhões de dólares (AGHAZADEH; MITAL, 1987).
As preensões digitais, particularmente, têm sido associadas a altos índices de DORT
(Distúrbio Ósteo-muscular Relacionado ao Trabalho). Armstrong e Chaffin (1979) propuseram
essa associação quando estudaram a incidência de Síndrome do Túnel do Carpo em costureiras.
Dos dois grupos de costureiras avaliados, um sadio e o outro com a doença previamente
diagnosticada, observaram que o grupo com a patologia fez uso de preensões digitais mais
freqüentemente que o grupo sadio. Chao et al. (1976) também haviam indicado que as preensões
digitais provocam, no segundo e terceiro tendões do músculo flexor digital profundo, cargas três a
quatro vezes maiores que a força real efetuada, enquanto a preensão palmar incide tensões de
apenas duas a três vezes. Essa tensão decorrente da preensão digital pode ser ainda mais
intensificada se houver associação com desvios de punho (EKSIOGLU et al., 1996). Por esses
motivos, Keyserling et al. (1993) incluíram o uso de preensões digitais como um fator de risco em
seu método de avaliação ergonômica de tarefas manuais.
Desta forma, é notável a importância da compreensão correta do funcionamento
biomecânico dos membros superiores e dos órgãos preênseis, particularmente com relação a
tarefas que exigem aplicações de força. Segundo Lowe e Freivalds (1999), dentre todos os fatores
4
de risco de desenvolvimento de DORT, a aplicação de forças é a variável mais complexa de
avaliar, por envolver influências de inúmeras condições. Essas condições podem estar relacionadas
a características dos indivíduos (gênero, idade, antropometria), da postura (desvios de punho,
posição do antebraço), da tarefa e do ambiente (repetitividade, localização do objeto, ruído) e do
objeto (forma, tamanho, acabamento superficial). Essas variáveis serão discutidas mais
detalhadamente no referencial teórico.
Além das doenças ocupacionais, são relatados também muitos problemas relacionados a
demandas inadequadas de força em embalagens, principalmente em produtos fechados a vácuo ou que
possuem lacres de segurança contra crianças. O processo de fechamento destas embalagens, além do
objetivo de preservar alimentos perecíveis, tem o intuito de prevenir aberturas acidentais e evitar que
os consumidores experimentem os produtos antes de comprá-los (VOORBIJ; STEENBEKKERS,
2002). A solução ideal seria projetar embalagens e produtos que possam ser utilizados pela maioria da
população, incluindo todos os indivíduos adultos que vivem independentemente. Entretanto, por
diversos motivos (dentre eles a falta de normas reguladoras), esses produtos chegam ao consumidor
com as mais variadas demandas de força (VOORBIJ; STEENBEKKERS, 2002).
Ilustrando esses argumentos, Crawford et al. (2002) relatam que, no Reino Unido em 1994,
houve 550 acidentes com a abertura de frascos de vidro e 610 acidentes com a abertura de frascos de
plástico, sendo estas ocorrências atribuídas ao uso de ferramentas cortantes, empregadas para auxiliar a
abertura de tampas duras e lacres difíceis de serem retirados apenas com as mãos. Imrhan (1994)
acrescenta que esses índices poderiam ser ainda mais graves, pois, muitos produtos onde é notória a
dificuldade de uso são evitados pelos consumidores; e o simples fato de terem um consumo mais
restrito por determinado grupo de pessoas já deveria ser considerado um índice relevante.
Voorbij e Steenbekkers (2002) realizaram uma análise de forças em indivíduos da terceira idade
e afirmaram que 16,2% dos sujeitos relataram sentir muitas dificuldades ao abrir embalagens de vidro
e 3,8% relataram que não conseguem abri-las. Segundo os autores, esses dados são importantes
porque os idosos apresentam uma tendência em consumir mais produtos desta natureza que outras
faixas etárias.
No atendimento a essas ocorrências, muitos produtos foram projetados para assistir pessoas com
reduzida capacidade muscular na realização de diversas atividades cotidianas, mas o seu uso é pouco
freqüente. Apesar de auxiliarem substancialmente a realização de força, os usuários freqüentemente
reclamam de sua aparência marginalizadora, da dificuldade cognitiva de uso e da inconveniência de ter
que recorrer a esses produtos sempre que necessitar realizar uma tarefa simples, preferindo sistemas
que não necessitem de tais acessórios (IVERGARD et al., 1978 apud IMRHAN, 1994). Esses
5
equipamentos devem ser considerados soluções de curto prazo, e adaptações mais fundamentais e o
projeto de produtos que atendam a esses indivíduos devem ser considerados (IMRHAN, 1994).
Segundo Dempsey e Ayoub (1996), para minimizar a incidência de DORT, prevenir a
ocorrência de acidentes e reduzir as exigências de esforço de uma tarefa deve-se repensar no
projeto de ferramentas e postos de trabalho. A conquista destes objetivos demanda primeiramente
referências que estabeleçam parâmetros seguros das variáveis envolvidas na atividade em questão.
Entretanto, pela observação da incidência de lesões e acidentes mencionados anteriormente, pode-
se notar ainda uma lacuna de dados paramétricos para o projeto de produtos que apresentem essa
interface mão/objeto. Segundo Mital e Kumar (1998b), essa deficiência de conhecimento é um
dos fatores responsáveis pelo aparecimento de sobrecargas no sistema músculo-esquelético e, desta
forma, também ao surgimento de fadiga e lesões.
Para suprir parte desta necessidade, torna-se necessária a realização de levantamentos da
capacidade biomecânica das mãos ao desempenharem tarefas cotidianas, principalmente aquelas
onde há exigência de força muscular. Tendo em vista a quantidade de produtos manipuláveis
disponíveis em nosso entorno material, essa necessidade fica cada vez mais evidente, exigindo
esforços conjuntos das áreas do design, da ergonomia, da fisioterapia, da engenharia de produção,
dentre outras. É possível reconhecer esse perfil multidisciplinar ao se observar os enfoques
específicos dados a cada pesquisa nesta área, proporcionando, a partir de contribuições
especializadas, a formação de conhecimento nesta área do conhecimento biomecânico que ainda
está em processo de formação.
1.3 Características de avaliações de força
1.3.1 Breve histórico
A capacidade de realização de força é um tópico tradicional de interesse para diversas áreas
do conhecimento, como ortopedia, medicina de reabilitação, fisioterapia, fisiologia do exercício,
dentre outras. Pearn (1978) conta que o início das avaliações de força remonta ao fim do século
XVII – antes disso, a capacidade muscular humana era medida pelo levantamento de pesos
conhecidos. Entretanto, essa tarefa era difícil por três razões principais: ainda não havia
padronização internacional de pesos e medidas, impossibilitando a comparação de um grupo de
indivíduos com outro; apenas alguns grupos musculares podiam ser avaliados e a postura
dificilmente era padronizada; o método de medição limitava-se à quantidade de pesos disponíveis,
deixando a avaliação grosseira (PEARN, 1978).
6
Pearn (1978) continua seu relato afirmando que, para suprir a necessidade de
conhecimento sobre forças, tanto por necessidades militares quanto por curiosidade científica,
surgiram, na segunda metade do século XVIII, instrumentos que mediam a força de forma
contínua, permitindo padronização e reprodutibilidade.
As principais referências da época são os equipamentos de John T. Desaguliers (datado de
1763) e de Edme Regnier (datado de 1798), ilustrados na Figura 4. Estes cientistas foram
importantes para a dinamometria por vários motivos, dentre eles: tornaram a medição
quantitativa de força prática e factível pela primeira vez na história; ratificaram a importância de
posicionamentos padronizados; realizaram comparações de força entre povos distintos;
estabeleceram métodos de medição que continuam como a base da dinamometria até os dias
atuais (PEARN, 1978).
Figura 4. Dinamômetros de Desaguliers (à esquerda) e de Regnier (à direita). Imagens das referências
originais dos autores (PEARN, 1978).
Entretanto, principalmente no século XX, com o aumento da produção industrial, a
ergonomia volta suas atenções a essa questão, preocupando-se especialmente em como os
produtos e tarefas devem ser projetados para respeitar as capacidades e limites dos diferentes
indivíduos. Chaffin e Andersson (1990) relatam que as avaliações de força ganharam destaque
com a percepção de que muitas tarefas da indústria demandavam esforços além da capacidade dos
indivíduos, necessitando assim de intervenção no posto de trabalho ou na seleção de pessoas fortes
o suficiente para realizar a tarefa.
1.3.2 Avaliações estáticas e dinâmicas
As avaliações biomecânicas de força dividem-se em avaliações estáticas e dinâmicas. Nas
avaliações estáticas, também conhecidas como isométricas, a força é exercida sem haver
movimento articular nem alteração no comprimento dos grupos musculares que realizam a
7
contração. As avaliações dinâmicas, também chamadas isocinéticas ou isotônicas, são associadas a
movimento, havendo alteração do comprimento muscular e dos ângulos das articulações; são mais
difíceis de serem mensuradas devido aos efeitos da aceleração e velocidade do movimento
(SANDERS; McCORMICK, 1993). Como não é possível medir a força real dentro do músculo,
a capacidade muscular é avaliada pela medição da força aplicada em um objeto externo
(equipamento); também ainda não se compreende com clareza a relação entre a força mensurada e
a força real gerada no músculo (SANDERS; McCORMICK, 1993).
Segundo Mital e Kumar (1998a) a definição de força, tratada nestas avaliações, pode ser
entendida como o resultado da contração máxima que um músculo pode exercer isometricamente
em um esforço voluntário único. Entretanto, como a contração é voluntária, esse esforço não
representa a capacidade máxima do sistema músculo-esquelético do indivíduo. Mesmo o
indivíduo mais motivado não poderia exercer força no limite de sua capacidade muscular devido
ao que Chaffin e Andersson (1990) chamam de “fator de segurança”. Esse fator impede que o
limite de força seja atingido; sua extensão é indefinida, mas os autores estimam que possa chegar a
ser 30% da capacidade total do grupo muscular, ou seja, em atividades cotidianas utiliza-se por
volta de 70% desta capacidade.
1.4 O ato preênsil e os membros superiores
Muitos estudos estão sendo realizados com o objetivo de avaliar a capacidade manipulativa
das mãos, principalmente com relação à aplicação de forças. Napier (1956), uma das primeiras
referências nesse campo, estudou os movimentos da mão e classificou as preensões em dois
grupos: as preensões de força (preensões palmares) e as preensões de precisão (preensões digitais).
As primeiras compreendem o envolvimento dos objetos por todos os dedos (incluindo ou não o
polegar) pressionando-o contra a palma da mão. As últimas, comumente chamadas de pegas de
pinça, se caracterizam por apresentar o movimento de oposição do polegar aos demais dedos.
Segundo o autor, vários elementos podem interferir na escolha da preensão, como tamanho e
forma do objeto, textura, peso, etc., sendo o principal fator o grau de precisão/força da tarefa.
Outra referência importante nesse campo é o estudo de Kapandji (1987), que ampliou a
gama das preensões para: preensões puras (preensões palmares, preensões digitais e preensões
centradas), preensões com peso (auxiliadas pela gravidade) e preensões-ações (preensões
associadas a movimentos) (Figura 5). Outras nomenclaturas foram propostas por Cutkosky e
Wright (1986 apud KINOSHITA et al., 1996). Analisando operações realizadas com apenas uma
das mãos, classificaram as preensões com múltiplos dedos em preensões circulares, onde os dedos
8
são posicionados radialmente em torno do objeto, e preensões prismáticas, onde o polegar se
opõe aos demais dedos para segurar objetos planos. Neste estudo será adotada a nomenclatura
definida por Kapandji (1987).
Figura 5. Tipos de preensão. Adaptado de Kapandji (1987, p. 267, 273, 277, 279 e 281).
Chao et al. (1976) explicam que as preensões são controladas por dois grupos musculares
concomitantemente: os músculos intrínsecos (localizados na própria mão, responsáveis pela
maleabilidade e precisão) e os músculos extrínsecos (localizados no antebraço, responsáveis pela
aplicação de forças e estabilidade do movimento) (Figura 6). Os músculos intrínsecos têm a
função de auxiliar a distribuição da força gerada pelos músculos extrínsecos – flexores e extensores
dos dedos (Hazelton et al., 1975). Apesar de não serem responsáveis diretos pela aplicação de
força na preensão, a ineficiência dos músculos intrínsecos foi observada em gerar perdas de até
85% na força aplicada, especialmente para as preensões digitais (KOZIN et al., 1999).
Figura 6. Músculos responsáveis pelo ato preênsil. Adaptado de Tortora e Grabowski (2002, p. 320).
9
2. REFERENCIAL TEÓRICO
Alguns pesquisadores se propuseram a realizar estudos com o objetivo de gerar dados
normativos de força, formando uma base de dados de normalidade para tratamentos clínicos e de
parâmetros para o projeto de produtos e equipamentos (HANTEN et al., 1999;
MATHIOWETZ et al., 1985a; CROSBY et al., 1994; THORNGREN; WERNER, 1979).
Pesquisas desta natureza caracterizam-se por envolver um número grande de indivíduos e por
englobar uma faixa relativamente ampla da população. Um dos primeiros estudos nesse sentido
foi realizado por Kellor et al. (1971) que, apesar de apresentar alguns problemas metodológicos
(ver subseção 2.1.2), gerou dados de força e destreza para diagnósticos mais seguros de lesões na
fisioterapia.
Alguns estudos também se preocupam em explorar padrões de comportamento da força
com o intuito de propor modelos biomecânicos capazes de estimar a capacidade muscular de um
indivíduo com base em dados pré-existentes (idade, gênero, antropometria, lateralidade, etc.) mais
fáceis de serem obtidos (HANTEN et al., 1999; VOORBIJ; STEENBEKKERS, 2001;
ROMAN-LIU; TOKARSKI, 2005; EKSIOGLU et al., 1996). Entretanto, Peebles e Norris
(2000, 2003) e Pheasant (1996), ao afirmarem que as variáveis da tarefa influenciam mais
acentuadamente a força manual que as características individuais, apontam dificuldades na
tentativa de estimar a força de um indivíduo, especialmente quando se conhece a força em um
tipo de atividade (preensão palmar, por exemplo) e se quer estimar a força em outra atividade
(tração, por exemplo).
Um desses modelos biomecânicos que considera diversas variáveis da tarefa é a equação do
NIOSH (National Institute for Occupational Safety and Health) para o projeto e avaliação de
atividades de levantamento de carga (NIOSH, 1981), posteriormente revisada por Waters et al.
(1993). Esta equação utiliza variáveis conhecidas ou facilmente mensuráveis, como peso a ser
transportado, distância da carga em relação ao indivíduo, freqüência da tarefa, etc., para estimar o
peso recomendado a ser transportado pelos trabalhadores sem risco de lesão ou desconforto.
A partir dessas referências de dados de normalidade, as forças manuais têm sido comumente
mensuradas em análises clínicas como uma forma de diagnosticar, pela redução da capacidade
muscular, a presença de doenças ou lesões nos membros superiores, bem como avaliar o progresso
de tratamentos e a reabilitação de pacientes (KIRKPATRICK, 1956; HANTEN et al., 1999; SU
et al., 1994). A eficácia do uso da força manual para diagnósticos clínicos foi comprovada por
Czitrom e Lister (1988). Os autores investigaram pacientes com dores crônicas no punho,
10
comprovadas por meio de inúmeros exames (radiografia, cintilografia, cinerradiografia,
tomografia, etc.) e observaram que os sujeitos com distúrbios diagnosticados apresentaram
significativamente menor força que os indivíduos sadios. Nestes casos, além dos testes
instrumentais quantitativos, realizados com o emprego de dinamômetros, é ainda comum o
emprego do Teste Muscular Manual, baseado em análises subjetivas do profissional de saúde
(KENDALL; MCCREARY, 1983 apud VIDRICH FILHO et al., 2005).
O estudo das capacidades biomecânicas do homem, principalmente quanto aos limites de
força e resistência, é muito amplo e complexo, e a maior parte dos esforços está ainda concentrada
na avaliação das forças de preensão, tanto palmares quanto digitais. Entretanto, alguns autores
têm proposto novas abordagens nesse campo, buscando reproduzir em laboratório algumas
interfaces comumente encontradas nas tarefas ocupacionais ou em atividades da vida diária
(AVD). Com o objetivo principal de gerar parâmetros ergonômicos para o design de produtos e
tarefas (e não necessariamente uma base de dados para avaliação clínica), estes estudos vêm
abordando forças de tração, compressão e torque aliadas a preensões digitais e palmares sob
diversas interfaces.
No campo do design, a principal referência até o presente momento é o trabalho
desenvolvido pelo Departamento de Comércio e Indústria do Reino Unido em conjunto com a
Universidade de Nottingham, que teve por objetivo gerar parâmetros de forças manuais para o
design de produtos mais seguros e adequados ao uso (PEEBLES; NORRIS, 2000, 2002, 2003).
De acordo com os autores, a maior parte dos dados de força disponíveis não pode ser aplicada
diretamente para o design de produtos, pois seguiram posicionamentos padronizados não
relacionados com tarefas cotidianas e não correspondem com a real interação entre indivíduos e
produtos. Para conseguirem analisar quais variáveis seriam prioritárias, solicitaram que
profissionais de diversas áreas (designers, industriais, ergonomistas, etc.) detalhassem, por meio de
um questionário, as informações que haviam necessitado para seus projetos e não conseguiram
encontrar. Apesar de terem obtido um retorno de apenas 10% (80 respostas), os autores
conseguiram estabelecer quais variáveis abrangeriam os mais variados dados de projeto, como por
exemplo, força de compressão com os dedos indicador e polegar; torque simulando a ação de
abertura da tampa de um frasco; tração com preensão digital, torque do antebraço simulando
acionamento de torneiras e maçanetas; dentre outras.
O maior mérito deste estudo é, sem dúvida, a busca por variáveis mais realistas e próximas
da necessidade projetual do designer. Entretanto, os seus dados devem ser utilizados com certa
reserva, pois o número de sujeitos é bastante restrito (150 em média) para a grande amplitude da
11
população (2 a 90 anos), o que acabou fornecendo poucos indivíduos em cada grupo etário (8 em
média por gênero).
Para facilitar a compreensão dos diversos aspectos relacionados à avaliação de forças
manuais, a revisão da literatura foi dividida em alguns tópicos. Primeiramente foi realizada uma
análise das variáveis metodológicas compreendidas nestas abordagens, devido à crescente
especialização conquistada e à necessidade de confiabilidade dos resultados. Em seguida, foram
discutidas todas as variáveis de influência comuns para todas as avaliações de forças manuais e, por
último, foram analisadas as variáveis específicas de cada abordagem, a saber: preensões puras
(palmares e digitais), tração associada a preensão e torque associado a preensão.
2.1 Considerações metodológicas
O planejamento metodológico das avaliações de forças manuais tem grande influência nos
resultados do experimento; portanto, apesar da grande complexidade, muito rigor e cautela são
imprescindíveis para a obtenção de dados seguros, confiáveis e aplicáveis. Apesar de se tratar de
uma atividade onde há a presença de inúmeras variáveis, as forças estáticas foram amplamente
investigadas e a padronização de procedimentos têm evoluído. A seguir serão discutidas algumas
variáveis metodológicas imprescindíveis em abordagens desta natureza, sendo observada a sua
atuação nos resultados dos estudos.
2.1.1 Equipamentos
Uma correta escolha dos equipamentos é fundamental no planejamento de pesquisas desta
natureza, pois pode comprometer a comparação dos resultados com outros estudos. Um exemplo
deste caso é o estudo de Kellor et al. (1971), uma das referências de dados normativos de força
mais utilizadas na década de 1970. Segundo Trombly (1983, apud MATHIOWETZ et al.,
1984), o equipamento utilizado por Kellor (dinamômetro de pinça Osco®) registra valores de
força menores que os dinamômetros atuais, reduzindo a confiabilidade dos resultados.
Outros problemas com equipamentos foram relatados por Kirkpatrick (1956). O autor
relata que a Associação Médica da Califórnia avaliara três instrumentos que eram utilizados para o
registro das forças manuais: um instrumento pneumático que dependia da compressão do ar por
meio de um tubo de borracha; um equipamento que media a pressão exercida pela mão por meio
da compressão de uma mola de aço; e um sistema hidráulico selado que registrava a força em
libras. O comitê não aprovou os equipamentos avaliados porque podiam medir apenas a pressão
12
da preensão e não a força. Posteriormente, este mesmo comitê avaliou o dinamômetro Jamar® e
declarou-o adequado à medição da força de preensão palmar (FPP).
O estudo de Thorngren e Werner (1979) pode ser utilizado como exemplo desta situação.
Com o objetivo de gerar parâmetros de normalidade para a fisioterapia e medicina de realibilitação,
empregaram um dinamômetro (Martin Vigorimeter® – Gebrüder Martin, Germany) que mede a
pressão (kPa) exercida pela mão na preensão palmar por meio da deformação de um balão de
borracha. Os resultados deste estudo são dificilmente comparáveis a outros, pois, além da unidade
de medida ter sido em pressão e não em força, o fato do balão de borracha ser deformável pode
alterar a relação comprimento-tensão dos músculos flexores e comprometer os resultados.
A grande maioria dos estudos de FPP empregou o dinamômetro Jamar® em suas avaliações
(AGER et al., 1984; CAPORRINO et al., 1998; HÄRKÖNEN et al., 1993); todavia, são
também encontradas menções de outros equipamentos similares, como o Stoelting® (IMRHAN;
LOO, 1989), o LaFayette® (IMRHAN, 1991) e o Collin® (FIUTKO, 1987). Para as forças de
preensão digital, os equipamentos mais empregados são B&L® (ARAÚJO et al., 2002;
MATHIOWETZ et al., 1985a) e Preston® (IMRHAN; LOO, 1989; YOUNG et al., 1989).
Mathiowetz et al. (1984) relatam uma avaliação da precisão de calibração de dinamômetros
manuais, onde foram comparados os equipamentos Jamar® padrão e Jamar® digital, e os
dinamômetros de pinça dos fabricantes B&L® e Preston®. Os dinamômetros Jamar® padrão e
B&L® mostraram as mais altas precisões (Figura 7).
Figura 7. À esquerda: força de preensão palmar (FPP) sendo mensurada pelo dinamômetro Jamar® padrão
- adaptado de PROAKTIVO (2006). À direita: medição da força de preensão digital (FPD) pelo
dinamômetro de pinça B&L® (pinch gauge).
Entretanto, esses dinamômetros são analógicos e, desta forma, não permitem o registro de
forças continuamente (durante determinado intervalo de tempo), o que demandou o
13
desenvolvimento de instrumentos cada vez mais especializados (DEMPSEY; AYOUB, 1996).
Desta forma, em muitos estudos foram utilizados equipamentos de fabricação própria, com a
finalidade de melhor adequá-los aos objetivos e procedimentos desejados (IMRHAN;
SUNDARARAJAN, 1992; SHIH; OU, 2005). Por exemplo, Dempsey e Ayoub (1996)
empregaram células de carga (Beckman 4803) adaptadas, para proporcionar cinco diferentes
aberturas de preensão digital e permitir a coleta de dados ao longo do tempo.
Tendo em vista as dificuldades encontradas em muitas pesquisas para a escolha e preparação
dos equipamentos, alguns autores propuseram diretrizes e recomendações para garantir maior
confiabilidade dos resultados (CALDWELL et al., 1974; CHAFFIN; ANDERSSON, 1990;
MITAL; KUMAR, 1998a). Analisando essas referências, pode-se discriminar alguns critérios que
os equipamentos destinados a essas avaliações deveriam contemplar:
O equipamento deve proporcionar uma área de contato suficiente para evitar
desconforto localizado (evitando-se, portanto, cantos vivos e superfícies cortantes);
A força deve ser medida em uma direção e sentido determinados;
O equipamento deve facilmente acomodar indivíduos de diferentes antropometrias;
Deve ser maleável, permitindo ser ajustado para a medição de diferentes tipos de forças
(tração, compressão, etc.);
A estrutura que suporta o equipamento deve ser forte o suficiente para resistir à aplicação
de altas cargas (com um superdimensionamento de segurança); e
O sistema de leitura deve permitir a coleta da força máxima obtida, a média de ao menos
3s de aplicação de forças e apresentar interface compatível com computadores.
2.1.2 Métodos de medição
Tão importante quanto saber quais variáveis se quer analisar é saber como serão coletadas –
os procedimentos de coleta e análise de dados são de grande importância nessa avaliações. Uma
das primeiras referências é a diretriz da ASHT (FESS; MORAN, 1981 apud MATHIOWETZ et
al., 1984) recomendando a realização de três medições sucessivas para cada variável e a utilização
da média das três medições como resultado. Mathiowetz et al. (1984), investigando vários
métodos de coleta e avaliação de força manual, afirmaram que os procedimentos indicados pela
ASHT apresentam a mais alta confiabilidade.
Entretanto, Crosby et al. (1994) não recomendam a realização de mais de uma medição,
alegando que essa prática pode gerar confusões na interpretação dos resultados e, no caso de ser
14
empregada, deve-se utilizar o valor máximo e não a média como resultado. Por outro lado,
Bechtol (1954) e Caldwell et al., (1974) afirmam que a segunda medição pode corroborar a
eficácia da primeira, pois, se os dados apresentarem uma variação maior que 10%, pode ser um
indicativo de que o indivíduo falhou ao tentar realizar sua força máxima no primeiro teste.
Como pode ser observado, não há consenso quanto à melhor forma de coleta de dados
entre os estudos de forças manuais, sendo difícil a proposição de uma padronização. A partir das
recomendações da ASHT e dos resultados de Mathiowetz et al. (1984), vários estudos optaram
por realizar três testes para cada variável, tomando-se a média desses resultados (ARMSTRONG;
OLDHAM, 1999; NICOLAY; WALKER, 2005; YOUNG et al., 1989). Entretanto, em outros
estudos ainda foram tomadas uma ou duas medições, sendo considerado o maior resultado delas
(FOTHERGILL et al., 1992; IMRHAN; LOO, 1989; HÄRKÖNEN et al., 1993; KIM; KIM
2000).
Mais recentemente, com o surgimento de novos equipamentos, tornou-se comum haver a
medição da força muscular estática máxima ao longo de um determinado tempo, havendo a coleta
de muitos de valores. Nestas abordagens, normalmente solicita-se que os sujeitos iniciem a
contração muscular até atingir sua força máxima num intervalo de não mais de 2 segundos,
mantendo essa força por 2 a 5 segundos (ARMSTRONG; OLDHAM, 1999; EDGREN et al.,
2004; VOORBIJ; STEENBEKKERS, 2001). Kroemer (1970 apud CHAFFIN; ANDERSSON,
1990) recomenda que, neste tipo de avaliação, a medição de força não deve ultrapassar mais de
10s, pois a fadiga muscular pode ser grande, dificultando a recuperação muscular. Para essas
avaliações, alguns autores propuseram como diretriz que a duração da contração deve ser de 4 a 6
segundos, sendo tomados como resultado a força máxima, a média de 3s e eliminados o primeiro
e o último segundos (CHAFFIN; ANDERSSON, 1990; MITAL; KUMAR, 1998a; EDGREN;
RADWIN, 2000).
Mesmo com essas recomendações, alguns pesquisadores propuseram outras intervenções
nos dados, objetivando resultados mais homogêneos. Voorbij e Steenbekkers (2001) e Adams e
Peterson (1988) optaram por excluir os dados dos dois primeiros segundos, e há autores que
eliminaram os valores que excederam em 10% ou 15% o valor médio obtido em todo o período
avaliado (DEMPSEY; AYOUB, 1996; IMRHAN; SUNDARARAJAN, 1992; HÄRKÖNEN et
al., 1993). Há ainda pesquisadores que investigaram o comportamento da força manual durante
um intervalo de tempo maior (30 segundos), analisando a curva de crescimento e declínio dos
valores obtidos (LINDAHL et al., 1994; NICOLAY; WALKER, 2005).
15
2.1.2.1 Posicionamento anatômico dos sujeitos
Um dos fatores que mais afetam a força de um indivíduo é a postura, tanto por razões
fisiológicas quanto biomecânicas (PHEASANT, 1996). A força aplicada é dependente da relação
entre os músculos esqueléticos e as articulações que, sob diferentes posicionamentos, causam
alterações no momento aplicado na junta (fator biomecânico); o comprimento e a posição do
músculo em relação à articulação e a direção das fibras musculares também apresentam influência
na capacidade de geração de esforço muscular (CHAFFIN; ANDERSSON, 1990). Por essas
razões, Mital e Kumar (1998a) afirmam que é necessário um planejamento metodológico
específico para a definição correta da postura a ser avaliada. Destacam atenção também para
distância entre o local de aplicação da força (equipamento ou pega) e o corpo do sujeito, pois,
sabe-se que quanto maior essa distância, menor a vantagem da ação mecânica.
Tendo em vista estas questões, a American Society of Hand Therapists (ASHT) estabeleceu
um posicionamento padronizado para a medição de forças manuais: o sujeito deve estar sentado,
seu ombro levemente abduzido e neutralmente rotacionado, o cotovelo flexionado em 90º e o
antebraço e punho em posturas neutras (FESS; MORAN, 1981 apud MATHIOWETZ et al.,
1984). Mathiowetz et al. (1984) observaram que os sujeitos posicionados segundo essas
recomendações tendem a manter os punhos entre 10-30º de extensão (postura não neutra), o que,
segundo os autores, não deve alterar significativamente a geração de força.
Su et al. (1994) ressaltam que o posicionamento recomendado pela ASHT restringe a
ocorrência de compensações indesejadas realizadas por outros grupos musculares. Chaffin e
Andersson (1990) recomendam ainda que a postura empregada para a avaliação seja
detalhadamente descrita, para que seja possível ser facilmente replicada. Como uma forma de
reiterar essa recomendação, pode-se citar a conclusão de Kramer et al. (1994) de que pequenas
mudanças no ângulo de rotação do antebraço podem levar a grandes alterações na força gerada
pelos movimentos de pronação e supinação.
Daams (1993), entretanto, lançou questionamentos quanto à utilidade de aplicar
posicionamentos padronizados. Apesar de importantes para a reprodutibilidade das variáveis da
pesquisa, especialmente em áreas clínicas, o autor afirma que posturas padronizadas não são
representativas da realidade e podem gerar menor força que posturas livres. Assim, realizou um
estudo avaliando a força de tração e compressão em duas posturas padronizadas, uma postura livre
e uma postura “funcional” (estabelecida pela observação das posturas livres adotadas). Como
resultado, Daams (1993) esperava obter uma alta reprodutibilidade na postura funcional sem
apresentar diferenças na magnitude de força em relação à postura livre. Entretanto, a postura
16
funcional não apresentou a contribuição esperada (relativa padronização e alta confiabilidade nos
resultados), pois reduziu significativamente a força, em comparação a postura livre, e apresentou a
mesma reprodutibilidade que esta. Como conclusão, recomendou a adoção de posturas livres para
os sujeitos, pois, além de apresentarem maiores forças que todas as posturas padronizadas,
apresentaram poucas variações entre os indivíduos. Os autores comentam ainda a adoção de
posturas livres pode ainda contribuir para identificar a quantidade de espaço necessário para os
trabalhadores nos postos de trabalho.
2.1.2.2 Intervalo entre os experimentos
Sabe-se que a atividade muscular contínua gera fadiga e desconforto, especialmente sob
solicitações intensas, como durante as avaliações de forças manuais. A partir disso, alguns autores
recomendam a aplicação de intervalos de 30s a 2 min. entre as medições (MITAL; KUMAR,
1998a; CHAFFIN; ANDERSSON, 1990). Mital e Kumar (1998a) ainda mencionam que para
poucas medições os intervalos de 30s são suficientes, mas a partir de 15 contrações musculares
deve-se elevar-se o intervalo para 2 min. Já Caldwell et al. (1974) afirmam que o intervalo
mínimo deve ser de 2 min., mesmo para poucas contrações. Há ainda diretrizes informando que
intervalos maiores devem ser permitidos se os sujeitos assim requisitarem (MITAL; KUMAR,
1998a; CHAFFIN; ANDERSSON, 1990).
Nas pesquisas revisadas há referências citando intervalos de 30 segundos até 1 minuto
(FOTHERGILL et al., 1992; SWAIN et al., 1970; KIM; KIM, 2000; HABES; GRANT, 1997;
ESSENDROP et al., 2001), de 2 a 3 minutos (ADAMS; PETERSON, 1988; FRANSSON;
WINKEL, 1991) e intervalos de 5 minutos ou mais (ARMSTRONG; OLDHAM, 1999;
MITAL, 1986). Kim e Kim (2000) providenciaram, além do intervalo de 1 min. entre as
medições, um intervalo de 5 minutos após 30 min. de coleta de dados, para evitar surgimento de
fadiga acumulada.
2.1.2.3 Instruções
As instruções podem ter influência nos resultados das avaliações. Exemplificando isso,
Caldwell et al. (1974) identificaram que quando foi pedido aos sujeitos para aumentarem sua
força até o máximo e manterem, apenas 3% atingiram a força máxima no primeiro segundo
enquanto que, quando foi solicitado que aplicassem força rapidamente, 38% dos sujeitos
conseguiram atingir a máxima em 1 segundo. Ainda, segundo esse estudo, a diferença obtida
17
parece ser mais notável quando estão sendo avaliados grandes grupos musculares em comparação
a pequenos, como é o caso das preensões. Como conclusão, Caldwell et al. (1974) estabeleceram
que se deve instruir os sujeitos a aumentar a força até a contração máxima (sem apertões súbitos)
em aproximadamente um segundo e manter essa contração durante quatro segundos.
O estudo de Mathiowetz et al. (1984) é um dos poucos que apresenta detalhadamente as
instruções fornecidas no experimento. Consiste em breve explicação dos procedimentos seguida de
expressões verbais que estimulavam os sujeitos a exercerem mais força. No estudo de Voorbij e
Steenbekkers (2001), os indivíduos também foram encorajados verbalmente durante as avaliações,
entretanto, faltaram detalhes a respeito do conteúdo destes estímulos. Esses encorajamentos verbais
foram recomendados por alguns autores, com a condição de que fossem generalizados e não
informassem sobre o desempenho dos sujeitos (CALDWELL et al., 1974; CHAFFIN;
ANDERSSON, 1990). Entretanto, Mital e Kumar (1998a) condenam essa prática. Caldwell et al.
(1974) complementam que as instruções devem ater-se aos fatos e não incluir apelos emocionais.
O controle das informações que chega até o indivíduo também foi considerado nas
avaliações biomecânicas. A grande maioria dos experimentos não permite aos sujeitos tomarem
conhecimento dos valores de força que estão realizando ou que foram realizados pelos demais
indivíduos para evitar competições no ambiente de teste (IMRHAN; LOO, 1989; IMRHAN;
SUNDARARAJAN, 1992; NICOLAY; WALKER, 2005; ESSENDROP et al., 2001). Se os
sujeitos tomassem conhecimento das forças que estão realizando poderiam sentirem-se
estimulados a superar os resultados precedentes, comprometendo a avaliação. Como exceção,
podem ser citados os estudos de Welcome et al. (2004) e Aldien et al. (2005) que, avaliando
quantidades de forças previamente definidas, optaram por deixar visível o mostrador para os
sujeitos manterem, de maneira mais estável, a força estática estabelecida.
Vários estudos também permitem que os sujeitos conheçam e utilizem os equipamentos
antes das avaliações, para acostumarem-se às atividades que serão realizadas (ALDIEN et al.,
2005; IMRHAN; LOO, 1989; SHIH; OU, 2005).
2.1.3 Cuidados éticos
Além dessas medidas encontradas na literatura, não se pode deixar de considerar os aspectos
éticos em pesquisas que envolvem seres humanos, descritos pelo Conselho Nacional de Saúde
(1996), sob Resolução 196-1996 e da Norma ABERGO de Deontologia ERG BR 1002
(ABERGO, 2003). As considerações a tomadas a este respeito devem atender a quatro princípios
básicos definidos pelo Conselho Nacional de Saúde:
18
Autonomia: consentimento livre e esclarecido dos indivíduos e proteção dos grupos
vulneráveis e legalmente incapazes;
Beneficência: ponderação entre riscos/benefícios, atuais e potenciais, individuais e
coletivos, objetivando o aumento nos benefícios e a minimização extrema dos riscos;
Não Maleficência: plena garantia de que danos previsíveis serão evitados; e
Justição e Eqüidade: relevância social da pesquisa com vantagens significativas para os
sujeitos, com igual consideração dos interesses.
Também é de fundamental importância a aplicação de um Termo de Consentimento Livre
e Esclarecido e a submissão do projeto de pesquisa a um Comitê de Ética em Pesquisa.
Abaixo foi feita uma seleção das principais recomendações encontradas na literatura no que
trata dos cuidados a serem tomados às instruções e questões éticas (CALDWELL et al., 1974;
CHAFFIN; ANDERSSON, 1990; MITAL; KUMAR, 1998a):
É importante relatar completamente as condições do teste, dados biográficos dos sujeitos
e estatística dos resultados.
Devem ser evitadas coações aos sujeitos e sempre alertar os voluntários de possíveis riscos
envolvidos com a avaliação;
Informar os sujeitos da finalidade dos dados, dos procedimentos da pesquisa e da
aplicação dos resultados obtidos na pesquisa;
Devem ser evitadas condições que alterem a motivação dos sujeitos, como recompensas,
espectadores, definição de objetivos a serem atingidos, etc., garantindo um ambiente
livre de competição.
2.1.4 Critérios de exclusão, controle ambiental e outros cuidados
De acordo com os critérios de exclusão da maior parte dos estudos, são excluídos os
indivíduos que apresentem qualquer sintoma de problema músculo-esquelético nos membros
superiores (ARMSTRONG; OLDHAM, 1999; KONG; LOWE, 2005a, 2005b; PETERSEN et
al., 1989), ou indivíduos com histórico desses problemas nos últimos seis meses ou mais
(IMRHAN; LOO, 1989; NICOLAY; WALKER, 2005; YOUNG et al., 1989). Nas pesquisas
envolvendo idosos, são utilizados critérios de exclusão menos rigorosos, como não possuir
limitações de movimentos e/ou não apresentar doenças severas nos membros superiores
(IMRHAN; LOO, 1989; MATHIOWETZ et al., 1985a). Outras variáveis incluíam a não
administração de medicamentos, níveis altos de pressão sangüínea, gravidez, não estar sob
19
tratamento médico (LINDAHL et al., 1994; MATHIOWETZ et al., 1985a; VOORBIJ;
STEENBEKKERS, 2002; ESSENDROP et al., 2001).
As recomendações para o controle das condições ambientes do estudo implicam em
minimizar todas as distrações ambientais (barulho, calor, iluminações intermitentes). No entanto,
poucos estudos demonstram alguma preocupação com um controle ambiental durante a coleta
dos dados. Um exemplo de controle térmico é o estudo de Armstrong e Oldham (1999), que
controlaram a temperatura das mãos dos sujeitos mergulhando-as numa banheira com água
aquecida a 40ºC, durante 10 minutos. Os autores acreditam que os músculos, sob temperaturas
mais baixas, podem realizar menores forças que sob temperaturas elevadas, característica essa
indesejada nessas avaliações.
Alguns estudos também se preocuparam com a influência da umidade e oleosidade da pele
nas avaliações de força, solicitando aos sujeitos utilizarem toalhas de papel (SWAIN et al., 1970;
VOORBIJ; STEENBEKKERS, 2002) ou lavarem e secarem as mãos (IMRHAN; JENKINS,
1999; KINOSHITA et al., 1996). Cochran e Riley (1986), para igualar condições de atrito entre
as diferentes pegas avaliadas e evitar influências do acabamento superficial, aplicaram um filme de
deslizamento nas pegas e os sujeitos utilizaram luvas de borracha descartáveis cobertas com um
fluido de deslizamento.
Outras considerações dizem respeito à alimentação ingerida pelos sujeitos antes das
avaliações. Kattel et al. (1996), em uma avaliação da FPP sob diversas posturas dos membros
superiores, recomendaram aos sujeitos voluntários que não fossem ingeridos líquidos contendo
cafeína ao menos quatro horas antes do experimento.
2.2 Variáveis de influência nas forças manuais
Conforme mencionado anteriormente, uma das características mais marcantes nos estudos
que avaliam forças manuais é a presença de inúmeras variáveis interferindo nos resultados. Imrhan
e Jenkins (1999) relacionaram e classificaram essas variáveis em: características do objeto
manipulado (forma, dimensões, superfície, material), variáveis da tarefa (orientação da pega, tipo
de movimento), postura geral do corpo e configuração do local de estudo. Outros autores
complementam que a força gerada por um indivíduo pode ser condicionada pela quantidade e
características da massa muscular, atributos pessoais subjetivos (IMRHAN; RAHMAN, 1995;
DEMPSEY; AYOUB, 1996), e variáveis antropométricas e cinemáticas das mãos
(FOTHERGILL et al., 1992; BUCHHOLZ, 1992). Neste contexto, Pheasant (1996) e Peebles e
20
Norris (2000, 2003) afirmam que a postura corporal e as variáveis da tarefa apresentam maior
influência nas avaliações de força que as características individuais.
Essas variáveis podem influenciar de maneira diferente os diversos grupos musculares e
podem apresentar interações entre si. Por exemplo, Christensen et al. (2000), em uma avaliação
da força de elevação do braço (abdução) e de preensão palmar, observaram que a idade dos
indivíduos afetou tanto as forças de preensão palmar quando de abdução do braço, mas a
repetitividade afetou somente a força de abdução e apenas nos indivíduos do gênero masculino.
Para a melhor compreensão do comportamento dos principais fatores de influência na força
manual, foi proposta uma divisão dessas variáveis entre as características individuais (variáveis
relacionadas aos sujeitos das pesquisas, como gênero, idade, lateralidade, antropometria, etc.) e
características anatômicas e biomecânicas (relacionadas à atividade e ao organismo humano, como
postura corporal, uso de luvas, etc.).
2.2.1 Características individuais
2.2.1.1 Gênero
De acordo com Sanders e McCormick (1993), das muitas características individuais que
podem afetar a força, o gênero apresenta as maiores diferenças em valores médios – o gênero
feminino gera forças de aproximadamente dois terços (67%) da força do gênero masculino,
podendo ainda variar de 35% a 89% dependendo do grupo muscular avaliado (SANDERS;
McCORMICK, 1993). Por exemplo, em atividades que exigem movimento do ombro (flexão,
abdução ou rotação) são mais difíceis para a mulher, possivelmente devido à organização
estrutural dos ossos do ombro e tórax fornecendo um braço de alavanca menor para esse segmento
corporal (CHAFFIN et al., 2001).
Muitos estudos investigaram essas relações entre os gêneros, no entanto, ainda não há
consenso em quanto o gênero masculino é mais forte que o feminino. Para a preensão palmar,
alguns autores relatam que as mulheres realizam forças entre 50% e 60% da força dos homens
(CROSBY et al., 1994; EDGREN et al., 2004; HÄRKÖNEN et al., 1993; IMRHAN, 2003;
MAMANSARI; SALOKHE, 1996; XIAO et al., 2005), enquanto outros autores encontraram
valores maiores, de 71% a 74% (CAPORRINO et al., 1998; FRANSSON; WINKEL, 1991). Nas
forças de preensão digital, alguns autores relatam que a força do gênero feminino pode ser de 57%
a 63% da força do gênero masculino (DEMPSEY; AYOUB, 1996; HEFFERMAN; FREIVALDS,
2000; SHIH; OU, 2005), enquanto outros apresentam valores em torno de 70% a 73% (ARAÚJO
21
et al., 2002; CROSBY et al., 1994). Para o torque manual, há estudos indicando que a o gênero
feminino realiza em torno de 49,12% a 51,5% (IMRHAN; JENKINS, 1999; KIM; KIM, 2000) da
força do gênero masculino, enquanto outros autores apresentam valores maiores, de 62% a 66%
(SHIH; WANG, 1996, 1997; MITAL, 1986; MITAL; SANGHAVI, 1986).
A influência do gênero também varia significativamente com a faixa etária da amostra.
Imrhan e Loo (1989) comentam que, na infância, o gênero feminino realiza 89% da força do
gênero masculino, enquanto na fase adulta este índice cai para 69% e na velhice sobe para cerca
de 73%. Ager et al. (1984) e Fullwood (1986), analisando crianças de 5 a 12 anos, observaram
que a diferença de força entre os gêneros aumentava com o avanço da idade, mas, mesmo nas
idades mais tenras, o gênero masculino era significativamente mais forte que o feminino. Em
contrapartida, Peebles e Norris (2000, 2003) não observaram diferenças significativas entre os
gêneros para os indivíduos de 2 a 15 anos de idade; a partir dos 16 anos o gênero masculino
mostrou-se significativamente superior em força ao feminino.
Apesar destas diferenças, é necessária muita cautela ao fazer generalizações, pois há uma
grande variabilidade na força manual dentre populações dos gêneros masculino e feminino,
existindo muitas mulheres mais fortes que muitos homens. Como por exemplo, o estudo de Kong
e Lowe (2005a), uma avaliação de torque manual, registrou que as mulheres realizaram em média
81% da força dos homens, entretanto essa diferença não foi estatisticamente significativa.
Uma argumentação importante considerando essas diferenças de força entre os gêneros foi
apresentada por Bishop et al. (1987 apud CHAFFIN et al., 2001). Os autores avaliaram sujeitos
de ambos os gêneros sob níveis idênticos de treinamento e concluíram que as diferenças de força
podem ser explicadas quase exclusivamente pelo nível de massa magra do indivíduo e pela seção
da área transversa dos músculos dos segmentos corpóreos em avaliação. Isso implica em uma
grande mudança nos paradigmas sobre força e gênero, pois se indivíduos de gêneros diferentes
apresentarem a mesma quantidade de massa magra, a mesma seção transversa no músculo e o
mesmo nível de treinamento, suas forças deverão ser iguais.
2.2.1.2 Idade
A variação da força ao longo da vida foi o objetivo de estudo de várias pesquisas sobre forças
manuais. A maioria dos autores apresenta uma tendência comum de variação da força manual
relacionada à idade do indivíduo, havendo um pico de força no início da fase adulta e um declínio
gradual até o início da velhice (MATHIOWETZ et al., 1985a; MONTOYE; LAMPHIEAR,
1977; VOORBIJ; STEENBEKKERS, 2001, entre outros).
22
O desenvolvimento da força manual na infância foi estudado por Esteves et al. (2005),
avaliando a força de preensão palmar em 1247 crianças em idade escolar (7 aos 14 anos). Os
autores observaram que a força aumentou com a idade dos indivíduos, mas houve um
crescimento significativo no período de maturação sexual, que ocorreu entre os 11 e 12 anos para
o gênero feminino e entre os 13 e 14 anos para o gênero masculino.
Na terceira idade, o declínio da capacidade de aplicação de força não afeta todos os
músculos de maneira uniforme; para as forças manuais e flexão dos joelhos, por exemplo, há um
declino maior que para a flexão do cotovelo ou do tronco (SANDERS; McCORMICK, 1993).
Avaliando essa perda relacionada à idade, especificamente em atividades manuais, Etherton et al.
(1996) indicaram que, para o levantamento de carga, indivíduos acima de 50 anos apresentam
uma perda de 15% de força em relação aos indivíduos abaixo de 50 anos. Para as forças de
empurrar (compressão), realizadas na altura do ombro e acima da cabeça, as perdas de foram de
22% e 3%, respectivamente.
De acordo com algumas pesquisas, pode-se discriminar que o período em que se obtém a
força máxima está na faixa dos 25-29 anos (MONTOYE; LAMPHIEAR, 1977; VOORBIJ;
STEENBEKKERS, 2001) e o marco para o início da perda da capacidade muscular relacionada à
idade está situado entre os 50 e 55 anos de idade (MATHIOWETZ et al., 1986; MONTOYE;
LAMPHIEAR, 1977; HANTEN et al., 1999; VOORBIJ; STEENBEKKERS, 2001). Entretanto,
Su et al. (1994), avaliando a força de preensão palmar em indivíduos chineses, apontam que o
pico de força foi atingido em idades mais avançadas – entre os 30 e 39 anos para os homens e
entre os 40 e 49 anos para as mulheres.
Mesmo com a perda de parte da capacidade muscular, os indivíduos idosos ainda
apresentam forças significativamente superior às crianças (PEEBLES; NORRIS, 2000, 2003;
IMRHAN; LOO, 1989). Peebles e Norris (2000, 2003) avaliaram forças manuais em uma faixa
etária ampla da população (2 - 86 anos) e identificaram que os indivíduos de 60 a 80 anos
apresentaram forças semelhantes aos indivíduos de 11 a 15 anos e os indivíduos acima de 80 anos
realizaram forças equivalentes aos de 6 a 10 anos. A perda da idade é menor nos primeiros anos da
velhice e começa acentuar-se por volta dos 70 anos de idade (IMRHAN, 1994).
Foram propostas associações de outros fatores agindo em conjunto com a idade nas forças
manuais.
Gênero: Mathiowetz et al. (1986) observaram a força do gênero masculino cresceu
aceleradamente na faixa dos 13 aos 16 anos de idade, enquanto que o gênero feminino apresentou
um aumento mais homogêneo. Voorbij e Steenbekkers (2001) afirmam que a queda de força
23
relacionada à velhice também ocorre de maneira mais acentuada no gênero masculino que no
feminino.
Características populacionais: Fiutko (1987), avaliando a FPP na Polônia e no Kuwait,
observou que o pico de força ocorreu entre 20-24 para os poloneses e entre os 25-29 anos para os
kuwaitianos.
Entretanto, alguns estudos não encontraram influências significativas da idade na realização
de forças manuais (ARAÚJO et al., 2002; CROSBY et al., 1994; CAPORRINO et al., 1998;
VIDRICH FILHO, 2005), mesmo sendo analisada uma faixa ampla da população (15 - 74 anos,
16 - 63 anos, 20 - 59 anos e 17-70 anos, respectivamente).
Por fim, Chaffin e Andersson (1990) e Imrhan (1994) advertem que se deve tomar cuidado
ao fazer generalizações sobre a variação da força com relação à idade, pois não está claro se o
declínio na força é predominantemente devido à mudança no tipo de atividade (menos
extenuantes) nas idades mais avançadas ou devido a mudanças fisiológicas mais fundamentais nos
tecidos. Os autores acreditam que provavelmente deve haver uma combinação de ambos os
fatores.
2.2.1.3 Antropometria
A força potencial de um músculo pode ser estimada pela medição de sua seção circular em
repouso, tendo-se em vista que o número de elementos contráteis é proporcional ao volume deste
músculo (KOZIN et al., 1999). Essa premissa leva a crer em uma relação entre variáveis
antropométricas, principalmente não lineares, e a força muscular de um indivíduo. Assim, vários
estudos vêm propondo correlações entre a antropometria e a força manual, principalmente com o
objetivo de estabelecer tratamentos clínicos mais precisos – ou seja, com modelos biomecânicos já
estabelecidos, seria relativamente fácil estimar um padrão de normalidade para um sujeito de
determinada antropometria e então observar quanto de força esse indivíduo perdeu.
Entretanto, Chaffin et al. (2001) comentam que, em geral, medidas antropométricas (peso,
tamanho e forma) de um indivíduo não são suficientes para se determinar sua capacidade de
realização de força. Acrescentam ainda que esse critério (antropometria) não deve ser utilizado
para estimar a capacidade de trabalho de um indivíduo, fator bastante utilizado para a seleção de
pessoal em tarefas que exigem maior aplicação de força.
Nas avaliações de forças manuais referenciadas, algumas correlações foram encontradas.
Hanten et al. (1999) observaram, em sua avaliação da FPP em 1182 indivíduos de ambos os
gêneros, que a estatura e o peso estão diretamente relacionados à força de preensão, e podem ser
24
utilizados, juntamente com outros fatores, para estimar a força de um indivíduo. Imrhan e
Sundararajan (1992) encontraram algumas correlações entre variáveis antropométricas e força de
puxar (tração) com preensão digital pulpo-lateral (a tração com outras preensões não
apresentaram essa correlação). A força de preensão digital simples (não associada a tração)
também estava correlacionada ao peso corporal e à largura palmar. Vidrich Filho (2005), em seu
estudo avaliando a FPP e FPD pulpo-lateral, observou algumas correlações entre variáveis
antropométricas da mão, como comprimento do dorso, largura palmar e comprimento do
polegar, com a FPP, mas para a FPD poucas correlações, e ainda pouco práticas, foram
encontradas.
Outros estudos propuseram algumas correlações, mas apresentam alguns problemas
metodológicos. Crawford et al. (2002) observaram correlações entre algumas variáveis
antropométricas (estatura corporal, largura e comprimento da mão) e as FPP e digital,
entretanto, a amostra analisada englobava apenas os percentis 5% e 95%. Nicolay e Walker
(2005), avaliando a força de preensão palmar em 51 indivíduos (34 do gênero feminino e 17 do
gênero masculino) encontraram correlações positivas entre peso corporal, estatura e medidas
antropométricas das mãos e antebraço com a força produzida pelos sujeitos, sendo a largura
palmar a variável mais fortemente correlacionada à FPP. Entretanto, é preciso considerar que o
equipamento utilizado neste estudo apresenta dimensões maiores que os equipamentos
tradicionais, o que pode ter influenciado os resultados caso os indivíduos de mãos menores
tenham sentido alguma dificuldade em realizar a preensão. Nwuga (1975), investigando a FPP
em 30 indivíduos (15 homens e 15 mulheres) observou uma correlação entre a força e o peso
corporal. Entretanto, este resultado pode estar comprometido pelo número pequeno de pessoas
de cada grupo amostral. Imrhan (1999) encontrou uma correlação entre a FPP composta por
ambas as mãos, porém essa correlação foi fraca e a amostra era pequena (19 indivíduos do
gênero feminino).
Imrhan e Loo (1989) relatam uma correlação entre o comprimento da mão e a força de
preensão digital, apenas em crianças. Como a largura da mão não apresentou correlação com a
força de preensão, os autores acreditam que a força manual deve estar mais fortemente relacionada
com o mecanismo de alavanca dos dedos do que com a variação da musculatura da mão.
Outros autores não encontraram correlação entre variáveis antropométricas e forças
manuais (KINOSHITA et al., 1996; HÄRKÖNEN et al., 1993; XIAO et al., 2005). Bechtol
(1954) em sua avaliação de FPP e FPD observou que não havia correlação entre a quantidade de
força produzida e o volume da musculatura do antebraço (observação apenas visual).
25
2.2.1.4 Lateralidade
A lateralidade, isto é, a assimetria entre os hemisférios cerebrais no controle de certas
funções, tem sido muito avaliada nas atividades manuais. Assim como a fala, predominantemente
dominada pelo hemisfério esquerdo, existe uma relação entre a preferência manual (destro ou
canhoto) e a lateralidade cerebral. Assim, muitos estudos foram conduzidos com o objetivo de se
avaliar o grau de lateralidade de um indivíduo por meio da quantificação, normalmente por
questionários, da sua dominância manual (ANNETT, 1970; OLDFIELD, 1971).
Entretanto, essa relação entre a mão preferencial e o hemisfério cerebral predominante não
é tão clara – o cérebro dos canhotos não é simplesmente uma versão espelhada da organização
cerebral dos destros. Segundo Coren (1992 apud AGTMAEL et al., 2001), 97% dos indivíduos
destros apresentam uma clara dominância do hemisfério esquerdo sobre o direito, enquanto, entre
os canhotos, menos de 30% apresenta uma predominância do hemisfério direito sobre o
esquerdo.
Apesar de não ser suficiente para identificar o hemisfério cerebral dominante, a lateralidade
relacionada à preferência manual é de grande importância e tem sido constantemente investigada.
Normalmente identifica-se a dominância manual pela mão empregada na escrita, mas essa
variável pode ser insuficiente e pouco precisa tendo-se em vista a enorme quantidade de ações
realizadas com as mãos (ANNETT, 1970). Segundo Annett (1970), muitos erros em pesquisas
relacionadas à dominância manual podem ter ocorrido devido a falhas na identificação correta de
indivíduos consistentemente destros ou canhotos de outros pouco definidos. Assim, alguns
pesquisadores propuseram modelos, em forma de questionários, que se propõem a identificar a
lateralidade de maneira mais precisa. Os questionários mais utilizados sãos os de Annett (1970) e
Oldfield (1971), pois são confiáveis e precisos, apresentando uma alta correlação com as respostas
pessoais de lateralidade (BRYDEN, 1977).
A curva de distribuição da lateralidade na população humana tem a forma de um J,
apresentando poucos indivíduos canhotos (lado esquerdo), pouquíssimos ambidestros (centro) e um
grande número de destros (lado direito) (SCHMAUDER et al., 1992). De acordo com Gilbert e
Wysocki (1992 apud AGTMAEL et al., 2001), existem aproximadamente 11% de canhotos na
população mundial, com uma incidência maior em homens (12%) que em mulheres (10%). Essa
maior incidência de canhotos homens do que mulheres deve ser interpretada com muita reserva,
pois, segundo Bryden (1977), nas avaliações de dominância com uso de questionários, há uma
tendência de os homens responderem que usualmente realizam uma atividade com determinada
mão, enquanto as mulheres tendem a responder que sempre utilizam aquela mão.
26
Acredita-se que possa haver relações genéticas no desenvolvimento da dominância esquerda,
mas seguramente há influências culturais na definição do fenótipo (BRYDEN et al., 1997). Os
indivíduos canhotos são constantemente forçados a utilizarem sua mão direita, tanto pela falta de
conhecimento de alguns pais e educadores, como pela falta de produtos específicos destinados a
esse público. Bourassa et al. (1996), investigando a dominância ocular, comentam que
aproximadamente 30% da população preferem utilizar o olho esquerdo em detrimento do direito,
e que isso pode ser um sinal de que o indivíduo canhoto, durante o seu desenvolvimento, foi
forçado a desenvolver habilidade com sua mão direita. Os canhotos também têm sido associados a
algumas condições clínicas e comportamentais, abrangendo desde vocação artística e elevado
índice de inteligência até a uma menor perspectiva de vida (AGTMAEL, et al., 2001).
Mais especificamente com relação às forças manuais, Kirkpatrick (1956) relata que há uma
tendência, baseada em experiências anteriores, de estimar que a força de preensão da mão
dominante seja 10% maior que a da mão não dominante (regra dos 10%). A partir dessa
prerrogativa, os diagnósticos e procedimentos de tratamentos eram projetados, utilizando-se como
referência a medição da mão sadia e estimando a quantidade de força que havia sido perdida na
mão lesionada.
Essa regra dos 10% parece ser verdadeira para os indivíduos destros, mas não para os
canhotos. A maioria dos estudos aponta que a mão dominante dos destros é mais forte em 6% a
14% que a não-dominante (PETERSEN et al., 1989; IMRHAN; LOO, 1989; CROSBY et al.,
1994; IMRHAN; JENKINS, 1999; LINDAHL et al., 1994; O’DRISCOLL et al., 1992). Para os
canhotos, os estudos apontam que a mão dominante é igualmente ou apenas ligeiramente mais
forte (1-2%) que a mão não-dominante (CROSBY et al., 1994; PETERSEN et al., 1989;
SCHMAUDER et al., 1992).
Há, entretanto, pesquisas que contestam inteiramente esta regra. Armstrong e Oldham
(1999) não observaram diferenças entre as mãos dominante e não-dominante dos canhotos e,
dentre os destros, foi observada uma diferença significativa, mas menor de 3%. Mathiowetz et al.
(1985a) não observaram diferenças significativas na força manual entre destros e canhotos, e
comentam que alguns destros podem realizar mais força com a mão esquerda (não-dominante).
Hanten et al. (1999) obtiveram maiores resultados na mão não-dominante dos canhotos que na
mão dominante e Imrhan e Sundararajan (1992) não observaram diferenças significativas na força
de tração associada a preensões digitais entre as mãos esquerda e direita.
Segundo Hanten et al. (1999), as razões que levam os canhotos a apresentarem pouca
diferença entre as mãos dominante e não-dominante não são fáceis de serem compreendidas.
Podem ser resultantes do condicionamento do indivíduo canhoto em utilizar sua mão não-
27
dominante para a realização de inúmeras atividades da vida diária, ou devido a uma maior
simetria na organização dos hemisférios cerebrais em comparação com a grande lateralização dos
indivíduos destros.
Associações da lateralidade com outros fatores também foram propostas na literatura:
Gênero: Nicolay e Walker (2005) observaram que a mão dominante do gênero feminino
foi 21,4% mais forte que a não-dominante, enquanto que no gênero masculino não houve
diferença. Caporrino et al. (1998) observaram que a mão dominante foi em média 10% mais
forte que a não-dominante no gênero masculino e 12% no gênero feminino. Contrário a estes
resultados, Schmauder et al. (1992) relatam que, dentre os destros, a mão dominante do gênero
masculino foi 9,3% mais forte que a não-dominante, enquanto que no gênero feminino essa
diferença foi de apenas 4,5%; para os indivíduos canhotos não houve diferença entre as mãos
dominante e não-dominante.
Idade: Ager et al. (1984) e Fullwood (1986), analisando forças manuais em crianças de 5 a
12 anos, observaram uma fraca influência da lateralidade na força, indicando que essa variável
pode ser ainda inconsistente para essa faixa etária.
Tipo de preensão: Araújo et al. (2002) obtiveram valores de força estatisticamente maiores
nas mãos dominantes para as preensões tridigital e pulpo-lateral. As forças para a preensão
bidigital polegar/indicador não apresentaram diferenças significativas quanto à lateralidade.
Atividade ocupacional: Josty et al. (1997) analisaram as forças de preensão palmar e digital
entre indivíduos com diferentes demandas manuais no trabalho e observaram que não houve
variação na força entre as mãos dominante e não-dominante dos sujeitos que realizavam
atividades manuais pesadas, mas houve entre os indivíduos que não realizavam atividades manuais
ou realizavam atividades leves.
2.2.1.5 Fadiga
As pesquisas que buscam avaliar a fadiga muscular em atividades manuais normalmente
apresentam duas abordagens: contrações mantidas por determinado tempo e contrações repetidas.
Nicolay e Walker (2005) avaliaram a resistência do indivíduo à fadiga nas duas abordagens.
Mensuraram a força em 10 repetições e em contração mantida por 30s. Na atividade repetitiva, a
maioria dos sujeitos apresentou uma queda significativa na força obtida nas últimas três repetições
em comparação com as primeiras três repetições. Entretanto, 20% dos indivíduos apresentaram
maiores forças nas últimas medições que nas primeiras. Na contração mantida por 30s, foi
28
observada uma perda média de 39% da força inicial, sendo que a mão dominante apresentou uma
queda mais sensível (41%) que a mão não-dominante (36%).
Montazer e Thomas (1992) investigaram a perda de força decorrente de 200 contrações
musculares consecutivas em preensão palmar, com duração de 3 segundos e intercaladas com um
intervalo de 15 segundos. Surpreendentemente, a redução na força foi mais acentuada nas
primeiras 100 medições (40%), e mais suave nas demais 100 medições (10%). Após a 30ª e 40ª
medições surgiram reclamações de rigidez muscular e dores nas mãos.
Lindahl et al. (1994) analisaram a resistência de indivíduos do gênero masculino ao
aplicarem a força máxima de preensão palmar em um intervalo de 30s, observando tanto o
crescimento quanto a redução da força (fadiga). Observaram que a mão dominante apresentou
um aumento de força significativamente mais rápido que a mão não-dominante, mas não houve
essa diferença quanto à taxa de decrescimento da força.
Nwuga (1975) avaliou o tempo que o indivíduo leva para fatigar-se, denominando essa variável
como índice de resistência à fadiga. Esse índice foi definido como o intervalo de tempo entre o início
da contração mantida até o momento em que a força cai para 50% da força inicial. Foi observada uma
tendência de diminuição do índice de resistência conforme a força de preensão aumenta, apenas nas
mulheres. Não houve diferença significativa entre o nível de resistência entre os gêneros.
Nguyen et al. (2000) avaliou a FPP em dois momentos: pré-fadiga e pós-fadiga. A força
isométrica era medida primeiramente, o indivíduo realizava uma atividade manual fatigante por 3
minutos e, então, havia novamente uma medição. Não foram encontradas diferenças significativas
entre os resultados das duas medições.
2.2.1.6 Flutuações da força em relação ao tempo
Bechtol (1954) afirma que a força manual pode variar em até 30% durante o dia, sendo que
o período em que se consegue realizar mais força está entre 16h e 20h e o período em que se
realiza menos força é o começo da manhã. Para indivíduos hipoglicêmicos, a capacidade muscular
pode ser reduzida em 10% após a refeição. Bechtol (1954) acrescenta ainda que a força manual
varia muito pouco de dia para dia, não chegando a 10%.
Investigando essas afirmações, McGarvey et al. (1984) estudaram a variação da força de
preensão palmar durante o dia em três horários diferentes: 8h30, 12h30 e 16h30. Os autores
observaram que a força foi significativamente menor de manhã que nos dois demais períodos (o
aumento variou de 5% a 7,2%), corroborando as afirmações de Bechtol (1954).
29
Young et al. (1989), tendo em vista as pesquisas anteriores, procuraram analisar a variação
da força entre os períodos matutino e vespertino e entre dias diferentes. Fizeram duas medições
por semana durante três semanas, sendo medida a força pela manhã, entre 9h e 11h, e à tarde,
entre 13h e 15h. Não encontraram nenhuma diferença entre a força realizada na manhã e a
realizada à tarde, mas as forças variaram significativamente durante as semanas, chegando a 17,6%
de diferença, contrariando os resultados de Bechtol (1954) e McGarvey et al. (1984).
Segundo Young et al. (1989), essa variação não deve ter sido causada por um possível ganho
de massa muscular ou influência do aprendizado durante o estudo, pois as forças tenderam a
serem maiores nos primeiros dias e decaíram nos últimos. Relacionam essa variação ao nível de
energia dos sujeitos e a fatores subjetivos, como humor e motivação.
2.2.1.7 Atividade da vida diária (AVD)
Crosby et al. (1994) encontraram uma forte correlação entre o tipo de atividade que os
sujeitos realizavam nas horas livres e a força de preensão palmar. Os autores observaram que os
indivíduos cujas atividades de lazer apresentavam maior demanda física realizaram mais força que
os indivíduos cujas atividades eram mais leves. Neste mesmo estudo, as atividades ocupacionais
não apresentaram tão forte correlação quanto às atividades de lazer.
Josty et al. (1997) analisaram a força de preensão palmar e a força de preensão digital
pulpo-lateral entre indivíduos cujas demandas de esforços manuais no trabalho caracterizavam-se
por pesadas, leves e não-manuais. Não foram observadas diferenças na força de preensão entre os
indivíduos que realizam atividades manuais leves e pesadas, mas os indivíduos que não realizam
atividades manuais se mostraram significativamente mais fracos que os dois demais grupos.
Bechtol (1954) argumenta que a atividade física pode aumentar a força de preensão
somente se esta atividade estiver diretamente relacionada à execução de fortes preensões.
Indivíduos que trabalham com carregamento constante de pesos não apresentam maior força de
preensão enquanto que trabalhadores que utilizam constantemente alicates ou ordenham vacas
apresentam maior força de preensão. Acrescentam ainda que, mesmo após longos períodos sem
realizar tais atividades, a força manual permanece estável.
2.2.2 Variáveis anatômicas, biomecânicas e da tarefa
A localização e o tamanho dos objetos, ferramentas e equipamentos alteram a postura do
punho e dos dedos, modificando a posição e comprimento da musculatura em relação às
30
articulações dos membros superiores (SHIH; OU, 2005; ROMAN-LIU; TOKARSKI, 2005). Sob
diferentes posicionamentos a força manual certamente sofrerá alterações, pois há mudanças na
relação de comprimento-tensão dos músculos (RICHARDS, 1997; DEMPSEY; AYOUB, 1996).
Roman-Liu e Tokarski (2005) avaliaram 24 diferentes posturas dos membros superiores em
5 ações biomecânicas: levantamento de peso, preensão palmar, compressão, torque em supinação
e torque em pronação, com o objetivo de gerar padrões biomecânicos capazes de estimar a força
de um indivíduo sob determinada postura. Observaram que os diferentes posicionamentos
afetaram significativamente todas as forças realizadas, mas essa influência foi diferente para cada
ação mecânica. Esses resultados indicam que, no projeto de produtos e tarefas, deve-se pensar na
ação mecânica a ser efetuada e na postura respectiva que maximize essa performance. Assim,
abaixo foram organizadas as principais posturas avaliadas na literatura indicando como a ação
biomecânica é afetada.
2.2.2.1 Postura corporal
Teraoka (1979) mensurou forças de preensão palmar sob três diferentes posturas corporais,
observando que os indivíduos conseguiram realizar mais força na postura em pé, seguida da
sentada e por último a deitada. Balogun et al. (1991) também observaram maiores valores de
força na postura em pé que na sentada. Catovic et al. (1989) e Catovic et al. (1991), entretanto,
não observaram diferenças entre essas duas posturas.
Avaliando o torque manual em diversas posturas corporais, Mital e Sanghavi (1986)
obtiveram forças significativamente maiores na postura em pé que na sentada, quando eram
utilizadas chaves-inglesas. Com o uso de chaves de fenda, o torque foi significativamente maior na
postura sentada.
Quanto à comparação entre as posturas sentada e deitada, Richards (1997) questiona os
resultados de Teraoka (1979). Os autores obtiveram forças iguais em ambas as posturas e
apontam que uma possível explicação para a diferença nos resultados possa estar no
posicionamento empregado por Teraoka na postura deitada – os indivíduos tinham que
suspender o braço da cama em 3 a 5 cm e então realizar a contração voluntária máxima. Isso pode
ter dividido a capacidade muscular entre a preensão palmar e a suspensão do braço. Os autores
comentam que esses resultados são particularmente interessantes para possibilitar a avaliação de
força manual em indivíduos que estão impossibilitados de sair do leito, assim, os dados obtidos
podem ser comparados com as normas clínicas realizadas na postura sentada.
31
Mital (1986) avaliou o torque realizado com ferramentas manuais em 21 diferentes
posicionamentos corporais. Estas posições combinavam posturas em pé, sentada, ajoelhada,
agachada e deitada, com inclinações do tronco e alinhamentos vertical e horizontal da ferramenta.
Os autores afirmam que o torque manual não variou significativamente com as diferentes
posturas, apenas nas posturas mais extremas.
Kim e Kim (2000) avaliaram o torque manual em 15 diferentes posicionamentos corporais,
combinando posturas em pé, sentadas, ajoelhadas e deitadas com diversas alturas da ferramenta. A
postura que apresentou os maiores valores de força foi com o indivíduo em pé, a ferramenta
alinhada horizontalmente e na altura do olho do indivíduo. As piores posturas foram em pé,
ferramenta alinhada verticalmente e posicionada acima da cabeça, e ajoelhado com um joelho no
chão, ferramenta alinhada verticalmente e posicionada acima da cabeça, para os gêneros
masculino e feminino, respectivamente. Os autores observaram que, em geral, a ferramenta
posicionada na altura do olho proporcionou os melhores resultados, enquanto que acima da
cabeça o torque sofreu as maiores reduções.
2.2.2.2 Angulações do ombro e cotovelo
Mathiowetz et al. (1985b) realizaram uma avaliação da força de preensão palmar e digital e
obtiveram maiores valores de força com o cotovelo em 90º de flexão do que totalmente estendido.
Entretanto, Balogun et al. (1991), Kuzala e Vargo (1992), Su et al. (1994) e Kim e Kim (2000)
obtiveram maiores valores com o cotovelo em 0º de flexão (estendido) e menores conforme o
cotovelo era flexionado (45º, 90º e 135º).
Su et al. (1994) investigaram três diferentes ângulos de flexão do ombro: 0º, 90º e 180º
(Figura 8). Obtiveram que a postura que gerou maior força foi com o ombro em 180º de flexão.
Os autores acreditam na hipótese de que nesta postura os músculos envolvidos na preensão
palmar poderiam estar esticados além da sua posição normal e isso poderia resultar em posturas
mais eficientes para a realização do ato preênsil.
Também avaliando a articulação do ombro, Imrhan e Jenkins (1999) obtiveram resultados
controversos. Os autores mediram o torque manual em três ângulos de flexão do ombro no plano
sagital (30º, 90º e 130º), e o cotovelo totalmente esticado. Obtiveram maiores índices de força na
posição mais inferior (30º), decaindo conforme se aumentava o ângulo da articulação do ombro.
Uma possível explicação para essa ocorrência é a diferente exigência muscular para a realização da
preensão palmar e de torque, podendo interferir na articulação do ombro.
32
Figura 8. Movimentos mais comuns do ombro. Imagens adaptadas de Kapandji (1987, p. 13, 15 e 19).
Kattel et al. (1996) avaliou, além de posições do punho, duas posições de abdução do
ombro (0º e 20º) e três ângulos de flexão do cotovelo (90º, 135º e 180º) na FPP. Observaram
que a força foi significativamente maior com o ombro em 0º de abdução do que em 20º. Quanto
ao cotovelo, observaram que a FPP foi significativamente superior com a flexão em 135º do que
em outros ângulos.
2.2.2.3 Desvios de punho
Os desvios de punho causam compressão dos tendões flexores dos dedos contra as paredes do
túnel do carpo e outras estruturas internas. Nas posições estendida e flexionada, a compressão das
membranas sinoviais (que envolvem os tendões) também leva a um aumento de tensão no nervo
médio que, aliada a ações repetitivas, pode resultar na Síndrome do Túnel do Carpo (IMRHAN,
1991; ARMSTRONG; CHAFFIN, 1979). Por esses motivos, a influência de posições não neutras
do punho sobre a força de preensão digital tem sido bastante estudada recentemente (Figura 9).
Figura 9. Desvios de punho (flexo-extensão e radio-ulnar) e desvios de antebraço (prono-supinação).
Adaptado de Kapandji (1987, p. 109 e 143).
33
De acordo com Kapandji (1990) a posição do punho que proporciona a máxima eficiência
dos músculos que controlam os dedos (especialmente os flexores) para a realização das preensões é
com uma pequena extensão do punho (40-45º) e ligeiro desvio ulnar (15º).
A Tabela 1 apresenta os resultados de alguns trabalhos que estudaram essas relações entre a
força manual e diferentes posições do punho. Pela análise dos dados, pode-se observar que, em
todas as preensões, a posição neutra parece ser a mais vantajosa e a flexão parece ser a mais
prejudicial à aplicação de forças. Os desvios radial e ulnar não apresentam grandes diferenças
entre si (para mais informações sobre as preensões digital e palmar, veja seções 2.4.1 e 2.4.2).
Tabela 1. Variação das forças de preensão digital e palmar de acordo com desvios de punho (valores em kgf).
Estudo Gênero Posição do
punho
Tipo de preensão Bidigital indicador
Bidigital médio Tridigital Pulpo-
lateral Palmar
Imrhan (1991) n = 30 Idade: 18,6 - 50 anos OBS: foram tomadas as forças máximas
Masc. Neutro 7,1 6,9 9,6 9,8 - Extensão 5,0 4,6 6,8 7,7 - Flexão 4,2 3,9 5,5 6,5 - Desv. Radial 5,0 5,0 7,4 8,5 - Desv. Ulnar 5,0 4,7 6,9 7,9 -
Dempsey e Ayoub (1996) n – 16 (M8 e F8) Idade: 19 - 40 anos OBS: foram tomadas as médias de forças mantidas em um intervalo de tempo.
Masc. Neutro 5,7 5,5 7,5 8,8 - Extensão 5,2 4,8 6,9 8,2 - Flexão 4,2 4,3 5,4 7,1 - Desv. Radial 4,9 5,2 6,8 8,2 - Desv. Ulnar 5,2 5,1 6,7 8,2 -
Fem. Neutro 3,8 3,3 5,1 5,3 - Extensão 3,5 3,2 4,5 4,7 - Flexão 2,9 2,8 3,5 4,1 - Desv. Radial 3,4 3,1 4,5 4,6 - Desv. Ulnar 3,5 3,2 4,4 4,6 -
Shih e Ou (2005) n = 30 (M15 e F15) Idade: 19 - 30 anos OBS: foram tomadas as forças máximas
Masc. Neutro - - 9,9 - - Extensão - - 9,2 - - Flexão - - 8,3 - -
Fem. Neutro - - 5,9 - - Extensão - - 5,5 - - Flexão - - 4,9 - -
Kraft e Detels (1972) n = 20 (M10 e F10) Idade: 19 - 57 anos
Masc. e Fem.
Neutro 6,3* - - - 35,4 Extensão 15º 6,3* - - - 35,4 Extensão 30º 6,3* - - - 35,4 Flexão 5,4* - - - 30,4
Lamoreaux e Hoffer (1995) n = 12 Idade: 25 - 60
** Neutro 5,9 - - 6,3 21,3 Desv. Radial 5,4 - - 5,9 14,0 Desv. Ulnar 5,4 - - 5,4 14,5
* Não explicitam qual tipo de preensão digital foi empregada, portanto os valores correspondentes na Tabela podem não ser de preensão bidigital polegar-indicador. ** Não foi possível identificar gênero da amostra.
Estes resultados são respaldados pelo conhecimento anatômico dos membros superiores, onde
se afirma que os tendões flexores do punho ficam relativamente encurtados quando o punho está na
posição neutra; esse encurtamento é agravado com a flexão do punho (KRAFT; DETELS, 1972).
34
Alguns estudos realizaram abordagens mais complexas com relação a posturas do punho.
Pryce (1980) investigou a força de preensão palmar em diversas posições do punho, combinando
as seguintes posturas: neutro, 15º e 30º de desvio ulnar, 15º de flexão e 15º de extensão.
Obtiveram maiores valores de força nas posturas: neutro + 15º de extensão, 15º de desvio ulnar +
15º de extensão, neutro + 15º de desvio ulnar, e totalmente neutro.
O’Driscoll et al. (1992) analisaram as posturas do punho assumidas pelos indivíduos ao
realizarem a força máxima de preensão palmar. Observaram uma consistência nos resultados,
sendo a postura assumida pelo punho dominante de 35º de extensão e 7º de desvio ulnar e de 40º
de extensão e 2º de desvio ulnar pelo punho não dominante. Os autores observaram que esta
postura é altamente reproduzível, não difere entre os gêneros e não é afetada pela fadiga. Outros
desvios de punho também foram investigados (10º a 15º de flexão, extensão, desvio ulnar e desvio
radial) e apresentaram menores forças de preensão palmar que a postura escolhida pelos sujeitos.
Ainda neste estudo, O’Driscoll et al. (1992) também analisaram os desvios de punho com
relação à abertura da preensão e observaram que a extensão estava inversamente relacionada à
posição do dinamômetro, de modo que quanto maior a abertura da preensão, menor o grau de
extensão do punho. Para os indivíduos de mãos menores essa relação foi mais acentuada. Os
desvios ulnar e radial não foram influenciados pela posição do dinamômetro.
Kattel et al. (1996) analisaram a força de preensão em diversas posturas dos membros
superiores. Quanto ao punho, foram avaliadas combinações de desvio ulnar e flexão do punho e
observaram que quanto maior o ângulo de desvio do punho, tanto em flexão quanto em desvio
ulnar, maior a redução na força manual. A força máxima foi obtida na postura neutra do punho.
Configurando-se como uma exceção, Hazelton et al. (1975), em um estudo mensurando as
forças individuais dos dedos na preensão bidigital, obtiveram maiores forças com o punho em
desvio ulnar do que em posição neutra. Os autores propõem explicações para a variação da força
resultante de desvios de punho. Também nesse sentido, Nguyen et al. (2000) obtiveram maiores
forças de preensão palmar com o punho em 45º de flexão do que na postura neutra, embora a
diferença não tenha sido significativa. Com o punho em 45º de extensão, a força sofreu uma
redução de 37%.
2.2.2.4 Força dos dedos
Ohtsuki (1981) desenvolveu um estudo para investigar a força da contração voluntária
máxima de cada dedo da mão, exceto o polegar, e a atividade eletromiográfica gerada pelos
flexores dos dedos. Como resultado, notou que quando os dedos atuavam individualmente, suas
35
forças eram significativamente maiores que quanto atuavam em associação com outros dedos
(sendo estabelecidas as proporções de cada dedo para a força total), e essa redução tende a
aumentar conforme aumenta o número de dedos atuando na preensão.
Além disso, a contribuição de cada dedo para a força total também foi analisada por
Ohtsuki (1981), sendo o dedo médio o maior colaborador (33%), seguido pelo anelar (27-28%),
indicador (24-25%) e mínimo (15%). Anatomicamente, o dedo médio apresenta maiores
condições para a realização de força, e o mínimo a menor. Também relata que o dedo indicador é
o que mais perde força na associação com outros dedos, e isso pode ser devido a sua ação ser
controlada majoritariamente pelo músculo flexor digital superficial, enquanto os demais são
controlados pelo flexor digital profundo. Isso explicaria a menor força e a maior destreza deste
dedo (LONG; BROWN, 1964 apud OHTSUKI, 1981).
Amis (1987) investigou as forças de preensão palmar em cilindros de vários tamanhos,
observando a força individual que cada dedo realizava, bem como a contribuição de cada um de
seus segmentos: falanges distal, média e proximal. Observaram que a falange distal foi
significativamente mais forte que a falange média ou proximal em todos os dedos, enquanto estas
últimas não apresentaram diferenças significativas ente si na contribuição para a FPP. Com
relação aos dedos, observaram que ambos os dedos médio e indicador contribuíram em 30% cada
para a FPP, enquanto que os dedos anelar e mínimo contribuíram com 22% e 18%,
respectivamente.
Fransson e Winkel (1991) investigaram a força aplicada por cada dedo durante atividade
simulada de uso de alicate. Observaram que o dedo que mais contribuiu para a força total foi o
dedo médio (33,6%), seguido pelo anelar (26,5%), indicador (21,2%) e mínimo (18,1%).
Talsania e Kozin (1998) avaliam a FPP por meio de um dinamômetro (NK Digits Grip –
Biotechnical Corporation) que mede a força de cada dedo para compor a FPP total. A
contribuição de cada dedo foi semelhante ao estudo de Fransson e Winkel (1991) e discordante
do estudo de Amis (1987), na seqüência: médio (35%), anelar (26%), indicador (25%) e mínimo
(15%). Entretanto, a diferença entre os dedos anelar e indicador foi estatisticamente significativa
apenas na mão não-dominante.
Kong e Lowe (2005a, 2005b), em uma avaliação de torque manual, desenvolveram uma
luva dotada de sensores de carga para coletarem as forças aplicadas por cada falange de cada dedo.
Discordando relativamente dos estudos anteriores quanto à ordenação dos dedos, observaram que
o dedo que apresentou a maior contribuição para a força total da mão é o dedo médio (35,5%),
seguido pelo indicador (28,0%), anelar (25,4%) e mínimo (11,1%). Também observaram que a
36
força dos dedos é mais concentrada na falange distal (35,9%), seguida da medial (22,9%),
proximal (21,0%) e metacarpal (20,2%) (ver Figura 10).
Kinoshita et al. (1996) avaliaram a contribuição de cada dedo em uma atividade de
levantamento de cilindros de pesos conhecidos com uma preensão pentadigital centrada. Os
dedos são apresentados em ordem de contribuição para a força total: polegar (40,88%), anelar
(18,18%), mínimo (16,76%), médio (12,6%) e indicador (9,58%). Os autores comentam que
essa maior contribuição dos dedos anelar e mínimo pode ser devido à estrutura da preensão, onde
a oposição do polegar estaria mais alinhada a estes dedos do que ao indicador e médio.
Figura 10. Ossos da mão, vista dorsal. Adaptado de Sobotta (1984, p. 364).
2.2.2.5 Distribuição da tensão aplicada na interface mão-pega
Welcome et al. (2004) realizam um estudo investigando a pressão de contato mão-pega na
preensão palmar sob três diâmetros de pegas cilíndricas (30, 40 e 48 mm). Os sujeitos deveriam
realizar a ação da preensão em cinco diferentes níveis de força (0, 15, 30, 50 e 75N) e aplicar força
de compressão sob quatro diferentes níveis (0, 25, 50 e 75N), sendo mantidas estáveis com auxílio
de acompanhamento visual. Os resultados indicaram que a pressão na interface mão-pega foi
proporcional à força de preensão, variando significativamente com o diâmetro da pega – sendo
maior na menor pega (30 mm) e menor na maior pega (48 mm). A mesma relação foi observada
com relação à compressão, mas com menor intensidade.
37
Aldien et al. (2005), aplicando a mesma metodologia do estudo de Welcome et al. (2004) e
dando continuidade a este, dividiram a mão em cinco regiões para melhor avaliar a pressão na
interface com as pegas. A Figura 11 representa a divisão empregada por Aldien et al. (2005),
entretanto, os autores não deixaram claro se consideraram as regiões 1, 2 e 3 como as falanges
distais, mediais e proximais, respectivamente. A região 4 apresentou geralmente as maiores tensões
aplicadas, entretanto, nas pegas de 30 e 40 mm, aparecerem também grandes tensões na região 1.
Pela análise da distribuição de tensão sobre a área da mão, os autores concluem que a maior pega
(48 mm) propicia uma melhor distribuição apenas quando considerada apenas a força de
preensão palmar, e, se considerado a compressão aliada à preensão, a menor pega (30 mm)
apresenta uma melhor distribuição e uma preensão mais estável.
Figura 11. Divisão da superfície palmar da mão em regiões. Adaptado de Aldien et al. (2005).
Kong e Lowe (2005a e 2005b), em uma avaliação da carga aplicada por cada dedo durante
aplicação de torque manual sob diferentes tamanhos de pega (25, 30, 35, 40, 45 e 50 mm),
observaram que a força concentrada nos dedos decaía conforme se aumentava o diâmetro da pega,
ou seja, nas pegas maiores havia uma melhor distribuição da carga em toda a superfície da mão.
Kinoshita et al. (1996) avaliaram a força aplicada pelos dedos em preensão digital para o
levantamento de cilindros com pesos suspensos. Os cilindros eram de três diâmetros (50, 75 e 100
mm) e foi observado que, independentemente do peso suspenso, a força aplicada pelos dedos foi
significativamente menor no cilindro de tamanho intermediário (75 mm), indicando que este
tamanho seria mais adequado à ação mecânica. Relatos subjetivos de conforto dos sujeitos
avaliados também indicaram uma preferência para o cilindro de 75 mm.
O tipo de preensão digital também foi analisado por Kinoshita et al. (1996). Observaram que
tensão total aplicada pelos dedos (soma das forças aplicadas por cada dedo) é inversamente
proporcional à quantidade de dedos compondo a preensão, isto é, quanto menos dedos, maior a força
38
aplicada, independentemente do peso suspenso. Os autores atribuem essa diferença à menor área de
contato na interface mão-objeto quando há menos dedos compondo a preensão, pois o atrito
necessário para segurar o cilindro estaria reduzido, demandando uma maior aplicação de força.
2.2.2.6 Uso de luvas
O uso de luvas é amplamente utilizado no ambiente industrial onde há operações manuais, com
o objetivo principal de proteger as mãos de lesões (SHIH; WANG, 1997). Shih e Wang (1996)
observaram o comportamento da força de torque com as mãos nuas e com o uso de cinco diferentes
tipos de luvas: cirúrgica, borracha, couro, algodão simples e algodão dupla (organizadas em ordem
crescente de espessura). Observaram que, com as mãos nuas, os sujeitos realizaram menos força que
com as luvas e o torque gerado tinha relação direta com a espessura da luva, de forma que se utilizando
das luvas mais espessas os sujeitos apresentaram maior torque que com as luvas mais finas. Os autores
comentam que essa característica é mais facilmente observada em pegas não circulares (triangular,
quadrangular e hexagonal) devido à proteção contra dores localizadas fornecida pelas luvas às mãos.
Dando continuidade ao estudo anterior, Shih e Wang (1997) avaliam três tipos de luvas
(algodão simples, algodão dupla e borracha) no torque aplicado em válvulas lisas e rugosas.
Observaram que o uso de luvas aumentou significativamente a quantidade de força aplicada em
comparação com as mãos nuas. Os maiores valores foram obtidos com a luva de borracha na pega
lisa e com a luva de couro dupla na pega rugosa. Os autores atribuem esses resultados ao maior
atrito gerado pela luva de borracha na superfície lisa e à eliminação, pelo uso da luva de algodão
mais grossa, de possíveis desconfortos causados pela rugosidade da superfície.
Em contrapartida, Swain et al. (1970) comparam o uso de luvas (lã com aplicações finas de
couro) na aplicação de torque manual com as mãos nuas e observaram que, com as luvas, o torque
manual foi significativamente reduzido.
Tsaousidis e Freivalds (1998) analisaram a influência do uso de uma luva de couro na FPP,
FPD (bidigital polegar-indicador) e torque. A FPP foi significativamente reduzida pelo uso de
luvas. Para a FPD e o torque manual, o uso de luvas não apresentou vantagem ou desvantagem
alguma. Os autores comentam que esses resultados podem ter sido causados por uma deterioração
na força aplicada pela mão devido à deformação do material da luva, além de perda da
sensibilidade ao tato.
Entretanto, em situações onde possa haver desconforto ou dor causados por superfícies
cortantes ou pontiagudas, o uso de luvas é recomendado e pode resultar em aumento de força
manual (TSAOUSIDIS; FREIVALDS, 1998).
39
2.2.2.7 Percepção subjetiva
Além dos aspectos biomecânicos, os aspectos de percepção dos sujeitos quanto ao
desconforto e esforço da atividade também merecem análise. Neste momento, é importante
considerar a diferenciação semântica de conforto e desconforto, para análises ergonômicas. Em
abordagens ergonômicas, o termo conforto é mais empregado em pesquisas de conforto térmico, e
o desconforto tem sido mais associado com questões biomecânicas e fisiológicas. Isso ocorre
porque o conforto é difícil de ser mensurado ou até mesmo percebido, enquanto o desconforto
pode ser associado com outros sintomas, como dor, formigamento, irritabilidade, dormência,
rigidez, etc.
Para BORG (2000), o uso de métodos para avaliar subjetivamente as tarefas e determinar
cargas aceitáveis de trabalho tornou-se um procedimento comum em abordagens ergonômicas,
associando-se as variáveis físicas à percepção subjetiva dos indivíduos considerados. Essas
avaliações subjetivas (condicionadas ao julgamento pessoal dos sujeitos) podem ser realizadas por
meio de escalas de percepção. Uma das escalas mais empregadas é a escala visual analógica (Visual
Analogue Scale – VAS), que se constitui de uma linha (horizontal ou vertical), freqüentemente de
10 cm de comprimento e com critérios nas extremidades representando um máximo e um
mínimo (por exemplo: máximo conforto – máximo desconforto) (BACCI, 2004). Collins et al.
(1997) recomenda o uso deste tipo de escala, em detrimento das escalas de categoria, afirmando
serem mais precisas. Huskisson (1983 apud BJÖRKSTÉN et al., 1999) também recomenda o uso
deste método, afirmando que as escalas VAS apresentam alta correlação, são simples, sensíveis,
facilmente reproduzíveis e universais.
Não foram encontrados relatos, na literatura, sobre avaliações subjetivas de percepção de
esforço ou desconforto nas avaliações de forças manuais. Uma exceção é o estudo de Swain et al.
(1970), avaliando a aplicação de torque em pequenos conectores. Os autores solicitaram que os
sujeitos estimassem a quantidade de força que seriam capazes de realizar no experimento e, pela
comparação dos resultados, observaram que essa medida é bastante imprecisa. Comentam ainda
que ocorreram mais freqüentemente superestimações que subestimações.
2.3 Força de preensão
As forças de preensão – força aplicada na a realização da preensão pura, seja digital ou
palmar, sem a associação com outros movimentos – são as variáveis mais amplamente estudadas
nas avaliações de força relacionada aos membros superiores. Mais recentemente, outras atividades
40
biomecânicas estão sendo associadas com as forças de preensão, como o torque simulando o
acionamento de maçanetas e abertura de frascos, ou a força necessária para rasgar embalagens e
romper lacres (tração). Neste capítulo serão discutidas as forças de preensão palmar e preensão
digital, juntamente com variáveis específicas deste tipo de avaliação.
2.3.1 Preensão palmar
De início, grande parte das pesquisas envolvendo a avaliação de forças manuais foi realizada
com enfoque voltado a tratamentos clínicos e reabilitação de pacientes, e, nesses estudos, a
variável mais comumente analisada era a força de preensão palmar (Figura 12). A medição da
preensão palmar também é amplamente empregada na indústria como um primeiro passo no
projeto tanto de ferramentas como de tarefas e postos de trabalho.
Figura 12. Preensões palmares: à esquerda, preensão dígito-palmar e à direita, preensão palmar plena.
Adaptado de Kapandji (1987, p. 273).
Mamansari e Salokhe (1996) mensuraram a força de preensão palmar em trabalhadores do
campo, juntamente com forças de outros grupos musculares (pernas, braços, ombro, costas e
levantamento de peso) e observaram que, de todas as forças mensuradas, a preensão palmar é a
que apresenta os menores valores para ambos os gêneros. Para as mulheres a maior força estava
nas pernas enquanto que os homens realizaram mais força ao levantar peso.
Edgren et al. (2004) e Edgren e Radwin (2000) avaliaram a força de preensão palmar como
um vetor, o que implica que tenha direção e sentido. Para isso, empregaram um dinamômetro
manual cilíndrico e tomaram duas medidas, uma com o sentido da força alinhado às juntas
metacarpais e a outra perpendicular à primeira (Figura 13). O ângulo do vetor resultante (F) foi
obtido a partir da mensuração dos dois vetores componentes (Fx e Fy) e foi significativamente
alterado pela dimensão da pega, mas não pelo gênero. Esperava-se obter maior força quando o
ângulo do vetor resultante (F) estivesse em 45º (situação em que a mão envolve a pega de maneira
41
mais uniforme). O ângulo de 45º foi obtido na pega de 51 mm, entretanto a força máxima foi
obtida na pega de 38 mm, apresentando um ângulo de 52º no vetor resultante (F). Nas pegas
menores, o ângulo do vetor resultante estava acima de 45º (maior força no Fy) e, nas pegas
maiores, o ângulo estava abaixo de 45º (maior força no Fx). Os autores comentam que alterações
no comprimento do músculo flexor digital dos dedos ao ser esticado nos tendões podem ter
alterado a relação esperada entre o comprimento dos dedos e a pega cilíndrica.
Figura 13. Equipamento empregado para a medição da FPP indicando os dois vetores componentes da
força. Adaptado de EDGREN et al. (2004).
Todos os estudos sobre a preensão palmar avaliaram a força realizada com apenas uma mão,
e com um limite relativamente restrito de abertura de preensão. Imrhan (1999, 2003) avaliaram a
preensão palmar realizada com as duas mãos ao mesmo tempo sob uma grande variedade de
aberturas de preensão (3,81-16,51 mm). Entretanto, devido à grande abertura do equipamento,
não foi aplicada a mesma preensão para todas as posições. Para os homens (IMRHAN, 2003), no
intervalo de aberturas de 3,81-8,89 mm, a preensão era dígito-palmar; a partir da abertura de
10,16mm, a oposição se deu com os dedos em oposição à parte pulpar do polegar apenas,
configurando-se uma preensão digital. No estudo anterior, tendo a participação de apenas
mulheres (IMRHAN, 1999), a preensão configurou-se como digital a partir da abertura de 8,89
mm. Os autores comentam que essas duas preensões são variações de uma mesma ação mecânica,
que a sua função não deve ser alterada.
2.3.1.1 Abertura da preensão
Conforme dito anteriormente, o equipamento mais empregado para a avaliação da força de
preensão palmar é o dinamômetro Jamar® (ver Figura 7). Uma das principais características deste
42
equipamento é o ajuste da posição da pega, possibilitando torná-la mais próxima da palma ou
mais afastada. A ASHT recomenda a utilização da segunda posição do dinamômetro para análises
clínicas (FESS; MORAN, 1981 apud MATHIOWETZ et al., 1984).
Muitos estudos procuraram avaliar a variável da abertura da preensão para a força de
preensão palmar, principalmente com o uso do dinamômetro Jamar®. Moreira et al. (2003 apud
VIDRICH FILHO et al., 2005) analisaram a força de preensão palmar na segunda e terceira
posições do dinamômetro Jamar® e observaram maiores resultados na segunda posição.
Contrariando estes resultados, Härkönen et al. (1993) observaram que todos os 204 indivíduos do
estudo, exceto as mulheres acima de 50 anos, realizaram maiores forças na terceira posição do
dinamômetro Jamar® (aprox. 60 mm). O’Driscoll et al. (1992) avaliou a força de preensão palmar
em todas as 5 posições do dinamômetro Jamar® e obteve maiores resultados na segunda e terceira
posições.
Em uma análise interessante, Crosby et al. (1994) avaliaram a variação da força de preensão
palmar nas 5 posições possíveis do dinamômetro Jamar® e observaram que 61% dos 214 sujeitos
analisados realizaram mais força na segunda posição do dinamômetro. Entretanto, os autores não
recomendam que somente essa posição seja avaliada, haja vista que 39% dos sujeitos realizaram
mais força em outras posições do dinamômetro.
Além das posições do dinamômetro Jamar® outras abordagens foram realizadas para avaliar
a abertura da preensão. Edgren et al. (2004) avaliaram a força de preensão palmar em pegas
circulares de 5 diferentes diâmetros (25, 38, 51, 64 e 76 mm) e obtiveram maiores valores de
força com a pega de 38 mm, seguida da pega de 51 mm. Os autores ainda discutem o fato de
muitos autores terem obtido maiores forças com a segunda posição do dinamômetro Jamar®, cuja
abertura corresponde a 47,6 mm. Entretanto, a estrutura do dinamômetro Jamar® funciona de
maneira mais próxima a um alicate, não podendo haver correspondência biomecânica a uma pega
cilíndrica.
Peebles e Norris (2000, 2003) avaliaram a FPP em três tamanhos de pega (30, 50 e 70
mm), tanto com a mão dominante quanto com as duas mãos ao mesmo tempo. Pelos resultados
apresentados, pode-se observar que, para a força de apenas uma mão, a pega de 50 mm foi a que
apresentou a maior média de força para ambos os gêneros, entretanto, para o gênero masculino a
diferença entre esta e a pega de 70 mm parece ser pequena. Os indivíduos acima de 70 anos
apresentaram maiores forças na pega mais larga. Para as duas mãos juntas, as pegas de 50 e 70 mm
apresentaram as maiores médias de força, ocorrendo maiores valores para a pega mais larga, em
ambos os gêneros.
43
Blackwell et al. (1999) avaliaram a FPP em quatro diferentes tamanhos de pega (diâmetros:
31,8; 41,4; 50,9; 57,3 mm) e observaram maiores valores nas pegas intermediárias (41,4 e 50,9
mm) em detrimento das extremas (31,8 e 57,3 mm). Os autores explicam que esses resultados
podem estar condicionados ao comprimento da musculatura envolvida – a melhor condição para
aplicação de forças seria quando o músculo está próximo da sua posição de repouso ao passo que
condições adversas podem ocorrer quando o músculo está encurtado (pega pequena) ou alongado
(pega grande). Essa relação deve também estar condicionada à antropometria manual, implicando
em projetos que proporcionem maximização da força de um indivíduo por meio da adequação
das pegas a diferentes antropometrias, inclusive podendo incluir diâmetros distintos para cada
dedo da mão, já que cada dedo apresenta uma extensão diferente (BLACKWELL et al., 1999).
Nos estudos que avaliaram a preensão com ambas as mãos (IMRHAN, 1999, 2003) foi
obtida como resultado uma tendência linear de decrescimento da força com o aumento da
abertura da preensão, ou seja, a preensão de ambas as mãos foi significativamente mais forte na
mais estreita abertura (3,81 mm) do que na mais ampla (16,51 mm). No primeiro estudo,
Imrhan (1999) identificou que a força caia linearmente a uma taxa de 18,5N por cm acrescido na
abertura de preensão. Comparando ambos os estudos (IMRHAN, 1999, 2003), observa-se que a
força dos homens decaiu mais acentuadamente que a das mulheres com o aumento da abertura de
preensão. A FPP com apenas uma mão foi também mensurada e, pela comparação dos resultados,
pôde-se observar que a FPP com duas mãos ficou longe de atingir o dobro da FPP de apenas uma
mão, conforme se esperava, sendo apenas 33% e 61% maior para os gêneros masculino e
feminino, respectivamente (IMRHAN, 1999, 2003).
Amis (1987) avaliando a FPP em cilindros de diversos tamanhos, observou que em todos os
diâmetros de cilindros estudados, e a contribuição da falange distal aumentava proporcionalmente
à diminuição do tamanho dos cilindros, ou seja, em cilindros maiores havia uma distribuição de
tensão mais homogênea entre as falanges.
2.3.1.2 Outras interfaces
Fransson e Winkel (1991) avaliaram a FPP aplicada em alicates, avaliando a preensão
tradicional e uma preensão invertida (que oferece o maior braço de alavanca aos dedos indicador e
médio). Foram avaliadas sete diferentes aberturas do alicate (41, 50, 60, 70, 80, 90 e 100 mm). A
maior força foi obtida com do emprego da preensão tradicional do alicate e a abertura do alicate
ótima, ou seja, a que propiciou a maior força resultante, foi de 50 mm para as mulheres e de 60
mm para os homens.
44
2.3.2 Preensão digital
As preensões digitais desempenham um papel crucial na manipulação de pequenos objetos,
tanto no ambiente ocupacional, principalmente na fabricação de objetos e na montagem de
componentes, tanto em ações da vida cotidiana, tais como escrever, segurar objetos, virar chaves,
preparação de alimentos, abertura de embalagens, manipulações finas, etc., (MITAL; KUMAR,
1998b; IMRHAN, 1994). Além disso, as preensões digitais têm sido associadas com doenças
ocupacionais (ARMSTRONG; CHAFFIN, 1979), e a medição da sua força pode ser utilizada
como uma forma de avaliar o progresso de tratamentos cirúrgicos no polegar (SMET et al.,
2004). Entretanto, apesar de extremamente relevante, o estudo das preensões digitais ficou por
muito tempo relegado a segundo plano. Enquanto a preensão palmar já estava sendo analisada em
detalhes, apenas nas últimas décadas a preensão digital passou a ser alvo do interesse dos
pesquisadores (IMRHAN; SUNDARARAJAN, 1992).
Para ser realizada, a preensão digital depende de movimentos coordenados dos dedos, em
especial o de oposição do polegar, exigindo uma boa mobilidade das articulações e força muscular
adequada (ARAÚJO et al., 2002). Apesar de constituírem-se movimentos mais delicados e
precisos, em muitos trabalhos industriais as preensões digitais são também empregadas para a
aplicação de grandes forças, principalmente em objetos que são pequenos demais para a preensão
palmar ser empregada, ou onde há restrições de espaço, posturas corporais inadequadas ou uma
orientação peculiar do objeto a ser manipulado (IMRHAN, 1991). Como o tamanho, a forma e a
localização dos objetos alteram a FPD, é muito importante o conhecimento dessas variáveis nesta
atividade (MITAL; KUMAR, 1998b).
2.3.2.1 Tipo de preensão digital
O tipo de preensão influencia muito a aplicação de força por parte do indivíduo, devido às
diferentes configurações assumidas pelos ossos, tendões, músculos e ligamentos. As preensões
digitais mais comumente estudadas estão apresentadas na Figura 14.
Pela análise dos vários estudos realizados é possível verificar certo padrão de variação da
força entre os tipos de preensão digital. Tomando-se da mais forte para a mais fraca, as preensões
podem ser ordenadas da seguinte maneira: preensão pulpo-lateral, preensão tridigital, preensão
bidigital polegar/indicador (terminal e subterminal) e preensão bidigital polegar/médio
(DEMPSEY; AYOUB, 1996; IMRHAN, 1991; ARAÚJO et al., 2002). Entretanto, essa
ordenação é ainda questionável, principalmente com relação às preensões tridigital e pulpo-lateral.
45
Ager et al. (1984), Imrhan e Jenkins (1999) e Imrhan e Rahman (1995) apresentaram valores
significativamente maiores para a preensão tridigital, em detrimento da pulpo-lateral. Outros
estudos não encontraram diferenças significativas entre estas duas preensões (MATHIOWETZ et
al., 1985a).
Figura 14. Preensões digitais mais comuns: A) preensão bidigital subterminal de oposição do polegar ao
indicador; B) preensão bidigital subterminal de oposição do polegar ao médio; C) preensão bidigital
terminal de oposição do polegar ao indicador; D) preensão tridigital de oposição do polegar aos dedos
indicador e médio; E) preensão de oposição do polegar à face lateral do indicador; e F) preensão
pentadigital. Adaptado de Kapandji (1987, p. 265, 267 e 271).
Outros tipos de preensão digital também foram investigados. Imrhan e Loo (1989)
avaliaram a força de preensão bidigital formada por cada dedo separadamente em oposição ao
polegar. A preensão que obteve a maior força foi a composta pelo dedo indicador, seguida pelo
dedo médio, pelo anelar e, por último, pelo mínimo. Os autores ainda agrupam essas preensões
em: preensões do indicador e médio, e preensões do anelar e mínimo, devido à similaridade na
magnitude de força. Catovic et al. (1989), em uma avaliação da força manual de dentistas do
gênero masculino, compararam a preensão pentadigital com a bidigital subterminal
polegar/indicador e a bidigital subterminal polegar/médio. A preensão pentadigital apresentou
50% mais força que a bidigital polegar/indicador e 55-65% mais força que a preensão bidigital
polegar/médio. Catovic et al. (1991), complementando o estudo anterior com dados do gênero
feminino, apresentaram valores semelhantes.
46
Uma abordagem diferente foi realizada por Hook e Stanley (1986). Os autores investigaram
a influência dos dedos remanescentes (não atuantes na preensão) na capacidade de geração de
força com a preensão bidigital polegar/indicador. Relataram que, na preensão com os demais
dedos estendidos, a força foi significativamente menor que com os dedos flexionados (junto à
palma). Para os homens, essa diferença chegou a 92,6%. Para as mulheres, a posição dos demais
dedos teve uma influência menor, mas ainda assim bastante relevante: 55,5%.
2.3.2.2 Abertura da preensão
Imrhan e Rahman (1995) analisaram a influência de pegas de 11 diferentes tamanhos na
FPD. Para as preensões bidigital e tridigital, a altura que apresentou os maiores resultados foi a de
44 mm. A preensão pulpo-lateral foi a mais prejudicada pelo aumento da altura da pega,
apresentando maiores valores com a menor altura (20 mm), e perdendo magnitude de força
gradativamente até 92 mm – acima desta abertura, nenhum indivíduo conseguiu realizar a
preensão adequadamente.
Dempsey e Ayoub (1996) avaliaram 4 tamanhos diferentes de alturas de pega (10, 30, 50 e
70 mm), em 4 tipos de preensão: pulpo-lateral, tridigital, bidigital polegar/indicador e bidigital
polegar/médio. Todas as alturas apresentaram magnitudes de força significativamente diferentes
entre si, sendo a de 50 mm a que apresentou a maior força em todas as preensões, seguida da de
30 mm, 70 mm e 10 mm. Como a pega de 50 mm é a mais próxima da de 44 mm, investigada
por Imrhan e Rahman (1995), entende-se que os resultados de ambos os estudos sejam
concordantes no que se refere às preensões tridigital e bidigital; permaneceram ainda divergências
quanto à preensão pulpo-lateral.
Entretanto alguns estudos discordam desses resultados. Shivers et al. (2002) investigaram a
abertura da preensão pulpo-lateral, variando de 0% (abertura mínima) a 100% (abertura máxima
possível de cada sujeito). Seus resultados indicaram que a força tendeu a crescer conforme
aumentava a abertura da preensão, atingindo a força máxima na abertura máxima (100%). Shih e
Ou (2005) mensuraram as forças da preensão tridigital em 4 alturas de pega (20, 40, 60 e 80
mm), e obtiveram maiores forças na pega de 80 mm, decaindo gradativamente até a pega de 20
mm, onde foram encontrados os menores valores.
Heffernan e Freivalds (2000) observaram grandes reclamações desconforto e surgimento de
doenças ocupacionais em uma estamparia, relacionados ao uso constante de preensões digitais.
Assim, para avaliar a demanda ergonômica dessa atividade, os autores desenvolveram um estudo
avaliando a força de preensão pentadigital máxima na manipulação de moldes de estampa de
47
vários tamanhos, representando seis aberturas de preensão (12,7; 38,1; 63,5; 88,9; 114,3 e 139,7
mm). Valores de força significativamente maiores foram observados nas duas menores aberturas
(12,7 e 38,1 mm), para ambos os gêneros. Conforme a abertura da preensão aumentava, a força
de preensão também decaída, sendo os menores valores obtidos na maior pega.
Os resultados destes últimos estudos levantam mais incertezas com relação à influência da
altura das pegas nas preensões digitais, indicando uma grande falta de conhecimento do
comportamento biomecânico da preensão sob diferentes interfaces e evidenciando a necessidade
de mais estudos nesta área.
2.3.2.3 Outras variáveis
Heffernan e Freivalds (2000) avaliaram, por meio de FSR (Force Sensor Resistor), a força
aplicada por indivíduos de ambos os gêneros ao manipularem moldes de estampa de várias dimensões
e pesos com preensão pentadigital. Observaram que os homens utilizaram 25-50% da sua força
máxima enquanto que as mulheres utilizaram 20-40% de sua força máxima. Esses resultados foram
inesperados, pois os homens, por serem significativamente mais fortes que as mulheres, deveriam
apresentar uma porção menor de sua capacidade máxima que as mulheres. Os autores comentam que,
provavelmente, o gênero feminino foi capaz de exercer um controle mais eficiente da força aplicada
devido a sua compleição muscular menor e maior quantidade de inervações.
2.4. Preensão associada à tração
Muitos estudos foram realizados avaliando as forças de tração e compressão, principalmente
como forma de estimar as capacidades humanas ou para facilitar diagnósticos clínicos. Nessas
avaliações normalmente o foco das atenções não está voltado à mão e ao manuseio de objetos, mas
sim à ação realizada com todo o corpo e o papel das mãos é apenas de representar a extremidade
anatômica que entra em contato com o equipamento medidor. Poucos estudos, todavia,
procuraram analisar essas atividades com enfoque no projeto de produtos e equipamentos,
representando uma grande lacuna de conhecimento nesta área.
Os resultados de Faletti et al. (1983 apud IMRHAN, 1994), avaliando forças de puxar e
empurrar tanto com preensões palmares quanto digitais em mulheres idosas, ilustram bem a
importância da avaliação dessas ações biomecânicas. Os autores identificaram que algumas
mulheres podem não ser capazes de utilizar alguns equipamentos domésticos com conforto, como
48
abrir a porta do fogão ou da geladeira e, aproximadamente metade dos sujeitos avaliados
apresentou grande dificuldade em abrir algumas portas de edifícios públicos.
2.4.1 Tipo de preensão
Kinoshita et al. (1996) avaliaram a posição que os dedos assumiam naturalmente ao realizar
várias preensões digitais em um objeto cilíndrico em associação a tração. As posições encontradas
(Figura 15) foram constantes entre os sujeitos, não apresentando variação relacionada ao gênero,
antropometria ou força aplicada.
Figura 15. Posições assumidas pelos dedos em diversas preensões em pegas cilíndricas e ângulos em
relação ao polegar. Adaptado de Kinoshita et al. (1996, p. 1168).
Fothergill et al. (1992) investigaram a influência de diferentes formatos de pega (puxadores
circulares, alças e barra cilíndrica) na força de tração manual, onde o indivíduo estava livre para
utilizar a preensão que melhor lhe conviesse. Foi observado que, nas pegas em que foram
empregadas preensões digitais (particularmente pentadigital subterminal e pulpo-lateral), a
quantidade de força realizada foi significativamente inferior às demais pegas, onde se utilizaram
preensões palmares (plena e dígito-palmar).
Imrhan e Sundararajan (1992) avaliaram a força de tração associada a três tipos de preensão
digital (bidigital polegar-indicador, tridigital e pulpo-lateral) medida em um dinamômetro com o
49
uso de uma tira de tecido (Figura 16). Observaram que a tração foi significativamente maior com
a preensão pulpo-lateral. A preensão tridigital também foi significativamente mais forte que a
bidigital. A força de preensão digital pura (força aplicada para realizar a preensão, isto é, para
aproximar os dedos) também foi mensurada, mas não foram encontradas correlações com a tração
manual, indicando que o conhecimento da FPD não é suficiente para estimar a força de tração de
um indivíduo.
Figura 16. Condições da avaliação de Imrhan e Sundararajan (1992).
Peebles e Norris (2000, 2003) avaliaram a tração com as preensões bidigital polegar-
indicador e tridigital, em três diferentes pegas. Analisando os resultados apresentados pode-se
observar que, aparentemente, a preensão tridigital apresentou maiores valores médios que a
preensão bidigital.
2.4.2 Características da pega ou produto
2.4.2.1 Dimensão e forma
Fothergill et al. (1992) avaliaram 4 diferentes tipos de pega para a tração manual, indicadas
na Figura 17. As pegas A e D apresentaram os maiores valores de força e possibilitaram a maior
superfície de contato com a mão, ao passo que as pegas B e C apresentaram significativamente
menores valores, sendo a de número C a pior. A interface das pegas com as mãos foi, segundo os
autores, um dos fatores determinantes da redução de força, pois as pegas que propiciaram uma
maior superfície de contato apresentaram maiores resultados de força. Além disso, o tamanho e
formato das pegas definiram o tipo de preensão empregada, o que, segundo mencionado
anteriormente, tem influência marcante nessa ação biomecânica.
50
Figura 17. Puxadores utilizados para avaliação de tração manual. Adaptado de Fothergill et al. (1992).
Imrhan e Sundararajan (1992) avaliaram a tração com o uso de preensões digitais em uma
tira de tecido (65 x 25 mm) e compararam os efeitos de uma área de contato restrita (menor) a
uma área de contato irrestrita (maior). Observaram que mesmo um pequeno aumento na
superfície de contato (não mensurado) possibilitou um aumento significativo na força resultante
(entre 18% e 19%).
Peebles e Norris (2000, 2003) avaliaram a tração com três pegas diferentes: uma tira de
tecido (40 x 40), e dois blocos revestidos de tecido, um de 20 mm de altura (20 x 40 x 40 mm) e
outro de 40 mm altura (40 x 40 x 40 mm). Pela observação dos dados pode-se notar que a pega
de 40 mm de altura possibilitou as maiores forças de tração.
2.4.2.2 Posição da pega
No estudo de Fothergill et al. (1992) a altura da pega em relação ao solo também
influenciou a geração de esforços, de forma que, das duas posições avaliadas (1 m e 1,75 m), a
mais baixa possibilitou valores maiores de esforços manuais (37% maior). Os autores concluem
que a interface mão/objeto é o fator de maior influência na capacidade de geração de forças
aplicadas, em detrimento de outros fatores. Imrhan e Sundararajan (1992) avaliaram duas
orientações da pega na tração manual, horizontal e oblíqua (aproximadamente 45º) e não
observaram diferenças significativas relacionadas a essa variável.
2.5 Força de preensão conjugada a torque
Em muitas atividades da vida diária as preensões manuais são aliadas a movimentos de
torção, com a realização de movimentos rotacionais. O torque manual pode ser realizado por
51
meio de três ações do punho e antebraço: pronação/supinação, extensão/flexão e desvios
ulnal/radial (Figura 18).
Figura 18. Atividades manuais com associação da preensão ao torque. Adaptado de Kapandji (1987, p.
267, 269, 275 e 281) e Shih e Wang (1997, p. 376). A e B – desvios radial/ulnar (abrir frascos, acionar
torneiras e válvulas horizontais); C – pronação/supinação do antebraço (uso de chaves de fenda, girar
maçanetas); D – flexão/extensão do punho (empregada, por exemplo, no acionamento do acelerador de
uma motocicleta); E e F – torque realizado com movimentos dos dedos (manejos delicados, acionamento
de botões ou na abertura de pequenas tampas).
O aspecto biomecânico dessas forças (torque) foi investigado por Khalil (1973 apud
SANDERS; McCORMICK, 1993), que realizou uma investigação eletromiográfica em alguns
músculos do braço e observou que o músculo que mais contribui para essa ação é o bíceps,
seguido do braquiorradial, tríceps e deltóide. O’Sullivan e Gallwey (2002) também avaliaram o
torque por meio de eletromiografia, especificamente em ações de pronação e supinação do
antebraço. Observaram que o bíceps estava ativo somente na supinação e o pronador redondo e o
deltóide estavam ativos apenas na pronação. Os músculos pronador quadrado, braquiorradial e
extensor radial curto do carpo foram ativados em ambas as ações.
O torque é muito empregado em tarefas industriais, apesar da existência de ferramentas e
equipamentos projetados com o objetivo de minimizar esses esforços. Segundo Imrhan e Jenkins
(1999), o uso destas ferramentas, tanto mecânicas quanto elétricas, é desencorajado devido à
possibilidade de causar danos nos equipamentos, e há ainda locais de trabalho com espaços tão
restritos (principalmente tarefas de manutenção em máquinas) que impõem restrições de acesso às
mãos, dificultando ainda mais as tarefas de torque.
52
Portanto, mesmo em indústrias altamente automatizadas, ferramentas manuais são
amplamente empregadas e, muitas vezes, sendo associadas com doenças ocupacionais – cerca de
10% do total de lesões na indústria estão relacionados ao uso de ferramentas manuais (MITAL;
SANGHAVI, 1986). Tendo em vista estes problemas, o principal objetivo do design é encontrar
a relação mais efetiva e segura entre o trabalhador e a ferramenta. Isto pode ser alcançado tanto
pelo projeto de equipamentos e tarefas que aliviem a carga biomecânica no ser humano, quanto
pela escolha de ferramentas adequadas à tarefa e ao trabalhador (MITAL; SANGHAVI, 1986).
Para isso, é necessário que a capacidade de realização de toque manual seja bem conhecida, por
meio de avaliações biomecânicas, e que parâmetros e normas sejam estabelecidos.
Nas pesquisas que se dedicaram a estudar as forças de torque são encontradas as seguintes
interfaces: ferramentas manuais, cilindros representando pegas, tampas de frascos, puxadores e
conectores, etc. Segundo Imrhan e Jenkins (1999) as variáveis que influenciam nesta atividade
são: características do objeto (acabamento superficial, dimensões, tipo de material, forma),
variáveis da tarefa (orientação da pega, tipo de movimento do punho, tipo de preensão
empregada), posicionamento anatômico do indivíduo e configuração do ambiente.
A seguir são apresentadas as principais variáveis envolvidas nas avaliações de torque,
relacionadas à interface mão-pega e a algumas variáveis biomecânicas.
2.5.1 Características da pega ou produto
Crawford et al. (2002) divulgou uma tabela indicando o torque necessário para a abertura
de tampas de frascos disponíveis no mercado e observaram que as embalagens fechadas a vácuo
exigiam um esforço maior que as que não utilizavam desse recurso. Os autores ainda compararam
os resultados de seus estudos com o torque encontrado nos produtos analisados e observaram que,
das nove embalagens da amostra, seis requeriam torque superior à capacidade muscular de
indivíduos de mais de 60 anos, e duas apresentaram demanda superior à capacidade até mesmo
dos indivíduos mais jovens (mais fortes).
Voorbij e Steenbekkers (2002) avaliaram o torque manual em uma simulação de abertura
de frascos de vidro, por indivíduos idosos. Recomendaram que o torque necessário à abertura de
uma tampa não poderia ser superior a 2 Nm. Com esse pré-requisito, 97,6% dos indivíduos com
mais de 50 anos seria capaz de abrir estas embalagens sem dificuldade.
53
2.5.1.1 Acabamento superficial
Superfícies rugosas parecem favorecer a aplicação de forças, pois permitem um maior atrito
na interface mão-objeto. Imrhan e Jenkins (1999) avaliaram dois tipos de pega, uma lisa e uma
rugosa (diâmetro de 5,715 cm), e observaram que a pega rugosa apresentou torque 15% mais
forte que a pega lisa. Pheasant e O’Neill (1975), comparando o torque entre cilindros lisos e
rugosos de diversos tamanhos, também observaram que a rugosidade aumentou
significativamente o torque manual.
Concordando com os estudos anteriores, Shih e Wang (1997) avaliaram o torque (desvios
ulnar/radial) aplicado em válvulas lisas e rugosas de diversos tamanhos e observaram que a
rugosidade favoreceu significativamente a aplicação de torque. Com a válvula rugosa, o torque foi
em média 17% maior do que com a válvula lisa.
2.5.1.2 Dimensões da pega
Crawford et al. (2002) avaliaram o torque necessário para a abertura de tampas de 12
diferentes tamanhos e formatos (diâmetros de 20, 50 e 80 mm combinados com alturas de 10, 20
e 30 mm). Os autores observaram que o torque aumentou proporcionalmente ao aumento da
altura e do diâmetro da pega, entretanto, para a pega de 80 mm a diferença não era significativa.
Os autores concluem que para as pegas maiores de 50 mm o tipo de preensão pode ser diferente
do utilizado para as pegas menores.
Pheasant e O’Neill (1975) analisaram a eficiência da interface mão-pega em preensão
palmar aliada a torque, comparando pegas de 7 tamanhos diferentes (10 – 70 mm, altura de 120
mm) com a superfície de contato da mão – o movimento realizado era de flexo-extensão. As pegas
de tamanho médio foram consideradas melhores para a atividade analisada, sendo que a pega de
50 mm apresentou o maior resultado de torque e a maior área de contato com a mão. Os autores
observaram que nas pegas pequenas a superfície de contato era insuficiente para garantir uma
preensão adequada e nas pegas maiores pode ter havido alguma influência ainda não clara da
musculatura na atividade.
Kong e Lowe (2005a, 2005b) avaliaram o torque (flexo-extensão) em cinco cilindros de
diâmetros variáveis (25, 30, 35, 40, 45 e 50 mm – altura de 130 mm) e observaram que a força
realizada pelos indivíduos aumentou conforme aumentava o tamanho da pega (não linearmente),
ou seja, a pega que proporcionou a maior força foi a de 50 mm, em concordância com os
resultados de Pheasant e O’Neill (1975). Kong e Lowe (2005a) também compararam o torque
54
obtido com a atividade muscular mensurada por eletromiografia para estimar a eficiência
muscular. Observaram que a maior eficiência (maior torque por menor atividade muscular) foi
obtida na pega de 50 mm.
Shih e Wang (1996), em uma avaliação de torque na mesma ação mecânica dos dois
estudos anteriores, apresentaram dados discordantes. Foram avaliadas pegas de 6 diferentes
diâmetros (25,4; 31,8; 38,1; 44,5; 50,8; 57,2; 63,5 mm), e observaram que o maior torque foi
obtido na maior pega e, decaindo gradativamente, o menor torque foi obtido na menor pega.
Adams e Peterson (1988) avaliaram o torque aplicado em pequenos conectores circulares de
três tamanhos (23, 38 e 51 mm), sendo que o maior tamanho (51 mm) apresentou
significativamente mais força que os dois menores. O tipo de ação muscular era de prono-
supinação. Os autores ainda avaliaram inúmeras outras variáveis (sentido de rotação,
posicionamento do conector, uso de luvas, tipo de preensão, etc.) e afirmaram que o tamanho do
conector foi a variável que mais fortemente influenciou o torque manual.
Swain et al. (1970) investigaram o torque manual efetuado em pequenos conectores de três
tamanhos: 10, 12,7 e 19 mm – a ação mecânica era prono-supinação. Foi obtido como resultado
uma correlação positiva entre o tamanho da pega e o torque efetuado, ou seja, quanto maior a
pega, maior é o torque.
Cochran e Riley (1986) avaliaram, em forças de tração, compressão e torque (flexo-
extensão), pegas de vários formatos em quatro diferentes perímetros (70, 90, 110 e 130 mm). Em
relação ao torque, foi observado que conforme o tamanho da pega aumentava, o torque também
aumentava proporcionalmente. Habes e Grant (1997), compararam o torque manual aplicado em
chaves de fenda de dois diâmetros (37 e 29 mm), e obtiveram resultados maiores
significativamente maiores na maior pega (aumento de 23% na força), concordando com o
estudo anterior.
Shih e Wang (1997) avaliaram o torque aplicado em desvios ulnar/radial em válvulas de
cinco diâmetros (55, 62, 75, 95 e 118 para as lisas e 55, 62, 69, 98 e 120 mm para as rugosas).
Observaram que os homens realizaram maiores toques com as maiores pegas (118 e 120 mm) e as
mulheres com as segundas maiores em diâmetro (95 e 95 mm). Os autores atribuem esse
resultado a diferenças na antropometria manual entre os gêneros.
2.5.1.3 Formato da pega
Crawford et al. (2002), avaliando tampas de frascos, observou que nas pegas com formato
quadrangular o torque era significativamente superior que nas pegas com formato circular; a força
55
gerada pela pega quadrangular foi aproximadamente 25,9% maior que com a pega circular, de
mesma dimensão.
Bordett et al. (1988 apud IMRHAN, 1994) analisou a força necessária para a abertura de
maçanetas de portas por mulheres idosas e observou que a força gerada variou de 2,7 Nm a 10,0
Nm, dependendo, dentre outros fatores (postura, lateralidade, direção do torque), da forma da
pega, sendo os melhores valores obtidos em maçanetas que apresentam um pequeno braço de
alavanca e os piores em pegas de forma esferóide.
Cochran e Riley (1986) avaliaram o torque (flexo-extensão) em nove formatos de pegas
(Figura 19), e observaram que as pegas que apresentaram os melhores resultados foram as
retangulares com maiores diferenças entre a largura e a altura (Z e Y), e os piores resultados foram
obtidos com a pega cilíndrica (C). A pega triangular também apresentou altos valores de torque,
enquanto que a pega quadrada apresentou baixos valores. Os autores atribuem esses valores ao
maior braço de momento disponíveis nas pegas retangulares.
Figura 19. Formatos de pega avaliados por Cochran e Riley (1986).
Shih e Wang (1996) avaliaram 4 diferentes formatos com relação ao torque em flexo-
extensão (circular, hexagonal, quadrangular e triangular). Observaram que as pegas mais angulosas
possibilitaram maiores resultados de torque que as menos angulosas, ou seja, a pega com formato
triangular apresentou os maiores resultados, a circular os menores e a pega quadrangular foi
superior à hexagonal.
Pheasant e O’Neill (1975) também realizaram comparações entre o torque manual
realizado com chaves de fenda e cilindros de volume equivalente. Os autores concluíram que,
apesar de terem faltado análises mais profundas das pegas das chaves de fenda, não observaram
diferenças significativas, tanto estatísticas quanto práticas, entre as pegas analisadas.
Mital (1986) analisou o torque gerado com 9 diferentes ferramentas (chaves de fenda e
chaves inglesas) de diversos tamanhos, e observou que, em geral, as chaves inglesas possibilitaram
a realização de maiores torques que as chaves de fenda. Dentre as chaves de fenda, o torque obtido
foi proporcional ao diâmetro da pega, entretanto, dentre as chaves inglesas, o comprimento da
ferramenta (braço de alavanca) não alterou o torque manual, contrariando o que era esperado.
56
Resultados semelhantes foram obtidos por Mital e Sanghavi (1986), sendo apresentado maior
torque com chaves inglesas em comparação a chaves de fenda e, dentre as chaves de fenda, maior
força foi realizada com a de maior cabo.
Kim e Kim (2000) avaliaram o torque em 5 diferentes ferramentas e equipamentos
comumente empregados na indústria. Em ordem decrescente de valores obtidos, os equipamentos
foram: volante de direção, chave-inglesa, pega cilíndrica, botão giratório e chave de fenda.
2.5.2 Variáveis biomecânicas relacionadas ao torque
Voorbij e Steenbekkers (2002) simularam em laboratório a ação da abertura de tampas de
frascos de vidro e observaram uma influência da lateralidade nesta ação mecânica. Os sujeitos
destros preferiram segurar o frasco com a mão direita (dominante) e abrir com a esquerda, ao
passo que os canhotos empregaram a esquerda (dominante) para segurar e a direita para abrir.
2.5.2.1 Tipo de ação mecânica
Imrhan e Jenkins (1999) avaliaram a força de torque com o eixo de rotação da pega sendo
perpendicular ao eixo central da mão, isto é, a mão envolvia a pega em preensão palmar plena e
realizava movimentos de extensão e flexão. O torque com o movimento de extensão foi 18%
maior que com o movimento de flexão; nos homens a flexão apresentou torque de 9,34 Nm e a
extensão de 11,1 Nm; nas mulheres a flexão apresentou 4,65 Nm e a extensão 5,47 Nm.
Adams e Peterson (1988) avaliaram o torque manual em três diferentes posições: o sujeito
posicionado de frente ao conector (movimento de prono-supinação), o sujeito posicionado ao
lado do conector (movimento de flexo-extensão) e o sujeito posicionado atrás do conector
(movimento de prono-supinação). Foi observado que o posicionamento lateral (flexo-extensão)
apresentou significativamente mais força que os outros dois posicionamentos.
Adams e Peterson (1988) também avaliaram o torque manual nos sentidos horário e anti-
horário (supinação e pronação, respectivamente), mas não foram encontradas diferenças
significativas nos resultados. Já Kramer et al. (1994) relataram torque 17% maior quando
realizado em pronação que em supinação.
Swain et al. (1970) também avaliaram a influencia da localização da pega em relação ao
sujeito, contrastando o posicionamento frontal ao posicionamento lateral, conforme Adams e
Peterson (1988). Assim como esses autores, Swain et al. (1970) obtiveram maiores forças no
posicionamento lateral em comparação ao frontal.
57
O’Sullivan e Gallwey (2002) encontraram diferenças significativas no torque realizado com
movimento de pronação e supinação, contrariando os resultados de Adams e Peterson (1988) e
Kramer et al. (1994). Obtiveram 20% maior força em supinação em comparação à pronação.
O’Sullivan e Gallwey (2002) comentam que a diferença encontrada no estudo de Kramer et al.
pode ser decorrente da postura restrita imposta para o antebraço. Acrescentam ainda que não há
razões fisiológicas para se acreditar que a pronação seja mais forte que a supinação, pois, em
estudos de anatomia avaliando a musculatura envolvida nestas atividades, é apontado que os
músculos supinadores do antebraço são 40% mais largos (e conseqüentemente mais fortes) que os
pronadores.
2.5.2.2 Orientação e posição da pega
Kong e Lowe (2005a) avaliaram o torque manual em duas orientações da pega: vertical
(eixo perpendicular ao solo) e horizontal (eixo paralelo ao solo) e observaram que na orientação
vertical o torque obtido foi 33,4% menor que na horizontal. Por meio de análises
eletromiográficas, os autores puderam observar que o músculo extensor é mais ativo na orientação
vertical enquanto que o músculo flexor é mais ativo na orientação horizontal, o que pode ter
influenciado os resultados.
Mital (1986) avaliou o torque em ferramentas manuais sob diversas posturas que envolviam
as orientações verticais e horizontais da ferramenta, mas esta variável não apresentou relação com
o torque manual. Entretanto, Mital e Kumar (1998a) comentam que é exercido um torque
aproximadamente 70% maior quando chaves inglesas estão na posição horizontal que na vertical.
Habes e Grant (1997), concordam com Mital e Kumar (1998a), mas afirmam que a diferença,
embora também significativa, é de apenas 13% (87% menor).
Kim e Kim (2000), analisando 15 posturas corporais pré-definidas, observaram que,
quando a ferramenta estava posicionada na altura do olho, os resultados de força foram maiores e,
quando estavam acima da cabeça, os resultados foram os mais baixos. Habes e Grant (1997)
observaram que o torque aplicado foi significativamente menor quando realizado na altura do
cotovelo em relação à posição na altura do ombro.
Adams e Peterson (1988) avaliaram o torque em conectores posicionados em 60% e 85%
do alcance máximo do sujeito, mas não encontraram nenhuma relação desta posição com o
resultado de torque. Habes e Grant (1997) também avaliaram essa variável e chegaram ao mesmo
resultado.
58
Mital e Sanghavi (1986) avaliaram o torque manual em diversas posturas corporais,
incluindo três distâncias de alcances horizontais (33, 58,4 e 71,1 cm), três diferentes alturas e
cinco diferentes ângulos do braço em relação ao plano sagital. As alturas e os ângulos do braço,
embora tenham apresentado, em algumas situações, diferenças significativas, não ofereceram
resultados práticos. O alcance, entretanto, apresentou resultados significativos, sendo que quanto
maior a distância, menor o torque realizado.
Shih e Wang (1997) avaliando o torque no acionamento de válvulas horizontais (desvios
ulnar/radial), observaram maiores forças com a pega posicionada na altura do ombro, seguida do
posicionamento na altura do cotovelo e menores valores quando a válvula estava localizada acima
da cabeça dos sujeitos. O acionamento acima da cabeça gerou uma postura flexionada do punho,
o que pode ter causado redução na força. Esta posição deve ser, portanto, evitada no projeto de
equipamentos (SHIH; WANG, 1997).
2.5.2.3 Tipo de preensão empregada
Adams e Peterson (1988), em sua investigação de torque manual em conectores circulares,
avaliaram o emprego de dois tipos de preensão: uma preensão tridigital pulpo-lateral (o polegar e
o indicador envolvem completamente o conector – ver Figura 18-E) e uma preensão bidigital
pulpar (apenas a parte pulpar das falanges distais do polegar e indicador efetua a preensão – ver
Figura 17-F). Foi obtida uma diferença significativa, sendo que a preensão tridigital, que envolve
o conector, resultou em torque duas vezes maior que a preensão com a ponta dos dedos.
59
3. JUSTIFICATIVAS E OBJETIVOS
3.1 Justificativas
O principal fator que motivou a delimitação deste objeto de estudo foi a percepção de que
muitas atividades ocupacionais, e principalmente muitos produtos industriais de consumo geral,
apresentam solicitações de força que limitam o acesso a alguns indivíduos; o projeto incorreto de
forças em tarefas e produtos também são um dos fatores causadores de DORT.
Conforme apresentado anteriormente (seção 1.2), apesar da tendência atual de substituição
do trabalho humano pelo automatizado, é amplo o número de atividades que demandam a
realização de grandes forças manuais, muitas vezes acima da capacidade biomecânica de certos
indivíduos. Essas demandas inadequadas de força são um dos fatores responsáveis pelo aumento
da ocorrência de doenças ocupacionais nos dias de hoje. Infelizmente, situações como essas não se
limitam ao ambiente de trabalho; há relatos de reclamações e acidentes relacionados ao uso de
produtos e embalagens que exigem a aplicação de forças excessivas para serem utilizados também
no ambiente doméstico.
Dentre todas as variáveis possíveis de serem analisadas em uma avaliação de forças manuais,
optou-se pelo estudo da força de puxar (tração) empregada em conjunto com a preensão digital
devido à identificação de que esta atividade é muito utilizada na manipulação de produtos,
conforme mencionado em estudo britânico. Nesse estudo, Peebles e Norris (2000, 2003)
identificaram, por meio de questionários enviados a designers, ergonomistas, projetistas e outros
profissionais, que a tração associada à preensão digital é uma das variáveis que apresentaram maior
interesse por esses profissionais durante o projeto de produtos. Além disso, há uma grande
carência de dados paramétricos, particularmente nesta área, para o projeto de produtos e tarefas,
como pôde ser observado na revisão bibliográfica.
A observação dos produtos e equipamentos utilizados nas atividades da vida diária (AVD)
confirma os apontamentos de Peebles e Norris (2000, 2003) quanto à importância e à trivialidade
da atividade definida como objeto de pesquisa. Essa ação é freqüentemente empregada em
atividades ocupacionais, especialmente quando o objeto é muito pequeno, o acesso ao objeto é
restrito ou quando o uso de ferramentas é impedido. Nas AVD, a tração com preensão digital é
também amplamente utilizada em situações como, por exemplo, puxar tiras de plástico ou papel
de embalagens longa-vida, remover lacres de tampas de frascos, rasgar sacos plásticos, romper
embalagens fechadas a vácuo, abrir gavetas, etc.
60
A importância da realização de uma abordagem experimental, no Brasil, inspirada no
estudo inglês (PEEBLES; NORRIS, 2000, 2003), fica justificada se forem consideradas as
diferenças existentes entre populações. Iida (2005) aponta que povos de origens diferentes
apresentam antropometria distinta, tanto na amplitude das medidas, quanto nas proporções. A
mesma influência populacional é encontrada na variável força. Como justificativa a esta
afirmação, pode-se citar o estudo de Fiutko (1987), que avaliou a força de preensão palmar em
duas amplas populações, de poloneses e kuwaitianos. Mesmo tendo sido empregados
rigorosamente os mesmos procedimentos metodológicos, foi observada uma diferença
significativa entre as duas amostras, sendo que os poloneses apresentaram aproximadamente 20%
mais força que os kwuaitianos.
Portanto, os resultados deste estudo (FIUTKO, 1987) apontam que a variável populacional
é importante e não pode ser desconsiderada nas avaliações biomecânicas de força, dificultando o
estabelecimento de padrões internacionais a serem aplicados a todos os produtos. Assim, é de
extrema importância a avaliação da capacidade de realização de forças manuais nos brasileiros. A
obtenção destes dados permitirá uma comparação com os dados obtidos na Inglaterra e a
confirmação ou negação de suas diferenças populacionais, delimitando mais precisamente sua
extensão.
Em síntese, pode-se concluir que a demanda por avaliações biomecânicas de forças manuais
é notória e a ausência de pesquisas nacionais exige a realização de esforços no sentido de preencher
estas lacunas.
3.2 Questão da pesquisa
A questão que estimulou o desenvolvimento deste trabalho foi: É possível empregar a base
de dados de força de uma população européia no projeto de produtos destinados a brasileiros,
visando a máxima usabilidade, segurança e conforto?
3.3 Hipótese
A hipótese proposta e que será testada neste trabalho é: a capacidade biomecânica de
aplicação de forças manuais da faixa da população brasileira estudada é diferente da capacidade
biomecânica da população inglesa de mesma faixa etária estudada por Peebles e Norris (2000,
61
2003), o que torna impraticável a utilização dessa base de dados para o design ergonômico de
produtos destinados a brasileiros.
3.4 Objetivos
3.4.1 Objetivo geral
Desenvolver um estudo biomecânico paramétrico, envolvendo indivíduos de uma amostra
populacional adulta, categorizados de acordo com os diferentes gêneros, objetivando especificar as
forças de manipulação empregadas nas atividades da vida diária (AVD), por meio de ações
funcionais simuladas (particularmente a tração associada a preensões digitais) possibilitando
apresentar parâmetros para o design ergonômico de produtos industriais seguros e confiáveis e
testar a hipótese da pesquisa.
3.4.2 Objetivos específicos
Avaliar a tração manual associada a preensões digitais (pulpo-lateral, tridigital
subterminal e bidigital polegar/indicador), resultante de contração voluntária máxima,
nas mãos esquerda e direita de indivíduos destros de ambos os gêneros;
Verificar a magnitude de força produzida na tração manual por diferentes tipos de preensão
digital, a saber: preensão digital pulpo-lateral, preensão tridigital de oposição do polegar aos
dedos indicador e médio e preensão bidigital de oposição do polegar ao indicador;
Identificar a influência de diferentes aberturas de preensão digital, obtidas por meio do
uso de pegas de três diferentes tamanhos (2, 20 e 40 mm), na tração manual máxima dos
indivíduos;
Comparar os resultados de força manual do recorte especificado da população brasileira
com dados de força de população inglesa (possibilidade advinda da similaridade
metodológica), objetivando comprovar ou refutar o uso desta base de dados para projeto
de produtos destinados a indivíduos brasileiros;
Identificar diferenças de força entre as mãos esquerda e direita e entre os gêneros do
grupo amostral;
62
Desenvolver uma metodologia de avaliação de forças manuais com indivíduos de uma faixa
etária restrita que possa ser replicada em futuras abordagens abrangendo outras faixas etárias,
que poderá resultar na formação de uma base de dados nacionais de forças manuais; e
Avaliar a percepção subjetiva do indivíduo com relação ao esforço realizado em cada
variável do experimento e confrontar esta variável com os resultados reais.
3.5 Tipo, técnica e estrutura da pesquisa
Esta pesquisa caracteriza-se por ser experimental, desenvolvida por raciocínio indutivo,
onde se procura simular em laboratório situações da vida diária dos indivíduos, especialmente
aquelas em que há aplicação de força no uso de produtos manuais. As técnicas aplicadas nesta
pesquisa são a medição da contração isométrica voluntária máxima da tração manual, sob
condições controladas, levantamento antropométrico da amostra e análise subjetiva do esforço.
Os processos e a estrutura de organização desta pesquisa estão apresentados na Figura 20.
Figura 20. Estrutura da pesquisa.
63
4. MATERIAIS E MÉTODOS
Os materiais, procedimentos e metodologia empregados neste estudo estão discriminados
resumidamente a seguir. É importante destacar que esta pesquisa é desenvolvida com apoio
FAPESP (processo n. 05/58600-7 – Anexo A) e a coleta de dados foi realizada de maneira
concomitante a outro estudo, intitulado: “Design Ergonômico: metodologias para a avaliação e
análise de instrumentos manuais na interface usuário x tecnologia”, desenvolvida e coordenada pelo
prof. Dr. Luis Carlos Paschoarelli, com apoio FAPESP (processo n. 05/59941-2), em que são
empregados sensores de carga FSR para avaliação da pressão que é exercida sobre os dedos durante a
realização das contrações isométricas voluntárias máximas.
Este presente estudo é parte integrante desta referida pesquisa, considerando que se utilizam
os mesmos equipamentos, basicamente os mesmos procedimentos (com exceção de variáveis
características de cada ação avaliada) e dividem parte dos sujeitos (homens destros).
4.1 Aspectos éticos
Tendo em vista que o presente estudo envolve experimentação com seres humanos, foram
contempladas as diretrizes descritas pelo Conselho Nacional de Saúde (1996), sob Resolução 196-
1996 e da Norma ABERGO de Deontologia ERG BR 1002 (ABERGO, 2003). Tendo em vista
o atendimento a estes requisitos, o projeto desta pesquisa foi encaminhado ao Comitê de Ética em
Pesquisa da Faculdade de Medicina de Botucatu, UNESP – Universidade Estadual Paulista,
tendo obtido aprovação (Ofício 373/2005 - Anexo B).
Foi aplicado um Termo de Consentimento Livre e Esclarecido (TCLE) (Apêndice A), no
qual o indivíduo atestou seu desejo de participar como voluntário (não remunerado) no
experimento. Os objetivos e finalidades da pesquisa, bem como todos os procedimentos aos quais
estaria submetido foram devidamente explicados aos sujeitos e todas as possíveis dúvidas foram
imediatamente esclarecidas. Não houve coação ou constrangimento de qualquer espécie,
concedendo liberdade plena ao indivíduo de deixar de participar do estudo, em qualquer fase de
desenvolvimento. É importante destacar que nenhum dos procedimentos empregados apresenta
caráter invasivo ou que possa gerar qualquer tipo de constrangimento ou desconforto aos
indivíduos.
64
4.2 Perfil da amostra
4.2.1 Abordagem inicial
Com o objetivo de conhecer melhor o universo da pesquisa e tornar mais fácil o
recrutamento dos sujeitos, foi realizada uma abordagem preliminar com os alunos da
Universidade Estadual Paulista. Esse recrutamento preliminar foi importante, pois possibilitou a
identificação de indivíduos aptos a serem recrutados para a pesquisa, sendo atendidos os critérios
de exclusão.
Foi abordado o corpo discente dos 20 cursos disponibilizados nas três faculdades
compreendidas no campus de Bauru empregando-se um protocolo de recrutamento (Apêndice
B). Para a identificação da lateralidade foi empregado o inventário de Edimburgo (OLDFIELD,
1971 – Apêndice C). Dos 279 indivíduos abordados, 48% eram do gênero feminino e 52% do
gênero masculino, e a idade média era de 21,9 anos (D.P. 4,1).
Um fator importante considerado nessa abordagem foi a identificação da lateralidade dos
indivíduos. Foi observado que 44% dos sujeitos abordados eram destros, 40% eram canhotos e
16% eram ambidestros. No entanto, essa distribuição não pode ser utilizada para comparação
com taxas de incidência de canhotos na população geral, pois foi solicitado a todos os indivíduos
canhotos a preencherem o protocolo e, quanto aos destros, apenas preencheram os que
demonstraram interesse.
Notou-se que 13,6% dos indivíduos apresentaram diferenças entre a lateralidade relatada e
o coeficiente de lateralidade indicado pelo inventário de Edimburgo, ou seja, afirmaram serem
canhotos, por exemplo, e o resultado do inventário indicou que são destros. A maioria das
ocorrências desta disparidade (94,7%) foi entre indivíduos identificados como ambidestros
(segundo o inventário), mas que relataram serem canhotos.
Outro elemento importante neste levantamento preliminar era a identificação nos sujeitos
da presença de problemas músculo-esqueléticos nos membros superiores, ou histórico desses
sintomas no período de até um ano, pois este seria um critério de exclusão. Foi identificado que
25,1% dos indivíduos relataram algum problema nos membros superiores (dor constante,
formigamento ou dormência, restrição de movimento, etc.) no último ano.
Os 60 sujeitos recrutados para participarem do estudo foram, em sua grande maioria,
oriundos dessa abordagem preliminar, com segurança de que todos os sujeitos eram efetivamente
destros e aptos a participarem da coleta de dados.
65
4.2.2 Critérios de exclusão
Foram eliminados do experimento os indivíduos que apresentaram, por meio de resposta
pessoal, sintoma de dor/desconforto músculo-esquelético nos membros superiores, ou histórico de
problemas desta natureza no último ano.
Também não participaram do experimento indivíduos não-destros – critério avaliado por
meio do protocolo de lateralidade.
4.3 Materiais
Os materiais empregados para a realização desta pesquisa estão apresentados a seguir de
acordo com algumas categorias.
4.3.1 Pegas
Neste estudo foram empregadas três pegas representando objetos de três alturas diferentes,
sendo uma apresentando uma altura de 40 mm (40 x 40 x 40 mm), outra de 20 mm (20 x 40 x
40 mm) e outra apresentando uma extensão em tecido de aproximadamente 1 mm de espessura
(01 x 40 x 40 mm) (Figura 21).
Figura 21. Pegas utilizadas para a medição da tração associada à preensão digital. À esquerda, imagem
indicando a pega de 40 mm posicionada no equipamento de medição.
Essas pegas foram confeccionadas em aço ABNT 1020, receberam um tratamento químico
para resistir à corrosão e, nas pegas de 20 mm e 40 mm foi aplicado tecido em toda a superfície de
66
contato com as mãos para a padronização da textura na interface mão-objeto, além de ter sido
aplicado um arredondamento nos cantos para evitar concentração de tensão nas mãos dos
sujeitos.
4.3.2 Equipamentos de medição
Os equipamentos para a medição da força da contração isométrica voluntária máxima
foram do dinamômetro digital, computador e o software SADBIO, cujas especificações são
descritas a seguir.
O Dinamômetro digital AFG 500 (Mecmesin Ltd., Inglaterra) apresenta capacidade
máxima de 500N, exatidão de 0,1% de fundo de escala, interface de comunicação analógica +4 ...
0 ... -4V de fundo de escala, interface de comunicação digital RS-232 e taxa de amostragem
máxima de 5000 Hz (Figura 22).
Figura 22. Dinamômetro digital AFG 500.
O computador utilizado na coleta de dados foi do tipo desktop (mesa), com sistema
operacional Windows XP (versão 2002), processador Pentium D de 2,8 GHz, 1Gb de memória
RAM (DDR), disco rígido com capacidade de 100 Gb, monitor LCD 17”, gravador de DVD
LG.
Para a coleta e análise dos dados foi utilizado o Software SADBIO (Sistema de Aquisição
de Dados Biomecânicos), desenvolvido pelo prof. Dr. José Alfredo Covolan Ulson, do
Departamento de Engenharia Elétrica da Faculdade de Engenharia da UNESP (campus de
Bauru) (Figura 23). Este aplicativo foi projetado no ambiente de programação Labview 7.0 da
National Instruments® (licença de uso do Departamento de Engenharia Elétrica, Faculdade de
Engenharia de Bauru, UNESP), um ambiente de programação gráfica de alto nível que utiliza o
paradigma de programação conhecido como dataflow, isto é, uma função ou objeto é executado
67
somente quando todas as suas entradas (parâmetros) estão disponíveis. Este ambiente de
programação utiliza VI´s (Virtual Instruments) que, coerentemente interligados, formam um
aplicativo que pode ser executado no próprio ambiente de programação ou a partir de arquivos
executáveis (.EXE) criados com a ferramenta builder fornecido com o ambiente Labview. Este
software permite a coleta da força máxima obtida pelo sujeito, da força média obtida no intervalo
de coleta, excluindo ou não o primeiro e o último segundo, o desvio padrão deste intervalo e
ainda registra o tempo que o sujeito levou para atingir sua força máxima (tempo de máxima). A
grande área destinada ao gráfico da força permite uma rápida avaliação da coleta realizada e a
identificação de possíveis problemas no teste.
Figura 23. Imagem da tela do software SADBIO – Sistema de Aquisição de Dados Biomecânicos.
Na borda superior da interface há a identificação do aplicativo, bem como da UNESP e do
Laboratório de Ergonomia e Interfaces. Na lateral direita, há os seguintes campos:
Porta serial (que é sempre ajustada para “COM1”);
Tempo de coleta (nesta avaliação foi utilizado o tempo de 5 segundos);
Taxa de amostragem (nesta avaliação definiu-se a taxa de 10 amostras por segundo);
68
Intervalo - pode restringir a faixa de tempo que se pretende analisar os dados coletados,
tanto nos resultados das forças de pressão de contato quanto nas forças de preensão. Por
exemplo, de acordo com os procedimentos descritos por Dempsey e Ayoub (1996) e
Edgren et al. (2004), a análise dos dados prevê a exclusão do primeiro e último segundo,
assim, com este sistema é possível isolar os dados dentro desta faixa de tempo.
Botões de operação – apresentam os comandos “Aquisitar”, “Salvar”, “Restaurar” e
“Sair”, cujas funções implicam em iniciar a coleta de dados, registrar os dados coletados
em arquivo (formato “.txt”), abrir um arquivo já salvo e fechar o programa,
respectivamente.
A grande área à esquerda e acima (área verde) corresponde à interface de coleta e análise
dos valores de força obtidos com o dinamômetro digital, onde pode ser observada uma grande
área representando o gráfico de força versus tempo e quadros indicando os valores da média,
desvio padrão, valor máximo, momento em que ocorreu o valor máximo (em segundos) e o
número de amostras do intervalo (taxa de amostragem). À esquerda, abaixo, é apresentada a
área de coleta dos dados de pressão dos sensores FSR, em unidades de força (kgf) por tempo
(s). Ao lado deste gráfico, há dez “botões”, sendo que cada um deles corresponde a um dos
sensores FSRs. O acionamento de um desses “botões” faz com que a variável não seja
apresentada no gráfico, facilitando a análise quando do acionamento de vários sensores
simultaneamente. No quadro à direita são apresentados o valor médio, o desvio padrão e o
valor máximo de cada FSR, em kgf. Os comandos relacionados aos sensores FSR não foram
utilizados neste estudo.
4.3.3 Suportes e equipamentos de apoio
Foi confeccionado um suporte para acomodação do dinamômetro digital que possibilita o
ajuste à altura do cotovelo do indivíduo (Figura 24). Este suporte possui uma régua métrica e um
dispositivo indicador que possibilita um rápido ajuste à altura desejada.
Também foi confeccionada uma base de apoio ao dinamômetro digital. Esta base foi
confeccionada em aço ABNT 1020 com o objetivo de evitar desgastes no equipamento com o
constante acoplamento e desacoplamento, principalmente devido ao fato de o AFG apresentar
caixa de alumínio, material de menor dureza (Figura 24).
69
Figura 24. Suporte que possibilita o posicionamento do dinamômetro à altura do cotovelo de cada
indivíduo. Detalhes à esquerda mostram fita métrica que orientará o posicionamento e o carro móvel do
suporte. À direita, imagens da base de apoio do dinamômetro digital AFG.
4.3.4 Equipamentos para a medição antropométrica
Para a medição das variáveis antropométricas, foram empregados os seguintes materiais:
Balança pesadora mecânica (Welmy® modelo R110);
Antropômetro de estatura (Welmy® modelo R110);
Um paquímetro de metal, fornecido pela empresa MAUb® (Polônia);
Fita métrica (MaidenForm®, Hoechstmass - Alemanha).
4.3.5 Protocolos
TCLE - Termo de Consentimento Livre e Esclarecido (Apêndice A);
Protocolo de Recrutamento – para identificação de características pessoais dos
indivíduos (Apêndice B);
70
Protocolo de Lateralidade - Edinburgh Inventory, adaptado de Oldfield (1971)
(Apêndice C);
Protocolo de coleta de medidas antropométricas (Apêndice D);
Protocolo de percepção subjetiva de esforço (Apêndice E); e
Protocolo de registro de forças geradas para a verificação da validação dos testes
(Apêndice F).
4.3.6 Registros audiovisuais
Foi também utilizada uma Filmadora Digital Sony, modelo DCR-408, para registrar a
coleta de dados em arquivos audiovisual (DVD) e fotográfico. Também foi empregado um tripé
fotográfico profissional.
OBS: É importante ressaltar que os equipamentos empregados atendem às diretrizes e
recomendações apontadas por Caldwell et al. (1974), Chaffin e Andersson (1990) e Mital e
Kumar (1998a).
4.4 Procedimentos
4.4.1 Local do experimento
Todos os procedimentos ocorreram no Laboratório de Ergonomia e Interfaces, pertencente
ao Departamento de Desenho Industrial, da Faculdade de Arquitetura, Artes e Comunicação, da
UNESP (campus de Bauru). O ambiente apresenta condições de controle térmico e de
iluminação e apresenta um local reservado para a realização do experimento sem a presença de
expectadores. O piso, no local do experimento, recebeu aplicação de faixas de material
antiderrapante para evitar possíveis escorregões durante as medições.
71
4.4.2 Preensões
Foram avaliados três tipos de preensão digital (Figura 25), a saber:
Preensão bidigital: caracterizada pela oposição do polegar à face pulpar do dedo
indicador, sendo a preensão caracterizada nas falanges distais de ambos os dedos;
Preensão tridigital: caracterizada pela oposição do polegar à face pulpar dos dedos
indicador e médio, sendo a preensão caracterizada nas falanges distais dos três dedos;
Preensão digital pulpo-lateral: caracterizada pela oposição da face pulpar da falange
distal do polegar à face lateral do dedo indicador.
Figura 25. Preensões digitais avaliadas no estudo. À esquerda: preensão bidigital; no centro: preensão
tridigital; e à direita: preensão pulpo-lateral, com a pega de 20 mm.
Foi pedido aos sujeitos para manterem os dedos não atuantes na preensão flexionados junto
à palma da mão, pois essa medida foi indicada pela literatura por apresentar uma grande
influência na força realizada (HOOK; STANLEY, 1986). Na medição da tração com as preensões
bidigital e tridigital, o punho permaneceu em extensão e ligeiro desvio ulnar (observação visual),
conforme pode ser observado na figura 25. Esta condição já havia sido advertida por Mathiowetz
et al. (1984) quando os sujeitos estavam posicionados de acordo com as recomendações da
ASHT, e não deve implicar em prejuízos para os resultados finais.
Em todas as medições os sujeitos utilizaram luvas plásticas nas mãos para a fixação de
sensores de carga (FSR – Force Sensing Resistor) na face pulpar das falanges distais dos dedos. Os
indivíduos do gênero feminino não utilizaram esses sensores, pois este grupo não estava incluso na
amostra daquela pesquisa. Entretanto, como uma forma de padronizar a interface, foram
72
empregadas as mesmas luvas de borracha nestes sujeitos. É importante destacar que os resultados
fornecidos pelos sensores FSR não serão aplicados nesta pesquisa e confia-se que o uso das luvas e
destes sensores não tenha causado desconforto ou constrangimentos aos sujeitos, não devendo
comprometer os resultados deste estudo.
4.4.3 Medidas antropométricas
Foram coletadas 12 medidas antropométricas, utilizando-se paquímetro de metal, sendo 9
correspondentes à antropometria das mãos (apresentadas na Figura 26), e 3 relacionadas a
dimensões corporais [massa corpórea (DC1), estatura (CD2) e altura do cotovelo (DC4)].
As variáveis antropométricas estudadas são baseadas principalmente em Smith et al. (2000),
sendo descritas detalhadamente a seguir:
DC1 - massa corpórea: coletada em balança mecânica com os sujeitos utilizando roupas
comuns e com os pés descalços;
DC2 - estatura: medida verticalmente do solo até o ponto mais alto da cabeça,
pressionando o cabelo. O sujeito permanece em pé, coluna ereta, olhando para frente, os
braços relaxados ao longo do corpo. A escápula e a nádega devem, idealmente, estar
alinhados com uma linha vertical imaginária.
DC3 – IMC (índice de massa corpórea): razão da massa corporal (DC1) pelo quadrado
da estatura (DC2).
DC4 - altura do cotovelo: medida verticalmente com trena a partir do chão até a ponta
óssea do cotovelo flexionado (olecrano). O sujeito permaneceu em postura ereta com o
cotovelo flexionado em 90º. Realizada com os indivíduos com os pés calçados, tendo em
vista que essa variável era empregada para o ajuste de altura dos equipamentos e os
sujeitos realizavam as medições utilizando seus próprios sapatos.
DM1 - comprimento da mão: medida a partir da prega do pulso, diretamente abaixo do
grupo muscular na base do polegar (eminência tenar) até a ponta do dedo médio. As
mãos e os dedos foram mantidos retos e planos, com a palma voltada para cima.
DM2 - comprimento palmar: medida a partir da prega do punho até a prega na base do
dedo médio. A mão e os dedos foram mantidos retos e planos.
DM3 - comprimento do polegar: medido a partir da ponta da falange distal do dedo
polegar (primeiro dedo) até a base da articulação do polegar, ao nível da dobra cutânea
73
entre o polegar e o osso metacarpal do dedo indicador. O polegar foi mantido reto e a
palma voltada para cima.
DM4 - comprimento do indicador: medido a partir da ponta da falange distal do dedo
indicador (segundo dedo) até a prega cutânea no encontro da base do dedo com a palma
da mão, seguindo o eixo central do indicador. O dedo foi mantido reto e alinhado com a
palma, e esta voltada para cima.
DM5 - comprimento do médio: medido a partir da ponta da falange distal do dedo
médio (terceiro dedo) até a prega cutânea no encontro da base do dedo com a palma da
mão, seguindo o eixo central do médio. A mão e o dedo foram mantidos retos e a palma
voltada para cima.
DM6 - comprimento do anelar: medido a partir da ponta da falange distal do dedo
anelar (quarto dedo) até a prega cutânea no encontro da base do dedo com a palma da
mão, seguindo o eixo central do anelar. A mão e o dedo foram mantidos retos e a palma
voltada para cima.
DM7 - comprimento do mínimo: medido a partir da ponta da falange distal do dedo
mínimo (quinto dedo) até a prega cutânea no encontro da base do dedo com a palma da
mão, seguindo o eixo central do mínimo. O dedo foi mantido reto e alinhado com a
palma, e esta voltada para cima.
DM8 - largura metacarpal: medida na face palmar da mão na junção entre a palma e os
dedos, a partir da extremidade dos metacarpos dos dedos indicador e mínimo, excluindo o
polegar. A mão e os dedos permaneceram retos e planos e a palma da mão voltada para cima.
DM9 - largura palmar: a distância que separa o metacarpo do dedo mínimo (metacarpo
ulnar) e o metacarpo do polegar (metacarpo radial). Medida com o polegar encostado
levemente à palma da mão (ÁVILA, 1958).
Figura 26. Variáveis antropométricas manuais.
74
4.4.4 Posicionamento anatômico
Para a avaliação da contração isométrica voluntária máxima na tração manual, foi pedido ao
indivíduo para permanecer na postura em pé, de frente ao equipamento, o cotovelo do membro
superior avaliado sendo flexionado em 90º, o antebraço na posição horizontal e o punho
posicionado livremente de acordo com a preferência do sujeito. O equipamento foi posicionado
na altura do cotovelo do indivíduo, sendo utilizado como guia uma fita métrica afixada no
suporte do equipamento, e o este foi posicionado de modo que seu antebraço estivesse alinhado
ao eixo central do equipamento de medição (Figura 27).
Figura 27. Posicionamento anatômico dos sujeitos adotado no experimento.
Esse posicionamento segue os procedimentos adotados por Peebles e Norris (2000, 2003) e
as diretrizes de Daams (1993). Tomou-se o cuidado para manter o antebraço na posição neutra
em todas as medições realizadas, de forma que as pegas de 20 mm e 1 mm foram rotacionadas em
90º para a realização das preensões bidigital e tridigital (ver Figura 25).
75
4.4.5 Procedimentos de coleta de força
A força resultante da contração isométrica voluntária máxima foi coletada num intervalo de
5 segundos, sendo descartados o primeiro e o último segundos. Foi tomado como resultado a
média de força obtida no intervalo de 3 segundos. Essas medidas foram empregadas previamente
em outras abordagens e mostraram-se eficazes para garantir resultados mais homogêneos.
Para a comprovação da validade da coleta foi realizada uma segunda medição e observada se
a diferença entre os valores obtidos nas duas medições não variaram mais de 10% entre si.
Quando essa variação era inferior a 10%, foi considerada como resultado a coleta que obteve o
valor médio mais alto, enquanto que, se a variação fosse superior a 10%, uma terceira medição era
realizada; neste caso eram observadas as duas medições que apresentassem menos de 10% de
diferença entre si e adotado como resultado a maior. Quando as três medições variaram mais de
10% entre si, foi tomado como resultado a coleta de maior valor.
O projeto do experimento envolveu, no total, de 36 a 54 medições, a saber: 3 pegas X 3
preensões X 2 mãos X 2 ou 3 medições para cada variável, organizadas de forma aleatória
(respeitando o processo de intercalação das mãos esquerda e direita). Há ainda a inclusão de seis
variáveis de percepção subjetiva de esforço. A duração da coleta de dados completa variou de 60 a
90 minutos. Os testes foram realizados de manhã, à tarde e à noite, de acordo com a
disponibilidade dos voluntários.
O dinamômetro digital AFG 500 tem taxa de amostragem de 10 amostras por segundo,
totalizando 50 amostras obtidas no intervalo de 5 segundos da coleta. Como são descartados o
primeiro e o último segundo, a amostra final contém 30 dados, dos quais é retirada a média. Após
definida a média, são observados, no conjunto dos 30 dados de cada coleta (já descartados os 10
primeiros e os 10 últimos dados), os valores que ultrapassaram em 15%, para mais ou para
menos, o valor da média. Esses dados são então excluídos da amostra, sendo utilizado como
resultado final a média gerada após esse procedimento.
4.4.6 Instruções
Os sujeitos foram instruídos a exercerem sua força máxima, assim que ouvissem o sinal
sonoro, sem movimentos súbitos, num intervalo de aproximadamente 1 segundo, e manterem
esta contração até ouvirem novamente o sinal sonoro (5 segundos de medição), de acordo com as
recomendações de Caldwell et al. (1974). As instruções eram verbais, seguindo o padrão: “Quero
76
que você, assim que ouvir o sinal sonoro, realize a força máxima que puder, sem contrações
súbitas, e mantenha essa força até ouvir novamente o sinal sonoro”.
Observações: Foi oferecida uma realimentação (feedback) positiva e geral para os sujeitos,
informando-os se os procedimentos estavam correndo da maneira adequada e se suas ações
estavam corretas. Não foi fornecida informação sobre o desempenho dos indivíduos durante as
avaliações para evitar que o voluntário tentasse superar, nas avaliações seguintes, os valores
previamente obtidos. Além disso, o mostrador do equipamento (AFG), onde era possível ver a
força realizada, foi obstruído. Tomou-se cuidado também para evitar a presença de expectadores
no ambiente do experimento para não criar um ambiente competitivo. A ordem de mensuração
das variáveis era aleatória de modo a evitar influências de variáveis externas desconhecidas no
estudo.
4.4.7 Intervalo entre as medições
A contração isométrica voluntária máxima foi realizada para cada uma das mãos de forma
alternada, ou seja, evitando-se a repetição da mesma mão para minimizar os efeitos da fadiga.
Assim, foi conferido um intervalo de 30 segundos entre as medições em que havia intercalação das
mãos. Entretanto, quando havia a repetição de uma variável na mesma mão, era conferido um
intervalo de 1 minuto para a minimização dos efeitos da fadiga – essa repetição com a mesma mão
ocorria quando não era atendido o limite de variação de 10% entre a primeira e a segunda
medição. Os sujeitos eram encorajados a pedirem intervalos maiores caso sentissem necessidade,
atendendo às recomendações de Caldwell et al. (1974), Chaffin e Andersson (1990) e Mital e
Kumar (1998a). Quando o pesquisador notava que o voluntário poderia estar fatigado, esses
intervalos eram conferidos mesmo sem a solicitação expressa do sujeito.
4.4.8 Análise da percepção do esforço
Logo após a realização de todas as medições, foi solicitado aos sujeitos que estimassem a
percepção do esforço realizado para cada variável. Os voluntários assinalaram uma escala visual
analógica correspondente a cada pega e a cada preensão avaliada no estudo (Apêndice E). Esta
metodologia consiste em apresentam uma barra de 100 mm, com ausência de marcações em seu
comprimento, e apenas indicando em sua extremidade esquerda o parâmetro “nenhum esforço” e
na sua extremidade direita “máximo esforço”. Os sujeitos devem assinalar com um traço qualquer
ponto desta reta, de acordo com a percepção do esforço realizado. Esta indicação foi
77
posteriormente mensurada e gerou um valor numérico em milímetros, de forma que quanto
maior o número, maior foi o esforço executado (percepção subjetiva).
4.4.9 Seqüência dos procedimentos
A princípio, foram explicados a cada sujeito o objetivo, finalidade, possíveis aplicações da
pesquisa e os procedimentos que seriam realizados, sendo obtido o seu consentimento em
participar no estudo como voluntário, empregando-se o TCLE (Apêndice A). Em seguida foram
coletados os dados pessoais e coeficiente de lateralidade por meio dos protocolos de recrutamento
e lateralidade (Apêndices B e C), caso o sujeito já não tenha fornecido essas informações no
recrutamento preliminar ou queira rever suas respostas. Na seqüência foi realizada a coleta das
medidas antropométricas pré-definidas e posicionado o equipamento de acordo com a altura
cotovelo-chão de cada indivíduo. Terminada a coleta de medidas antropométricas, foram afixados
os sensores nos dedos das mãos com o auxílio de luvas de borracha. O voluntário foi então
posicionado em frente ao equipamento, recebeu as instruções e realizou as contrações isométricas
voluntárias máximas com todas as variáveis (três pegas, três diferentes preensões digitais, mãos
esquerda e direita), em ordem aleatória, sendo realizadas as duas ou três repetições para garantir a
validade dos resultados. No final das avaliações, o sujeito preencheu o protocolo de avaliação
subjetiva do esforço realizado (Apêndice E).
Durante os experimentos foi possível, na maior parte das vezes, contar com a colaboração
de dois alunos de iniciação científica, também vinculados à pesquisa desenvolvida pelo prof. Dr.
Luis Carlos Paschoarelli (mencionada anteriormente), fato que auxiliou bastante a coleta de
dados. Os alunos de iniciação científica ficaram responsáveis por anotar, em protocolo específico
(Apêndice F), os valores de força indicados no software e verificar, pela análise da diferença de
10%, a necessidade de se realizar novo teste.
78
5. RESULTADOS
5.1 Sujeitos
Participaram do experimento 60 indivíduos brasileiros, sendo 30 do gênero masculino e 30
do gênero feminino, todos adultos e destros. A idade média do gênero feminino foi de 21,60 anos
(D.P. 3,05), em um intervalo de 18 a 30 anos; para o gênero masculino, a idade média foi de
21,83 anos (D.P. 2,46), em um intervalo de 18 a 28 anos. A faixa etária foi intencionalmente
limitada em 30 anos para garantir uma amostra mais coesa, já que a variável idade não será
analisada neste estudo. Não participaram do estudo indivíduos menores de idade.
A maioria absoluta dos indivíduos (92%) é originária da Região Sudeste (87% de São Paulo
e 5% de Minas Gerais), 2% sendo provenientes da Região Centro-Oeste (Mato Grosso do Sul),
3% dos indivíduos da Região Norte (Amazonas) e 3% dos indivíduos não mencionaram suas
origens (Figura 28).
Figura 28. Mapa da distribuição geográfica da população deste estudo.
Dos indivíduos do gênero feminino, 90% relataram realizar algum tipo de atividade manual;
destes, 15% realizam alguma atividade esportiva (basquete, handebol, etc.), 37% algum tipo de
atividade artística (desenho, pintura, tocar violão ou piano), 93% utilizam computador (teclado e
mouse) 7% realizam alguma outra atividade não contemplada nas categorias anteriores. Dos sujeitos
do gênero masculino, todos (100%) realizam alguma atividade manual, sendo que 47% realizam
alguma atividade esportiva, 47% realizam alguma atividade artística, 83% utilizam teclado ou mouse,
e nenhum dos sujeitos manifestou realizar outra atividade não contemplada nas categorias anteriores.
79
O Coeficiente de lateralidade médio obtido para os indivíduos do gênero masculino foi de
80,0 (D.P 14,52) e de 83,0 (D.P. 16,32) para o gênero feminino. Estes valores caracterizam uma
amostra destra. É bom considerar que este coeficiente varia de -100 (totalmente canhoto) a 100
(totalmente destro), sendo que valores próximos a zero representam indivíduos ambidestros.
O universo é representativo de jovens adultos brasileiros em período universitário, mas não
pode ser considerado representativo de toda a população brasileira desta faixa etária. Isso se deve
por vários motivos, dentre eles, a não abrangência, nesta amostra, de todas as regiões brasileiras,
de todas as características sócio-econômicas do país ou de diversas atividades ocupacionais.
5.2 Antropometria
As medidas antropométricas obtidas são apresentadas na Tabela 2 (médias e desvios padrões)
e na Tabela 3 (amplitude das medidas) do total da amostra, bem como de acordo com os gêneros.
Tabela 2. Medidas antropométricas médias dos sujeitos.
Geral Gênero Feminino Gênero Masculino Variáveis Antropométricas Média D.P. Média D.P. Média D.P.
DC1 - Massa corpórea (kg) 65,00 12,34 57,71 10,09 72,29 9,90
DC2 - Estatura (m) 1,69 0,10 1,62 0,07 1,77 0,06
DC3 - IMC (kg/m2) 22,61 3,76 22,06 4,06 23,16 3,42
DC4 - Cotovelo-chão E 1072,61 65,31 1033,62 54,21 1110,30 51,99
D 1069,08 61,57 1030,86 54,40 1106,03 43,04
DM1 - Comprimento da Mão E 182,93 13,41 174,58 12,11 191,28 8,67
D 182,41 12,96 174,47 11,55 190,35 8,83
DM2 - Comprimento Palmar E 104,72 8,36 99,89 8,38 109,54 4,86
D 104,35 7,96 99,78 7,91 108,92 4,81
DM3 - Comprimento do Polegar E 65,39 5,90 61,80 5,55 68,98 3,66
D 65,32 6,00 61,65 5,55 68,99 3,83
DM4 - Comprimento do Indicador E 70,85 5,74 68,16 5,39 73,53 4,81
D 70,83 5,34 68,25 4,35 73,41 5,03
DM5 - Comprimento do Médio E 78,21 6,33 74,69 5,22 81,73 5,34
D 78,06 6,39 74,69 5,30 81,43 5,60
DM6 - Comprimento do Anelar E 72,23 5,99 68,71 4,78 75,75 4,95
D 72,23 6,13 68,89 5,00 75,56 5,33
DM7 - Comprimento do Mínimo E 59,09 5,60 56,19 4,70 62,00 4,92
D 59,03 5,56 55,98 4,55 62,08 4,80
DM8 - Largura Metacarpal E 81,68 6,38 76,58 3,35 86,78 4,20
D 82,93 6,43 78,00 3,71 87,85 4,49
DM9 - Largura Palmar E 97,34 11,72 89,78 3,51 104,90 12,19
D 97,65 11,53 90,36 3,45 104,93 12,20
OBS: Todas as medidas, exceto massa corpórea, estatura e IMC, estão em milímetros. As letras D e E
significam mãos direita e esquerda, respectivamente.
80
Tabela 3. Amplitudes das medidas antropométricas de cada gênero da amostra.
Variáveis Antropométricas Gênero Feminino Gênero Masculino
DC1 - Massa corpórea (kg) 45,40 - 94,50 56,50 - 99,00
DC2 - Estatura (m) 1,45 - 1,78 1,67 - 1,90
DC3 - IMC (kg/m2) 17,69 - 35,57 18,22 - 32,33
DC4 - Cotovelo-chão E 910,00 - 1130,00 1019,00 - 1210,00
D 910,00 - 1130,00 1014,00 - 1190,00
DM1 - Comprimento da Mão E 158,40 - 213,40 175,30 - 212,60
D 157,40 - 207,60 174,50 - 212,10
DM2 - Comprimento Palmar E 91,40 - 135,00 101,00 - 120,00
D 89,60 - 130,00 101,40 - 118,50
DM3 - Comprimento do Polegar E 51,00 - 73,00 61,10 - 76,20
D 50,50 - 72,00 62,00 - 79,60
DM4 - Comprimento do Indicador E 59,10 - 79,90 62,00 - 81,60
D 61,00 - 79,00 62,20 - 85,80
DM5 - Comprimento do Médio E 64,60 - 87,20 72,00 - 92,60
D 62,20 - 86,50 70,50 - 96,70
DM6 - Comprimento do Anelar E 57,00 - 77,70 64,50 - 84,30
D 58,70 - 79,40 63,50 - 86,30
DM7 - Comprimento do Mínimo E 44,50 - 68,00 51,20 - 72,10
D 48,20 - 68,00 50,50 - 71,00
DM8 - Largura Metacarpal E 70,00 - 84,50 77,60 - 93,50
D 71,80 - 85,70 78,00 - 97,00
DM9 - Largura Palmar E 83,00 - 96,70 92,80 - 160,00
D 84,00 - 97,00 87,40 - 157,50
OBS: Todas as medidas, exceto massa corpórea, estatura e IMC, estão em milímetros. As letras D e E
significam mãos direita e esquerda, respectivamente.
Pode ser observado que em todas as variáveis coletadas o gênero masculino apresentou
medidas maiores que o feminino, conforme já era esperado. Também pode ser observada uma
pequena diferença entre as mãos esquerda e direita. Para verificar se essas diferenças observadas
são significativas estatisticamente, foi aplicada a Análise de Variância (ANOVA), com nível de
confiança de 5% (p ≤ 0,05). Os resultados dessa análise podem ser observados na Tabela 4, onde
as diferenças significativas estão destacadas em vermelho.
81
Tabela 4. Análise estatística ANOVA da antropometria.
Variáveis Antropométricas Masculino X Feminino Esquerdo X Direito
Esquerdo Direito G. Feminino G. Masculino
DC1 - Massa corpórea (kg) 0,000 DC2 - Estatura (m) 0,000 DC3 - IMC (kg/m2) 0,260 DC4 - Cotovelo-chão 0,000 0,000 0,836 0,749 DM1 - Comprimento da Mão 0,000 0,000 0,968 0,731 DM2 - Comprimento Palmar 0,000 0,000 0,952 0,720 DM3 - Comprimento do Polegar 0,000 0,000 0,904 0,993 DM4 - Comprimento do Indicador 0,000 0,000 0,945 0,926 DM5 - Comprimento do Médio 0,000 0,000 0,998 0,827 DM6 - Comprimento do Anelar 0,000 0,000 0,885 0,887 DM7 - Comprimento do Mínimo 0,000 0,000 0,867 0,950 DM8 - Largura Metacarpal 0,000 0,000 0,168 0,298 DM9 - Largura Palmar 0,000 0,000 0,801 0,992
Os resultados do teste ANOVA identificaram que a diferença na antropometria entre os
gêneros da amostra é significativa para todas as variáveis (p ≤ 0,05), com exceção do IMC.
Também identificou que a diferença existente entre o lado esquerdo e o lado direito não é
significativa, para ambos os gêneros, o que já era esperado, tendo em vista a simetria entre os lados
do corpo.
82
5.3 Tração associada a preensões digitais
Os resultados da força de tração associada a preensão digital estão apresentados na tabela 5,
compreendendo os valores da contração isométrica voluntária máxima no intervalo de 3
segundos, já descartados os dados que variaram em mais de 15%, para mais ou para menos.
Tabela 5. Medidas de força realizadas pelos sujeitos (média de 3 segundos).
Total (kgf) G. Feminino (kgf) G. Masculino (kgf)
Pegas Mãos Preensões Média D.P. Média D.P. Média D.P.
Grande
(40 mm)
Direita Bidigital 4,01 1,39 3,59 0,96 4,44 1,63
Pulpo-lateral 5,60 2,05 4,58 1,43 6,63 2,09
Tridigital 5,01 1,53 4,40 1,37 5,63 1,44
Esquerda Bidigital 3,63 1,17 3,32 0,89 3,95 1,33
Pulpo-lateral 5,28 1,96 4,32 1,30 6,25 2,05
Tridigital 4,65 1,47 4,15 1,35 5,15 1,43
Pequena
(20 mm)
Direita Bidigital 3,88 1,04 3,54 0,84 4,22 1,11
Pulpo-lateral 5,75 1,84 4,74 1,32 6,77 1,74
Tridigital 4,67 1,32 4,09 1,17 5,25 1,23
Esquerda Bidigital 3,57 1,11 3,26 0,86 3,88 1,26
Pulpo-lateral 5,51 1,73 4,44 1,27 6,57 1,46
Tridigital 4,29 1,17 3,90 1,06 4,69 1,16
Tecido
(1 mm)
Direita Bidigital 3,54 1,21 3,18 0,97 3,89 1,32
Pulpo-lateral 5,46 1,76 4,75 1,46 6,17 1,77
Tridigital 4,24 1,19 3,81 1,06 4,66 1,17
Esquerda Bidigital 3,12 1,10 2,73 0,81 3,51 1,22
Pulpo-lateral 5,09 1,52 4,43 1,29 5,75 1,46
Tridigital 3,83 1,17 3,37 0,96 4,30 1,19
Para possibilitar a comparação dos resultados deste estudo com estudos precedentes
(PEEBLES; NORRIS, 2000, 2003; IMRHAN; SUNDARARAJAN, 1992), foram selecionados
apenas os valores máximos obtidos em cada medição (sem preocupação com exclusão dos
segundos final e inicial ou dos valores que variaram em mais de 15%) e apresentados na tabela 6.
Esse procedimento foi o mesmo adotado pelos referidos estudos e, portanto, permitirá uma
comparação dos resultados de maneira mais exata.
Na tabela 7 são apresentados os valores máximos e mínimos obtidos para cada variável
(intervalo de abrangência), sob ambos os métodos de análise. É importante ressaltar que são
considerados como resultados deste estudo os valores obtidos pela média do intervalo de 3
segundos, pois, de acordo com diversos autores (ver subseção 2.1.3), estes procedimentos
garantem resultados mais precisos e confiáveis.
83
Tabela 6. Medidas de força realizadas pelos sujeitos (valor máximo).
Total (kgf) G. Feminino (kgf) G. Masculino (kgf)
Pegas Mãos Preensões Média D.P. Média D.P. Média D.P.
Grande
(40 mm)
Direita Bidigital 4,45 1,50 4,01 1,11 4,89 1,70
Pulpo-lateral 6,17 2,17 5,03 1,51 7,30 2,15
Tridigital 5,56 1,64 4,90 1,47 6,22 1,56
Esquerda Bidigital 4,06 1,28 3,66 1,04 4,45 1,40
Pulpo-lateral 5,89 2,14 4,84 1,58 6,94 2,12
Tridigital 5,20 1,57 4,63 1,46 5,76 1,48
Pequena
(20 mm)
Direita Bidigital 4,32 1,12 3,94 0,96 4,70 1,15
Pulpo-lateral 6,38 1,93 5,30 1,40 7,45 1,79
Tridigital 5,27 1,43 4,65 1,23 5,88 1,37
Esquerda Bidigital 4,01 1,13 3,69 0,92 4,33 1,24
Pulpo-lateral 6,06 1,85 4,95 1,42 7,17 1,56
Tridigital 4,82 1,28 4,41 1,24 5,23 1,21
Tecido
(1 mm)
Direita Bidigital 3,95 1,28 3,57 1,07 4,32 1,38
Pulpo-lateral 6,04 1,86 5,23 1,53 6,85 1,84
Tridigital 4,64 1,28 4,18 1,18 5,10 1,23
Esquerda Bidigital 3,56 1,33 3,09 0,92 4,03 1,52
Pulpo-lateral 5,61 1,75 4,80 1,42 6,41 1,70
Tridigital 4,27 1,29 3,75 1,10 4,79 1,27
Tabela 7. Intervalo de abrangência dos valores de força.
Média 3s (kgf) Valor Máximo (kgf) Pegas Mãos Preensões G. Feminino G. Masculino G. Feminino G. Masculino
Grande (40 mm)
Direita Bidigital 1,96 - 5,52 2,33 - 8,58 2,19 - 6,40 2,75 - 9,28
Pulpo-lateral 1,98 - 7,55 3,83 - 11,92 2,17 - 8,46 4,58 - 12,61
Tridigital 2,45 - 7,57 3,03 - 8,35 2,60 - 8,05 3,56 - 8,84
Esquerda Bidigital 1,59 - 5,27 1,73 - 6,81 1,76 - 6,63 2,04 - 7,59
Pulpo-lateral 1,96 - 7,30 2,98 - 10,86 2,25 - 9,19 3,89 - 11,58
Tridigital 1,90 - 7,11 2,95 - 8,85 2,02 - 7,62 3,21 - 9,41
Pequena (20 mm)
Direita Bidigital 1,73 - 5,07 2,39 - 7,01 1,88 - 5,86 2,84 - 7,63
Pulpo-lateral 2,25 - 7,37 4,23 - 12,02 2,47 - 7,86 5,05 - 13,01
Tridigital 2,06 - 6,05 3,24 - 7,59 2,19 - 6,88 3,64 - 8,68
Esquerda Bidigital 1,51 - 4,80 2,05 - 7,23 1,82 - 5,33 2,31 - 7,71
Pulpo-lateral 1,83 - 6,73 4,16 - 9,96 1,94 - 7,79 4,39 - 10,59
Tridigital 1,80 - 6,41 2,60 - 7,09 2,01 - 7,29 2,71 - 7,71
Tecido (1 mm)
Direita Bidigital 1,34 - 5,26 2,37 - 7,94 1,41 - 5,67 2,69 - 8,34
Pulpo-lateral 2,10 - 8,02 2,67 - 10,46 2,35 - 8,48 3,64 - 10,88
Tridigital 1,68 - 5,51 2,46 - 7,94 1,85 - 6,32 2,74 - 8,56
Esquerda Bidigital 1,04 - 4,75 1,80 - 7,30 1,17 - 5,36 2,10 - 9,19
Pulpo-lateral 1,92 - 7,37 2,44 - 9,06 2,09 - 8,04 3,18 - 10,05
Tridigital 1,14 - 5,67 2,24 - 6,24 1,17 - 5,86 2,67 - 7,27
84
Em geral, pela observação dos resultados, pode se considerar que as aberturas de preensão
de 40 mm e 20 mm geraram forças em magnitude ligeiramente maior que a de 1 mm. A pega de
40 mm também apresentou maiores resultados de força que a pega de 20 mm, com exceção da
preensão pulpo-lateral, onde a pega de 20 mm foi maior. Entretanto, essas diferenças não foram,
em sua maioria, significativas, conforme pode ser observado na Tabela 8.
Tabela 8. Teste ANOVA para identificar diferenças entre as pegas.
Pegas Pegas Preensões Mãos 40 mm X 20 mm 40 mm X 1 mm 20 mm X 1 mm
Gênero Feminino
Bidigital Direita 0,8857 0,3131 0,3679 Esquerda 0,8636 0,1194 0,1468
Tridigital Direita 0,4391 0,1605 0,4908 Esquerda 0,5153 0,0576 0,1936
Pulpo-lateral Direita 0,6775 0,6554 0,9610 Esquerda 0,7585 0,7743 0,9650
Gênero Masculino
Bidigital Direita 0,5946 0,1950 0,4103 Esquerda 0,8606 0,2838 0,3406
Tridigital Direita 0,2723 0,0120 0,1330 Esquerda 0,2176 0,0372 0,3532
Pulpo-lateral Direita 0,6827 0,2329 0,1253 Esquerda 0,3396 0,1748 0,0265
Foram encontradas diferenças significativas apenas entre as pegas de 20 mm e de 1 mm na
preensão tridigital de ambas as mãos do gênero masculino, e entre as pegas de 20 mm e de 1 mm
na preensão pulpo-lateral da mão esquerda, também para o gênero masculino. O gênero feminino
não apresentou diferenças significativas nestas comparações.
Para as preensões bidigital e tridigital, é aparente uma tendência de aumento da força com o
aumento da abertura da preensão. Da pega de 1mm para a pega de 20 mm, essas preensões
apresentaram um aumento de força de aproximadamente 5% a 12%, da pega de 20 para 40 mm
o aumento foi um pouco menor, 1,7 a 7%, e da pega de 1 mm para a de 40 mm o aumento foi
maior, de 13 a 21%, sendo que para a preensão tridigital essas diferenças foram significativas para
o gênero masculino. Para a preensão pulpo-lateral, no entanto, o comportamento da força foi
diferente: a abertura da preensão que apresentou os maiores valores de força foi o de 20 mm,
sendo que o aumento da abertura da preensão de 20 para 40 mm gerou uma redução na força de
aproximadamente 2,5 a 4%.
Observando a tabela 5, nota-se que a preensão pulpo-lateral apresentou resultados de maior
magnitude de força, seguida da tridigital e da bidigital. Os resultados da análise ANOVA para a
variável preensão estão apresentados na Tabela 9.
85
Tabela 9. Resultados da ANOVA para a variável Preensão.
Preensões Gêneros Pegas Mãos Pulpo-lateral X Tridigital Pulpo-lateral X Bidigital Tridigital X Bidigital
Gênero Feminino
40 mm Direita 0,6494 0,0161 0,0491 Esquerda 0,6525 0,0141 0,0432
20 mm Direita 0,1242 0,0031 0,1779 Esquerda 0,1968 0,0035 0,1207
1 mm Direita 0,0247 0,0000 0,1179 Esquerda 0,0094 0,0000 0,0978
Gênero Masculino
40 mm Direita 0,0083 0,0000 0,0021 Esquerda 0,0035 0,0000 0,0025
20 mm Direita 0,0000 0,0000 0,0112 Esquerda 0,0000 0,0000 0,0572
1 mm Direita 0,0000 0,0000 0,0684 Esquerda 0,0001 0,0000 0,0562
A análise estatística apontou que a preensão pulpo-lateral é significativamente mais forte
que a preensão bidigital, em todas as situações avaliadas. Para o gênero masculino, a preensão
pulpo-lateral também é significativamente mais forte que a preensão tridigital; mas, para o gênero
feminino, essa diferença é apenas significativa na pega de tecido (1 mm). A preensão tridigital
também se mostra mais forte que a bidigital, mas a diferença é apenas significativa na pega
grande, para ambos os gêneros. Também foi observada uma diferença significativa entre essas
preensões na pega pequena com a mão direita para o gênero masculino. A preensão bidigital
representa em média 66% da força da preensão pulpo-lateral e a preensão tridigital representa em
média 81% da força da preensão pulpo-lateral.
Em geral, a mão direita dos sujeitos apresenta maiores resultados de força que a mão
esquerda, tanto para o gênero masculino quanto para o feminino. A mão esquerda realizou em
média 92,5% da força da mão direita. Entre os gêneros, a diferença entre as mãos continuou
consistente, sendo que a mão direita foi 8,1% e 8,2% mais forte que a mão esquerda, para os
gêneros feminino e masculino, respectivamente. Esta preponderância do lado direito em relação
ao esquerdo já era esperada, tendo em vista que todos os sujeitos são destros. Entretanto, essas
diferenças não foram significativas para nenhuma variável estudada, conforme pode ser observado
na Tabela 10.
86
Tabela 10. Resultados da ANOVA para a variável Mão.
Mãos Gênero Pegas Preensões Esquerda X Direita
Gênero Feminino
40 mm Bidigital 0,4924 Tridigital 0,5256 Pulpo-lateral 0,5233
20 mm Bidigital 0,4770 Tridigital 0,6083 Pulpo-lateral 0,4534
1 mm Bidigital 0,1923 Tridigital 0,2573 Pulpo-lateral 0,4285
Gênero Masculino
40 mm Bidigital 0,2393 Tridigital 0,1934 Pulpo-lateral 0,2995
20 mm Bidigital 0,4035 Tridigital 0,1445 Pulpo-lateral 0,6006
1 mm Bidigital 0,3376 Tridigital 0,3839 Pulpo-lateral 0,2194
O gênero masculino apresentou maiores forças que o gênero feminino em todas as variáveis
analisadas e, em geral, essas diferenças foram significativas, com exceção de algumas variáveis,
conforme pode ser observado na Tabela 13.
Tabela 11. Resultados da ANOVA para a variável Gênero.
Gêneros Pegas Preensões Mãos Masculino X Feminino
40 mm Bidigital Direita 0,0405 Esquerda 0,1256
Tridigital Direita 0,0016 Esquerda 0,0134
Pulpo-lateral Direita 0,0000 Esquerda 0,0000
20 mm Bidigital Direita 0,0955 Esquerda 0,1231
Tridigital Direita 0,0037 Esquerda 0,0603
Pulpo-lateral Direita 0,0000 Esquerda 0,0000
1 mm Bidigital Direita 0,0807 Esquerda 0,0445
Tridigital Direita 0,0434 Esquerda 0,0227
Pulpo-lateral Direita 0,0001 Esquerda 0,0005
87
A proporção de força do gênero feminino em relação ao gênero masculino é de 76,96%, na
média de todas as variáveis, isto implica que o gênero masculino é 29,94% mais forte que o
gênero feminino, em média.
Também foi feita uma análise para verificar se os indivíduos que responderam realizar
alguma atividade esportiva com os membros superiores apresentavam diferenças significativas na
força manual avaliada. Os resultados da análise ANOVA para essa variável indicaram que, para
todas as variáveis, a realização ou não de atividade física não apresentou influência na força
manual para a amostra deste estudo. A única exceção foi com relação à preensão pulpo-lateral
realizada com a mão direita na abertura de preensão de 40 mm no gênero feminino. Entretanto,
esse resultado não apresenta conclusões objetivas.
5.4 Percepção subjetiva do esforço
Os resultados da avaliação subjetiva estão apresentados na Tabela 12. Os valores
apresentados significam dimensões medidas na escala visual analógica, onde 0 significa nenhum
esforço e 100 significa o máximo esforço. Assim, quanto maior o número apresentado, maior a
percepção de esforço por parte do sujeito, isto é, mais cansativa ou desconfortável foi a tarefa.
Tabela 12. Valores médios da avaliação subjetiva da percepção de esforço.
Geral Gênero Feminino Gênero Masculino Média D.P. Média D.P. Média D.P.
Pega de 40 mm 59,7 23,4 63,2 22,8 56,1 23,8
Pega de 20 mm 53,2 22,6 54,8 24,4 51,5 20,8
Pega de 1 mm 47,4 29,3 46,2 28,3 48,5 30,7
Preensão Bidigital 72,4 20,9 78,3 17,3 66,4 22,7
Preensão Tridigital 56,5 16,2 54,0 16,7 58,9 15,5
Preensão Pulpo-lateral 34,5 25,2 31,4 22,5 37,5 27,7
Os resultados da análise subjetiva não indicam uma diferença de percepção de esforço clara,
ou ao menos prática, entre os gêneros. Pela observação dos dados, pode-se notar que os indivíduos
de ambos os gêneros consideraram que foi necessária a realização de um maior esforço para
realizar a medição na pega de 40 mm, seguida da pega de 20 mm e por último da pega de 1 mm;
pode-se considerar, desta forma, que os sujeitos acharam mais fácil a tração com a pega de 1 mm
que com as demais.
88
Quanto às preensões, essas diferenças foram mais marcantes. Os sujeitos consideraram que é
realizado um maior esforço com a preensão bidigital, seguida da tridigital e, por último, da pulpo-
lateral. Isto indica que os voluntários consideraram a preensão bidigital como a mais cansativa ou
desconfortável de todas.
Para a verificação da presença de diferenças significativas ente essas variáveis perceptivas, foi
aplicado o teste não-paramétrico de Willcoxon, com um grau de confiança de 5% (p ≤ 0,05). Os
resultados desta análise (Tabela 13) apontaram para diferenças significativas de percepção de
esforço entre as diferentes preensões, mas não entre as pegas. As duas exceções foram as
comparações entre a pega grande (40 mm) e a de tecido (1 mm) para o gênero feminino e a
preensão bidigital com a preensão tridigital para o gênero masculino.
Tabela 13. Resultado do teste Willcoxon.
Comparações Gênero Feminino Gênero Masculino Pegas 40 mm x 20 mm 0,150 0,428
40 mm x 1 mm 0,025 0,267
20 mm x 1 mm 0,241 0,579
Preensões Bidigital x tridigital 0,000 0,131
Bidigital x pulpo-lateral 0,000 0,001
Tridigital x pulpo-lateral 0,000 0,001
Também foi feita uma análise com o teste Willcoxon para verificar diferenças de percepção
entre os gêneros masculino e feminino e os resultados apontaram que a diferença de percepção
entre os gêneros não foi significativa, ou seja, pode-se considerar que os sujeitos dos gêneros
masculino e feminino concordaram com suas percepções.
5.5 Cruzamento dos dados
Nesta seção serão apresentadas as análises que implicam em cruzamento de resultados e de
informações entre este trabalho e estudos previamente realizados, visando analisar de forma mais
aprofundada os resultados e as relações presentes nessas comparações.
89
5.5.1 Correlações entre antropometria e força
Foi realizada uma análise para identificar a presença de correlação entre as dimensões
antropométricas e a força aplicada, em cada variável analisada. Os valores de significância (p ≤
0,05) do teste de correlação (Pearson) estão apresentados na Tabela 14 e o valor do R2 está
apresentado na Tabela 15. Pode ser observado que a correlação existente entre a antropometria e a
força foi baixa e não significativa, em todos os cruzamentos realizados.
Ainda avaliando a influência da antropometria na força manual, dividiu-se a amostra deste
estudo em percentis de 5%, 25%, 50%, 75% e 95% para analisar se haviam diferenças de força
entre indivíduos de classes antropométricas diferentes. Essa análise indicou que não há diferenças
nas forças realizadas entre os percentis, corroborando com a análise de correlação.
Tabela 14. Valor p (Pearson) para correlações entre força e antropometria.
Grande Pequena Tecido
Direita Esquerda Direita Esquerda Direita Esquerda BI PL TRI BI PL TRI BI PL TRI BI PL TRI BI PL TRI BI PL TRI
DC1 0,548 0,554 0,637 0,551 0,599 0,636 0,486 0,525 0,512 0,460 0,603 0,500 0,477 0,561 0,456 0,506 0,534 0,514
DC2 0,452 0,552 0,467 0,422 0,544 0,414 0,442 0,565 0,488 0,333 0,578 0,380 0,385 0,463 0,400 0,378 0,484 0,403
DC3 0,288 0,235 0,391 0,307 0,289 0,423 0,224 0,194 0,224 0,271 0,269 0,290 0,254 0,302 0,228 0,286 0,257 0,277
DC4 E 0,303 0,410 0,299 0,222 0,412 0,208 0,265 0,358 0,273
D 0,362 0,398 0,379 0,300 0,367 0,331 0,275 0,335 0,273
DM1 E 0,441 0,566 0,396 0,341 0,542 0,361 0,328 0,492 0,409
D 0,430 0,526 0,441 0,413 0,460 0,441 0,385 0,463 0,382
DM2 E 0,364 0,529 0,330 0,271 0,521 0,319 0,257 0,491 0,364
D 0,346 0,468 0,334 0,310 0,430 0,363 0,318 0,447 0,346
DM3 E 0,410 0,461 0,300 0,352 0,492 0,301 0,347 0,415 0,389
D 0,302 0,390 0,332 0,344 0,364 0,298 0,248 0,283 0,185
DM4 E 0,496 0,522 0,389 0,380 0,470 0,370 0,361 0,436 0,424
D 0,460 0,455 0,464 0,467 0,413 0,450 0,324 0,420 0,362
DM5 E 0,453 0,502 0,402 0,364 0,461 0,344 0,355 0,395 0,386
D 0,441 0,483 0,480 0,453 0,398 0,444 0,385 0,383 0,344
DM6 E 0,412 0,453 0,367 0,316 0,434 0,303 0,347 0,357 0,334
D 0,346 0,435 0,435 0,363 0,367 0,370 0,299 0,323 0,286
DM7 E 0,455 0,496 0,444 0,348 0,454 0,377 0,396 0,410 0,397
D 0,443 0,493 0,500 0,427 0,405 0,430 0,401 0,418 0,352
DM8 E 0,533 0,574 0,495 0,408 0,604 0,441 0,466 0,455 0,442
D 0,537 0,646 0,569 0,501 0,613 0,523 0,404 0,480 0,378
DM9 E 0,568 0,544 0,439 0,414 0,551 0,329 0,438 0,457 0,474
D 0,560 0,515 0,480 0,468 0,430 0,437 0,428 0,404 0,369
BI: preensão bidigital; PU: preensão digital pulpo-lateral; TRI: preensão tridigital.
90
Tabela 15. Valor do R2 para correlações entre força e antropometria.
Grande Pequena Tecido
Direita Esquerda Direita Esquerda Direita Esquerda BI PL TRI BI PL TRI BI PL TRI BI PL TRI BI PL TRI BI PL TRI
DC1 0,289 0,282 0,407 0,198 0,337 0,384 0,171 0,289 0,243 0,181 0,334 0,227 0,182 0,243 0,197 0,238 0,251 0,247
DC2 0,187 0,280 0,228 0,135 0,274 0,181 0,141 0,297 0,256 0,085 0,387 0,129 0,136 0,206 0,147 0,138 0,244 0,160
DC3 0,081 0,051 0,150 0,050 0,078 0,156 0,033 0,049 0,035 0,065 0,043 0,075 0,043 0,054 0,051 0,072 0,044 0,067
DC4 E 0,045 0,142 0,096 0,015 0,216 0,028 0,056 0,132 0,068
D 0,085 0,152 0,168 0,041 0,123 0,138 0,069 0,096 0,068
DM1 E 0,190 0,288 0,176 0,126 0,319 0,103 0,124 0,254 0,188
D 0,197 0,262 0,180 0,148 0,209 0,188 0,143 0,206 0,139
DM2 E 0,128 0,252 0,127 0,089 0,294 0,074 0,076 0,262 0,140
D 0,137 0,210 0,107 0,081 0,176 0,133 0,101 0,192 0,103
DM3 E 0,159 0,216 0,107 0,131 0,286 0,098 0,160 0,176 0,180
D 0,099 0,147 0,105 0,098 0,131 0,092 0,065 0,075 0,046
DM4 E 0,232 0,251 0,168 0,150 0,251 0,122 0,157 0,193 0,213
D 0,216 0,191 0,191 0,186 0,168 0,180 0,093 0,162 0,141
DM5 E 0,203 0,224 0,175 0,128 0,232 0,102 0,146 0,153 0,180
D 0,194 0,219 0,205 0,183 0,164 0,181 0,138 0,141 0,127
DM6 E 0,174 0,190 0,152 0,107 0,208 0,094 0,148 0,123 0,148
D 0,135 0,169 0,161 0,122 0,145 0,121 0,079 0,106 0,089
DM7 E 0,208 0,230 0,214 0,152 0,218 0,148 0,184 0,158 0,182
D 0,203 0,219 0,227 0,182 0,175 0,178 0,158 0,163 0,129
DM8 E 0,229 0,320 0,257 0,160 0,388 0,201 0,228 0,199 0,215
D 0,274 0,398 0,307 0,206 0,388 0,287 0,158 0,215 0,132
DM9 E 0,293 0,303 0,218 0,181 0,323 0,115 0,197 0,207 0,255
D 0,308 0,259 0,241 0,205 0,202 0,206 0,184 0,150 0,129
BI: preensão bidigital; PU: preensão digital pulpo-lateral; TRI: preensão tridigital.
5.5.2 Comparações com estudos similares
5.5.2.1 Antropometria
As Tabelas 16 e 17 apresentam uma comparação do perfil antropométrico da amostra de
nossa pesquisa com a amostra de indivíduos ingleses do estudo de Peebles e Norris (2000). Para a
comparação dos dados, foram selecionadas apenas as faixas etárias de 16 a 20 anos e de 21 a 30
anos, por serem mais próximas da faixa etária obtida neste estudo (18 a 30 anos). Nas Tabelas são
apresentadas apenas as medidas que foram coletadas pelo estudo inglês, constando também apenas
dados da mão dominante (direita). A coluna da direita apresenta a diferença existente entre a
antropometria da amostra inglesa e a amostra brasileira.
91
Tabela 16. Comparação de antropometria com estudo inglês, faixa etária de 16 a 20 anos.
Peebles e Norris (2000) Presente estudo Diferença (%) Feminino Masculino Feminino Masculino Feminino Masculino n: 7 n: 11 n: 11 n: 8
Estatura (m)
Média 1,61 1,76 1,74 1,81 -8,1% -2,8% D.P. 0,10 0,06 0,06 0,06
Massa corpórea (kg)
Média 54,95 70,91 61,54 73,07 -12,0% -3,0% D.P. 13,45 8,41 11,00 12,50
Altura do Cotovelo (mm)
Média 1016,36 1098,63 1094,28 1114,54 -7,7% -1,4% D.P. 69,34 61,57 43,5 43,20
Comprimento da mão (mm)
Média 173,94 188,20 176,71 188,18 -1,6% 0,0% D.P. 13,19 13,93 12,9 10,4
Largura metacarpal (mm)
Média 77,25 88,18 75,14 85,00 2,7% 3,6% D.P. 6,72 4,23 6,30 4,35
Tabela 17. Comparação de antropometria com estudo inglês, faixa etária de 21 a 30 anos.
Peebles e Norris (2000) Presente estudo Diferença (%) Feminino Masculino Feminino Masculino Feminino Masculino n: 9 n: 8 n: 19 n: 22
Estatura (m)
Média 1,70 1,84 1,63 1,77 -4,3% -4,0% D.P. 0,07 0,06 0,08 0,07
Massa corpórea (kg)
Média 67,93 82,00 59,31 72,80 -14,5% -12,6% D.P. 16,5 31,5 10,83 8,32
Altura do Cotovelo (mm)
Média 1082,22 1145,00 1039,72 1108,73 -4,1% -3,3% D.P. 41,4 33,8 49,24 41,29
Comprimento da mão (mm)
Média 170,77 187,50 174,78 191,14 2,3% 1,9% D.P. 7,52 7,80 10,34 9,67
Largura metacarpal (mm)
Média 78,50 84,37 78,44 87,74 -0,1% 3,8% D.P. 8,41 5,90 3,43 4,89
OBS: A altura do cotovelo não pode ser comparada precisamente, pois foi coletada com os sujeitos
calçando sapatos. As medidas: altura do cotovelo, comprimento da mão e largura metacarpal
correspondem ao membro superior dominante.
Pode ser observado pela análise das diferenças na antropometria que existe uma grande
diferença na proporção das medidas. A amostra brasileira é um pouco mais baixa e,
conseqüentemente, com menor massa corpórea que a inglesa. Apesar disso, a antropometria da
mão apresentou características, de certa forma, inesperadas. Em algumas variáveis as mãos
brasileiras foram maiores que as mãos inglesas, contrastando com a tendência apresentada pela
estatura, massa e altura do cotovelo.
92
5.5.2.2 Força
Existem muito poucos estudos que avaliaram a medição da força de puxar associada a
preensões digitais. Um dos poucos encontrados é o estudo desenvolvido na Universidade de
Nottingham, por Peebles e Norris (2000), e a pesquisa de Imrhan e Sundararajan (1992) em que
avaliaram três tipos de preensão digital aplicando tração a uma tira de tecido. Devido a essa
escassez, nesta seção serão comparados os resultados obtidos nesses estudos precedentes com os
dados do presente estudo, com o objetivo principal de verificar a existência de diferenças nas
populações de origens diferentes.
Para efetuar comparações de dados biomecânicos entre diferentes estudos, algumas questões
devem ser consideradas. A primeira questão é a metodologia empregada na coleta de dados, tendo
em vista que essa questão já foi comprovada de apresentar grande influência nos resultados finais.
Isso envolve os equipamentos utilizados, as condições da medição, as características da amostra, a
variável analisada, dentre outros. Iida (2005) comenta ainda que é importante, ao fazer
comparações entre as populações, verificar a distância em tempo de uma amostra e outra, pois as
populações vão se alterando com o passar dos anos.
Para efetuar essas comparações de maneira mais adequada, os resultados deste estudo
tiveram que passar por algumas adaptações. Ao invés de ser considerada a média no intervalo de 3
segundos, foi selecionado o valor de força máxima obtida, e apresentados apenas os resultados da
mão direita (dominante), pois ambos os estudos mencionados utilizaram este procedimento.
A comparação com os resultados obtidos por Imrhan e Sundararajan (1992) está
apresentada na Tabela 18. A amostra de Imrhan e Sundararajan (1992) consiste em 36 indivíduos
destros, norte americanos, do gênero masculino, estudantes universitários com idade média de 27
anos (22 a 40,4 anos). As comparações apresentadas nesta Tabela 18 foram realizadas
considerando, dos nossos resultados, apenas a pega de 1 mm, pois é mais semelhante à condição
apresentada por Imrhan e Sundararajan (1992).
Pode-se observar que a diferença foi grande para a preensão pulpo-lateral, menor para a
preensão tridigital e pequena para a preensão bidigital. A diferença média entre os estudos foi de
26,0%.
As tabelas 19 e 20 apresentam uma comparação entre a magnitude de força obtida em
nosso estudo com os resultados da avaliação da população britânica (PEEBLES; NORRIS, 2000).
Para a realização desta comparação, foram consideradas apenas as preensões bidigital e tridigital,
pois a preensão digital pulpo-lateral não foi avaliada no estudo de Peebles e Norris (2000). A
93
população de nosso estudo foi dividida em dois grupos etários (18-20 e 21-30) para se equiparar à
divisão estabelecida no estudo britânico (16-20 e 21-30).
Tabela 18. Comparações com o estudo de Imrhan e Sundararajan (1992).
Imrhan e Sundararajan (1992) Presente Estudo Preensão n: 36 homens destros n: 30 homens destros Diferença (%)
Pulpo-lateral (kgf) Média 9,67 5,46 -43,5% Tridigital (kgf) Média 5,83 4,24 -27,3% Bidigital (kgf) Média 3,82 3,54 -7,3%
Pela observação das diferenças obtidas entre as amostras dos estudos, fica evidente que a
magnitude de força obtida em nosso estudo foi menor que a da população inglesa. Essa diferença
é bastante expressiva, sendo, em média 41,9% (15,75% - 61,91%). Essa diferença foi um pouco
menor para o gênero feminino (37,8%) do que para o gênero masculino (46,0%).
Tabela 19. Comparações com o estudo de Peebles e Norris (2000), faixa etária de 16 a 20 anos.
Peebles e Norris (2000) Presente Estudo Diferença (%) Pega Preensão G. Feminino G. Masculino G. Feminino G. Masculino G. Feminino G. Masculino
40 mm Bidigital Média 6,37 8,77 4,01 4,45 -37,1% -49,3% Mínimo 4,09 5,42 2,53 2,88 -38,2% -46,9% Máximo 7,60 11,88 5,88 5,90 -22,5% -50,3%
Tridigital Média 7,71 10,76 4,90 5,85 -36,4% -45,6% Mínimo 5,26 7,66 2,77 3,56 -47,4% -53,5% Máximo 9,66 14,16 7,82 7,49 -19,0% -47,1%
20 mm Bidigital Média 6,22 8,35 3,94 4,58 -36,6% -45,2% Mínimo 3,66 6,02 2,57 3,30 -29,7% -45,1% Máximo 7,49 11,58 5,86 5,86 -21,9% -49,4%
Tridigital Média 7,03 9,16 4,65 5,44 -33,8% -40,6% Mínimo 5,00 5,91 3,11 3,64 -37,8% -38,5% Máximo 9,35 12,38 6,20 7,07 -33,7% -42,9%
1 mm Bidigital Média 6,37 7,70 3,57 3,87 -43,9% -49,7% Mínimo 3,70 3,24 1,77 2,69 -52,3% -17,1% Máximo 8,07 13,69 5,13 4,87 -36,3% -64,4%
Tridigital Média 6,85 8,25 4,18 4,50 -38,9% -45,5% Mínimo 4,12 5,75 2,76 2,74 -33,0% -52,4% Máximo 9,31 12,89 5,92 6,17 -36,5% -52,2%
OBS: A amostra de nosso estudo para essa faixa etária é de 11 indivíduos do gênero feminino e 8 do
gênero masculino. Para nosso estudo a faixa etária desta tabela é de 18 a 20 anos.
94
Tabela 20. Comparações com o estudo de Peebles e Norris (2000), faixa etária de 21 a 30 anos.
Peebles e Norris (2000) Presente Estudo Diferença (%) Pega Preensão G. Feminino G. Masculino G. Feminino G. Masculino G. Feminino G. Masculino
40 mm Bidigital Média 7,68 8,32 4,00 5,06 -47,9% -39,2% Mínimo 6,42 4,76 2,19 2,75 -66,0% -42,3% Máximo 12,38 10,82 6,40 9,28 -48,3% -14,2%
Tridigital Média 9,42 10,74 4,88 6,36 -48,2% -40,8% Mínimo 7,86 7,51 2,60 3,56 -66,9% -52,6% Máximo 11,86 14,38 8,05 8,84 -32,1% -38,5%
20 mm Bidigital Média 7,22 8,09 3,90 4,75 -46,0% -41,3% Mínimo 5,34 5,47 1,88 2,84 -64,8% -48,1% Máximo 11,78 10,78 5,55 7,63 -52,9% -29,2%
Tridigital Média 8,30 9,22 4,63 6,04 -44,2% -34,5% Mínimo 7,42 6,38 2,19 3,81 -70,5% -40,3% Máximo 11,14 13,17 6,88 8,68 -38,2% -34,1%
1 mm Bidigital Média 6,41 7,19 3,68 4,48 -42,6% -37,6% Mínimo 5,31 4,71 1,41 2,96 -73,5% -37,2% Máximo 7,62 11,47 5,67 8,34 -25,5% -27,3%
Tridigital Média 6,96 8,05 4,11 5,32 -40,9% -33,9% Mínimo 5,34 5,64 1,85 3,89 -65,4% -31,0% Máximo 9,25 10,88 6,32 8,56 -31,7% -21,3%
OBS: A amostra de nosso estudo para essa faixa etária é de 19 indivíduos do gênero feminino e 22 do
gênero masculino.
95
6. DISCUSSÃO
O ato mecânico (tração associada a preensões digitais) investigado neste estudo é
amplamente realizado em inúmeras atividades da vida cotidiana, no manuseio de diversos
produtos. Entretanto, a má qualidade destes aponta para a existência de problemas ergonômicos,
na maior parte das vezes relacionados com exigências de força demasiadamente altas para os
usuários. Essa situação pode ser resultante de uma lacuna de conhecimento das capacidades
biomecânicas da população a quem são destinados esses produtos.
Existem vários estudos que se propuseram a realizar medições de forças manuais, com os
mais diversos objetivos; porém poucos se preocuparam com a coleta de dados diretamente
aplicáveis no projeto de produtos. Estes, em sua maioria, apresentam dados de populações
européias e norte-americanas, devendo ser utilizados com cautela quando se pretende desenvolver
produtos destinados a brasileiros. Nestes casos, as diferenças antropométrica e biomecânica
podem ser limitantes.
Observando a comparação realizada entre as medidas antropométricas da amostra deste
estudo com a amostra de Peebles e Norris (2000, 2003), apresentada nas Tabelas 16 e 17, nota-se
que as diferenças variaram de 0% a 14,5%, em média 3,3%, sendo os brasileiros menores nas
medidas corporais e ligeiramente maiores nas medidas das mãos.
Existem várias argumentações para essa desproporção na antropometria. Segundo Iida
(2005), os povos de clima frio apresentam uma tendência de possuírem o tronco mais cheio, com
formas mais arredondadas e volumosas, enquanto os povos de clima mais quente apresentam os
membros mais alongados e o corpo mais fino, uma adaptação para reter e perder calor,
respectivamente. Isso poderia explicar porque a amostra inglesa apresentou menores medidas de
mão e maior massa corporal que a brasileira, consideradas as proporções de estatura. Todavia, é
importante considerar também que o Brasil é um país de colonização recente e com grande
miscigenação de etnias e, portanto, essas características devem ser consideradas com certa cautela.
Essa desproporção também é observada quando se examinam as medidas dos brasileiros e
de outros povos do norte europeu. Iida (1990) realizou comparações de estudos antropométricos
brasileiros com alemães e holandeses e observou que as diferenças foram em média 3%, sendo os
brasileiros menores em algumas medidas e maiores em outras. A mesma diferença média foi
obtida neste estudo, no entanto é preciso lembrar que a variação chegou a 14,5%. De acordo com
Iida (2005), os brasileiros apresentam antropometria próxima aos povos europeus do
96
mediterrâneo (portugueses, espanhóis, franceses, italianos e gregos), são menores que os povos do
norte europeu (suecos, noruegueses, dinamarqueses) e maiores que os povos asiáticos em geral.
No presente estudo foi obtida uma baixa correlação (não significativa) entre antropometria
e força, indicando que uma variável é independente da outra, ou seja, não há relação direta entre
o tamanho da mão, peso ou estatura, e a força de tração com preensão digital.
Isso pode ser explicado pela característica da ação mecânica avaliada neste estudo. Para a
realização da tração manual são empregados diversos grupos musculares, especialmente os
músculos do braço, costas e membros inferiores, uma vez que o corpo todo deve ser acionado para
realizar o esforço de reação (sentido oposto) ao de tração, procurando manter o equilíbrio
corporal.
Chaffin et al. (2001) comentam que quanto o corpo não está fixo durante um esforço,
como por um assento, ou por tiras de contenção nos ombros, ou ainda por outras fixações, muitos
outros músculos serão exigidos, se compararmos com as situações anteriormente apresentadas, em
que a força foi isoladamente medida em alguns grupos musculares. Quando muitos músculos
estão envolvidos no movimento, tal como no levantamento de uma carga ou ao se empurrar ou
puxar um carrinho, pode-se considerar que há emprego de esforços de todo o corpo. Neste tipo
de esforço, a postura é um dos fatores mais importantes, afetando os valores de força estática, uma
vez que causa impacto sobre a magnitude dos momentos e sobre as forças musculares possíveis de
serem desenvolvidas em cada articulação.
A mesma baixa correlação entre força e antropometria foi obtida por Peebles e Norris
(2000, 2003), o que já era esperado tendo em vista que a mesma metodologia foi empregada.
Entretanto, Imrhan e Sundararajan (1992) encontraram correlações entre algumas variáveis
antropométricas (estatura, peso corporal e largura da mão) e a força de tração associada à preensão
pulpo-lateral. A tração com as preensões bidigital e tridigital não apresentaram fortes correlações
com a antropometria, com exceção da massa corpórea. Todavia, no estudo de Imrhan e
Sundararajan (1992) a tração era realizada pelas duas mãos concomitantemente, sendo que a força
aplicada por uma mão implicava na mesma força de reação na outra (ver Figura 16). Essa
condição isola os esforços nos membros superiores e, portanto, não é totalmente similar à aplicada
em nosso estudo e em Peebles e Norris (2000, 2003).
Algumas considerações interessantes sobre a análise por correlação foram feitas por
Essendrop et al. (2001). Os autores avaliaram métodos de análise de força em alguns segmentos
corporais, incluindo a força de preensão palmar. Seus resultados indicaram que a comparação por
correlação pode não ser suficiente para indicar confiabilidade nos resultados. Ainda acrescentam
que uma alta correlação pode ser devida a uma grande variedade na amostra e, portanto, uma
97
amostra mais coesa poderia gerar uma correlação não significativa. Como não há outra avaliação
disponível, os autores recomendam que, junto com a análise por correlação, seja feito um
julgamento pessoal da diferença na magnitude das forças entre os testes.
Na análise dos resultados da força, primeiramente foram feitas algumas considerações sobre
a influência do gênero nos resultados finais. Em nosso estudo foi identificada uma diferença
significativa entre os gêneros na força realizada, com exceção de algumas variáveis, especialmente
com o uso de preensão digital. O estudo de Peebles e Norris (2000) apresentou diferenças
significativas na força realizada entre os gêneros nas pegas de 20 e 40 mm. A pega de 2 mm não
apresentou diferenças significativas, para as duas faixas etárias e para as duas preensões.
Neste estudo, o gênero feminino realizou, em média, 77% da força do gênero masculino.
Essa proporção é corroborada por alguns estudos que mensuraram a força de preensão digital
(ARAÚJO et al., 2002; CROSBY et al., 1994), entretanto a diferença é maior que a obtida no
estudo de Peebles e Norris (2000), onde o gênero feminino realizou em média 82,7% da força do
gênero masculino.
Isso nos conduz a crer que a características particulares da amostra podem levar a alterações
na proporção de força entre os gêneros, atuando juntamente com outros fatores previamente
mencionados como a idade (IMRHAN; LOO, 1989) e o grupo muscular exigido (SANDERS;
McCORMICK, 1993).
Outra característica da amostra que é importante de ser considerada é a dominância
manual. Em nosso trabalho, foi observado que a mão esquerda realiza em média 92,5% da força
da mão direita, ou seja, a mão direita é 8,2% mais forte que a esquerda, mas a análise estatística
mostrou que essa diferença não é significativa. Os mesmos resultados foram obtidos por Imrhan e
Sundararajan (1992). Não é possível fazer comparações com o estudo de Peebles e Norris (2000,
2003) quanto a essa variável, pois os pesquisadores avaliaram apenas a mão dominante.
Esses resultados são condizentes com vários estudos que procuraram estudar a relação da
dominância na força manual (PETERSEN et al., 1989; IMRHAN; LOO, 1989; CROSBY et al.,
1994; IMRHAN; JENKINS, 1999; LINDAHL et al., 1994; O’DRISCOLL et al., 1992). Esses
estudos apontam que para indivíduos destros, a mão dominante (direita) é de 6% a 14% mais
forte que a mão não-dominante (esquerda). Portanto, considerando somente indivíduos destros,
os resultados deste estudo podem sustentar parcialmente a teoria de Kirkpatrick (1956), a regra
dos 10%.
Em nosso estudo, não foi observada uma influência do gênero na distribuição de força entre
as mãos esquerda e direita, discordando dos resultados de Nicolay e Walker (2005) e de
Schmauder et al. (1992). Nicolay e Walker (2005) encontraram uma grande diferença de força
98
entre as mãos esquerda e direita no gênero feminino e nenhuma diferença no gênero masculino,
enquanto Schmauder et al. (1992) observaram uma diferença de força maior no gênero masculino
do que no feminino.
Araújo et al. (2002) observaram em seu estudo da medição da força de preensão digital que
a dominância na força estava também relacionada ao tipo de preensão digital empregada. Foi
obtida uma menor diferença na força entre as mãos direita e esquerda na preensão bidigital em
comparação às preensões tridigital e pulpo-lateral. Em nosso estudo também foi observada uma
relação da dominância com a preensão empregada, entretanto, foi a preensão tridigital que
apresentou menor diferença de força entre as mãos (5,9%), e não a preensão bidigital, conforme
mencionada por Araújo et al. (2002); as preensões pulpo-lateral e bidigital apresentaram 9,0% e
10,8% de diferença, respectivamente. Os fatores que podem ter causado essa influência em ambos
os estudos é ainda incerta.
Em avaliações de atividades manuais, o tamanho do objeto manipulado tem sido bastante
estudado e, em muitos trabalhos, se mostrou como uma variável determinante da facilidade de
realização da tarefa. Em nosso estudo, foi observada uma influência da altura da preensão na força
manual, mas essa variável, em geral, não foi significativa (Tabela 8).
Fica, no entanto, aparente uma tendência de aumento da força com o aumento da abertura
da preensão (aumento do tamanho da pega) para as preensões bidigital e tridigital. Outros autores
também observaram esse comportamento para essas preensões, e esse fator foi significativo
(IMRHAN; RAHMAN, 1995; DEMPSEY, AYOUB, 1996; SHIH; OU, 2005).
Para a tração manual, o estudo de Peebles e Norris (2000) não divulgou a análise estatística
somente para a faixa etária dos 16 aos 30 anos, mas pode-se observar pelos resultados apresentados
nas Tabelas 19 e 20 que o comportamento da força tendeu a aumentar com o aumento da altura
da preensão, corroborando com os resultados de nosso estudo, para as preensões bidigital e
tridigital.
Para a preensão pulpo-lateral, os valores maiores de força foram obtidos na abertura de
preensão de 20 mm, apresentando um comportamento de aumento e declínio da força conforme
aumenta a distância entre os dedos indicador e polegar. Imrhan e Rahman (1995) e Dempsey e
Ayoub (1996) também observaram esse mesmo comportamento para a preensão pulpo-lateral,
entretanto, Imrhan e Rahman obtiveram a força máxima na pega de 20 mm, e Dempsey e Ayoub
(1996) obtiveram maiores forças na pega de 50 mm. Já Shivers et al. (2002) apresentam
resultados totalmente discordantes para essa variável, relatando forças de maior magnitude para as
maiores aberturas de preensão.
99
O comportamento de crescimento e declínio da força de preensão pulpo-lateral de acordo
com a altura da pega obtido neste estudo não pode ser comparado precisamente com os demais
trabalhos previamente citados, pois apenas três alturas foram avaliadas (1 mm, 20 mm e 40 mm);
todavia a perda de força ocorrida na pega de 40 mm já sinaliza para um comportamento de
declínio, conforme indicado por Imrhan e Rahman (1995) e Dempsey e Ayoub (1996).
A razão para esse comportamento da preensão pulpo-lateral pode ser explicada por possíveis
prejuízos impostos pelo distanciamento entre os dedos indicador e polegar na relação
comprimento-tensão dos músculos que controlam o polegar e também uma possível perda de
alavanca para essas articulações (IMHRAN; RAHMAN, 1995).
Nossos resultados, portanto, discordam parcialmente de Dempsey e Ayoub (1996), pois,
embora os autores também tenham notado um comportamento de aumento e posterior declínio
da força na preensão pulpo-lateral, a força máxima foi obtida na abertura de 20 mm e não na de
40 mm (mais próxima da de 50 mm investigada por Dempsey e Ayoub). Além disso, discordam
completamente de Shivers et al. (2002), que apresentaram uma tendência de aumento de força da
preensão pulpo-lateral conforme aumentava a abertura da preensão.
O tipo de preensão digital empregado foi identificado como um dos fatores de maior
influência nas forças manuais. Em nosso estudo, foi observada que a preensão mais forte é a
pulpo-lateral, seguida da tridigital e, por último, da bidigital. Os mesmos resultados também
foram encontrados em outros estudos (DEMPSEY; AYOUB, 1996; IMRHAN, 1991; ARAÚJO
et al., 2002; PEEBLES; NORRIS, 2000, 2003), ao passo que outros autores obtiveram resultados
de maior magnitude de força na preensão tridigital em detrimento da pulpo-lateral (AGER et al.,
1984; IMRHAN; RAHMAN, 1995). Entretanto, no estudo de Ager et al. (1984) essa variação
pode ser decorrente das condições do equipamento empregado e da amostra selecionada. Os
autores empregaram o dinamômetro de pinça Preston®, que apresenta uma abertura de preensão
de aproximadamente 25 mm. Como a amostra estudada era de crianças de 5 a 12 anos de idade,
isso pode ter prejudicado a realização da preensão pulpo-lateral, pois alturas de pega maiores
podem comprometer essa preensão.
As preensões também variaram quanto à proporção da magnitude de força. No estudo de
Imrhan e Sundararajan (1992) a preensão tridigital apresentou em média 60,3% da força da
preensão pulpo-lateral e a preensão bidigital representou 39,6% da força da preensão pulpo-
lateral. Em nosso estudo, considerando apenas a pega de tecido, as preensões tridigital e bidigital
realizaram, em média, 77,7% e 59,3% da força da preensão pulpo-lateral. Imrhan e Sundararajan
(1992) afirmam que os músculos do ombro podem ter contribuído com 45-56% da força
100
aplicada para a tração manual associada a preensões digitais, especialmente com a preensão pulpo-
lateral, o que pode ter influenciado para os resultados de maior magnitude para essa preensão.
Imrhan e Sundararajan (1992) compararam a força de preensões digitais puras (força
aplicada para realizar a preensão) com a tração associada a preensões digitais e não encontraram
fortes associações, indicando que uma ação não pode ser utilizada para estimar a força da outra de
maneira exata. Isso também pode indicar possíveis disparidades de conclusões entre uma atividade
e outra.
Peebles e Norris (2000, 2003) também fizeram esse tipo de associação com outras
atividades manuais, como força de preensão palmar, compressão e torque manual, e chegaram às
mesmas conclusões de Imrhan e Sundararajan (1992). Desta forma, há a necessidade do
levantamento de dados especificamente sobre a tração relacionada à preensão digital, uma vez que
fica aparente que o uso de métodos tradicionais como regressão linear e modelos biomecânicos
seriam muito falhos para estimar a força dos indivíduos para essa ação mecânica.
Analisando a diferença em magnitude de força entre estudos similares, observa-se que nosso
estudo e o estudo de Imrhan e Sundararajan (1992) apresentam grande diferença na força dos
sujeitos (em média, 26%), sendo a maior diferença obtida na preensão pulpo-lateral (Tabela 18).
Os autores atribuíram a maior tração obtida com a preensão pulpo-lateral a uma provável
influência dos músculos do ombro, sugerindo que os sujeitos possam ter tracionado o
equipamento de tal forma que outros grupos musculares auxiliassem essa atividade. Esse fato, no
entanto, não foi observado nas preensões tridigital e bidigital. Da forma que Imrhan e
Sundararajan (1992) realizaram as medições, o antebraço permaneceu em pronação quando
realizadas as preensões bidigital e tridigital, enquanto que para a preensão pulpo-lateral, o
antebraço ficou na posição neutra. Isso também pode ter influenciado nos resultados desse estudo.
A comparação de nosso estudo com os resultados de Peebles e Norris (2000, 2003) indicou
que a diferença é ainda maior, sendo a nossa amostra bastante inferior em magnitude de força
(diferença de 41,9%, em média, Tabelas 19 e 20). Se os dados obtidos para a população britânica
forem utilizados como parâmetros para o projeto de produtos destinados a brasileiros, em boa
parte das variáveis analisadas, 100% dos sujeitos de nossa amostra seriam incapazes de realizar a
tarefa. Isso fica evidente se observarmos que algumas vezes os valores máximos obtidos em nosso
estudo são inferiores aos valores médios apresentados por Peebles e Norris (2000).
Essa grande disparidade entre os resultados desses estudos não pode ser facilmente
compreendida, havendo várias hipóteses a serem consideradas. Primeiramente, precisa-se verificar
se a população brasileira realmente apresenta menor capacidade muscular que a população inglesa.
Para tentar entender melhor essa questão, foram feitas comparações de outros estudos nacionais
101
com outro estudo em que também foi investigada uma população inglesa, mas neste caso, quanto
às forças de preensão palmar e digital pulpo-lateral. O estudo inglês (JOSTY et al., 1997)
envolveu apenas indivíduos do gênero masculino, de 16 a 65 anos, e foi avaliada apenas a mão
dominante; o método de medição seguiu os procedimentos descritos pela ASHT (FESS;
MORAN, 1981 apud MATHIOWETZ et al., 1984) e por Mathiowets et al. (1984). Portanto,
para a seleção das pesquisas nacionais, foram levados em consideração todos esses critérios,
contribuindo para uma comparação o mais exata possível.
O estudo de referência para estas comparações (JOSTY et al., 1997) obteve valores de 50,8
kgf para a preensão palmar e 11,15 kgf para a força de preensão digital pulpo-lateral. Araújo et al.
(2002), avaliando a FPD pulpo-lateral, obtiveram forças médias de 9,91 kgf, valores 12,6%
menores que o estudo anterior. Caporrino et al. (1998), para a FPP, apresentaram resultados
14,9% (44,24 kgf) menores que o estudo de Josty et al. (1997). Por fim, Vidrich Filho (2005)
avaliou a FPP e a FPD pulpo-lateral e obteve como resultado 46,16 kgf e 9,85 kgf,
respectivamente – valores 10,1% e 13,2% menores que o estudo inglês em questão.
Essas comparações deixam claro que existe uma diferença consistente entre as populações
inglesa e brasileira, numa amplitude que varia de 10 a 15%, aproximadamente. XIAO et al.
(2005) realizaram um levantamento de força manual em uma população de indivíduos chineses e
compararam os resultados com um estudo semelhante desenvolvido com sujeitos norte-
americanos. A diferença de força encontrada variou de 4,4% a 30,4%, sendo os indivíduos
chineses mais fracos que os americanos. Essa diferença foi considerada grande o suficiente para
impedir que os dados de uma população pudessem ser aplicados no projeto de produtos
destinados a outra. Baseado nestes argumentos, pode-se estabelecer, com certa margem de
segurança, que os parâmetros estabelecidos por Peebles e Norris (2000) não podem ser utilizados
para o projeto de produtos destinados a brasileiros.
Todavia, apesar de a população brasileira ser realmente mais fraca que a inglesa, a diferença
de força obtida nestas últimas comparações (10-15%) não é suficiente para justificar a disparidade
encontrada entre nosso estudo e o estudo de Peebles e Norris (2000). Como a metodologia
adotada, ambas as pesquisas são muito similares, sendo empregados os mesmos equipamentos,
postura corporal, pegas, tempo de coleta, dentre outros; desconsideramos que possa ter havido
alguma complicação devido à atuação das variáveis controladas. Não podemos descartar, no
entanto, a possibilidade de ter havido influências de questões não controladas, e também ainda
desconhecidas, nas avaliações.
A única questão metodológica em que não há equivalência entre os estudos é o uso de luvas
de borracha para a fixação dos sensores FSRs. O uso de luvas já foi amplamente avaliado em
102
diversas atividades manuais e apresentou resultados discordantes. Para o torque, há relatos de que
o uso de luvas (de diversos tipos, inclusive de borracha) pode aumentar significativamente a força
manual (SHIH; WANG, 1996, 1997), enquanto Swain et al. (1970) obteve torque em maior
magnitude com as mãos nuas. Tsaousidis e Freivalds (1998) avaliaram o uso de luvas também
para a preensão digital e não observaram diferenças na aplicação de força. Entretanto, estes
autores chamam a atenção para a deformação do material e a perda de sensibilidade causada pelo
uso de luvas, o que pode influenciar os resultados finais.
Outro fator importante a ser considerado na comparação entre os estudos é a amostra
selecionada para ambos os estudos. Peebles e Norris (2000, 2003) não caracterizam muito
detalhadamente sua amostra, mas acredita-se que tenha abrangido, além de uma ampla faixa
etária, uma grande variedade de profissões e de classes sociais. A mesma variedade não é
encontrada na amostra deste estudo, onde participaram apenas indivíduos universitários. Isso é
importante porque, certamente, não foram envolvidos diversos grupos de indivíduos, como por
exemplo trabalhadores de indústria pesada, trabalhadores do campo, donas de casa, etc. É sabido
que sujeitos que realizam trabalhos manuais com aplicação de força são significativamente mais
fortes que os indivíduos que não realizam forças manuais cotidianamente (BECHTOL, 1954;
CROSBY et al., 1994; JOSTY et al., 1997). Como indivíduos destas categorias provavelmente
foram incluídos na amostra de Peebles e Norris (2000, 2003), isso ajudaria a compreender a
grande diferença de força encontrada em ambos os estudos.
Não se pode, entretanto, afirmar que as populações brasileira e inglesa, como um todo, são
diferentes tanto antropométrica quanto biomecanicamente, pois ambos os estudos não
contemplaram todas as regiões dos respectivos países nem tampouco se preocuparam em cobrir
todas as classes sociais ou atividades ocupacionais. O que podemos afirmar é que as amostras dos
respectivos estudos são diferentes entre si.
A avaliação subjetiva indicou que a preensão bidigital demanda maior esforço para ser
realizada, a preensão pulpo-lateral foi considerada mais fácil de ser realizada e a preensão tridigital
ocupou um lugar intermediário. Todas essas informações são corroboradas pelos valores de força
manual obtidos.
Para a variável abertura da preensão, as diferenças não foram significativas, exceto entre as
aberturas 40 mm e 1 mm para o gênero feminino. Esses resultados, de certa forma, também são
corroborados pelos valores de força obtidos, pois essa variável também se mostrou não
significativa para a maior parte das medições. Além disso, como a variável abertura da preensão se
mostrou dependente do tipo de preensão empregada, os sujeitos podem ter sentido dificuldade de
discernir qual abertura teria sido mais confortável de uma maneira geral.
103
Futuros estudos que se proporem a avaliar a percepção subjetiva dos sujeitos devem
considerar essas interações entre as variáveis, permitindo que se discrimine de maneira mais clara
onde há a presença de maior esforço ou desconforto.
104
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Com base nos resultados obtidos neste estudo e em todos os argumentos apresentados na
discussão teórica, pode-se afirmar que a hipótese proposta foi aceita. Isto quer dizer que a
capacidade biomecânica de aplicação de forças manuais da faixa da população brasileira estudada
nesta pesquisa é diferente da capacidade biomecânica da população inglesa de mesma faixa etária
estudada por Peebles e Norris (2000, 2003), o que torna impraticável a utilização dessa base de
dados para o design ergonômico de produtos destinados a brasileiros. Os objetivos propostos para
este trabalho também foram satisfatoriamente atingidos.
Os procedimentos deste estudo envolveram a análise da força máxima do indivíduo
baseados em metodologias já amplamente discutidas e fundamentadas, o que permitiu a geração
de dados mais exatos e confiáveis. Entretanto, deve-se considerar que esses resultados estão
condicionados ao uso de luvas cirúrgicas e de sensores FSRs. Apesar de ainda não ter sido
identificada claramente a influência do uso deste tipo de luva na força manual, é importante
reiterar que essa condição metodológica, de maneira alguma, pode ser considerada como um fator
restritivo à aplicação dos parâmetros estabelecidos neste estudo para o projeto de produtos
destinados a brasileiros. Isso porque se a influência das luvas for devidamente confirmada (para
tração manual), sua atuação será como redutora da capacidade de realização de forças manuais, e
não potencializadora1. Portanto, os parâmetros estabelecidos neste estudo seriam, no máximo,
abaixo da capacidade máxima dos indivíduos, ou seja, os produtos baseados nestes parâmetros
atenderiam toda essa faixa da população com segurança e ainda poderiam ser adequados a
indivíduos com capacidades musculares mais reduzidas.
Acredita-se, portanto, que a menor magnitude de força obtida neste estudo, em comparação
com o estudo inglês, seja devida a uma junção de fatores, envolvendo a influência das diferenças
entre os povos, as características particulares da amostra de nosso estudo e a influência, ainda
desconhecida, do uso de luvas de borracha na tração associada às preensões digitais.
A revisão da literatura evidenciou a importância da manipulação de objetos nas AVDs dos
indivíduos e o estudo destas atividades é de fundamental importância, justificado em parte pela
1 É necessário explicar que essa condição redutora é dependente de muitas variáveis metodológicas
envolvidas no estudo. Foi identificado que as luvas podem facilitar a aplicação de força quando a
interface mão-objeto apresenta cantos vivos ou ranhuras grosseiras (a luva ajuda a minimizar a
concentração de tensão na mão) ou ainda superfícies muito polidas (a borracha ajuda a aumentar o atrito
e evitar escorregamentos). Todavia, a metodologia deste estudo não apresenta sequer uma das condições
mencionadas anteriormente.
105
grande quantidade de produtos e tarefas que exigem forte demanda manual, mas principalmente
pelos problemas que apresenta na interface com o homem. O nexo causal existente entre a
manipulação de ferramentas e objetos e a ocorrência de DORT indica uma necessidade de maior
adequação dos produtos, ferramentas, postos de trabalho e tarefas aos níveis aceitáveis das
variáveis que influenciam a força manual. Dentre todas essas variáveis, a força manual é uma das
mais importantes, podendo ser um fator limitante, ou seja, pode restringir o acesso de alguns
indivíduos a determinados produtos.
Com a revisão dos estudos publicados sobre forças manuais, pode-se observar que ainda
restam muitas dúvidas sobre o comportamento de diversas variáveis que influenciam essa ação
mecânica. A ocorrência de inúmeras contradições e resultados conflitantes nesses estudos é
característica de um campo do conhecimento ainda em formação, onde não se tem estabelecido
com segurança os princípios de comportamento biomecânico do corpo humano, principalmente
com relação à aplicação de forças manuais sob diferentes solicitações. Essas divergências nos
resultados desses estudos, apesar das diversas pesquisas já realizadas nesta área, podem ser
resultado da falta de padronização metodológica tanto dos procedimentos quanto dos
equipamentos empregados.
A metodologia desenvolvida para este estudo foi fundamentada por referências normativas e
trabalhos que objetivaram o desenvolvimento de procedimentos que atendessem os critérios de
praticidade (relacionado a procedimentos fáceis de serem realizados, com materiais disponíveis no
mercado e gerando parâmetros facilmente aplicáveis para condições reais), exatidão (possibilidade
de replicação dos procedimentos com a obtenção de resultados semelhantes) e confiabilidade (os
resultados obtidos são representativos da força real aplicada pelos sujeitos da pesquisa). Os
procedimentos empregados neste estudo podem ser facilmente empregados em outras abordagens
que envolvam tanto a replicação das condições deste estudo com outros grupos de usuários
(idosos, canhotos, etc.), quanto para a geração de dados com a medição de diversas atividades
manuais (tração, compressão, torque).
Dentre todos os fatores que podem afetar a força manual, no caso específico a tração com
preensão digital, certamente o tipo de preensão digital empregada é um dos mais influentes. A
redução imposta à capacidade de geração de força quando utilizada a preensão bidigital, por
exemplo, apresenta uma maior magnitude que variáveis da tarefa, como o tamanho do objeto
manipulado, ou características individuais, como dominância. O uso da preensão bidigital pode
implicar em uma redução em média de 33,5% na força em comparação com a melhor condição
(preensão pulpo-lateral). O gênero é outro fator que apresenta grande influência nas forças
106
manuais, fator que deve ser considerado ao se projetar produtos e tarefas onde há a participação
do gênero feminino.
De maneira geral, os principais resultados desta pesquisa podem ser resumidos nos seguintes
tópicos:
O gênero masculino é significativamente mais forte que o feminino, e essa diferença gira
em torno de 30%;
A mão dominante é, em média, 8% mais forte que a mão não-dominante, mas essa
variável não foi significativa;
A ação analisada é fortemente dependente do tipo de preensão digital empregada, sendo
que, por ordem de magnitude de força produzida, as preensões são ordenadas em:
pulpo-lateral, tridigital e bidigital;
Existe uma fraca influência do tamanho da pega na ação de puxar (tração) empregando-
se preensões digitais, mas, apesar de consistente, essa variável não foi significativa na
maior parte das medições;
A influência do tamanho do objeto manipulado está relacionada com o tipo de preensão
digital empregada;
A antropometria não pode ser utilizada para estimar a força que os indivíduos podem
realizar para a atividade avaliada neste estudo (tração com preensão digital); e
As amostras de indivíduos ingleses, investigadas por Peebles e Norris (2000, 2003), e
brasileiros, por este estudo, são antropométrica e biomecanicamente diferentes, não
podendo ser empregados os dados provenientes de um país para projetar produtos
destinados à outra população.
Os parâmetros obtidos neste estudo podem ser utilizados para o dimensionamento e projeto
de várias atividades em que é empregada tração com preensões digitais. Uma primeira abordagem
realizada pelo design de produto seria o projeto de produtos manuais de uso cotidiano, como
embalagens, ferramentas manuais, etc., onde o conhecimento das forças máximas ajudará a
maximizar tanto o conforto do uso quanto o acesso de indivíduos com menor capacidade
muscular, que poderão consumir o produto sem a necessidade de recorrer à ajuda de outras
pessoas ou equipamentos auxiliares. Alguns exemplos de aplicação dos dados seriam nos
invólucros dos mais diversos produtos onde, para abrir, precisa-se rasgar o pacote (livros,
alimentos, DVDs, etc.); para retirar lacres de embalagens longa vida, por exemplo, também é
utilizada preensão digital; inúmeras ações da vida cotidiana, como puxar plugues de tomada,
manipular pequenos objetos, abrir gavetas, etc.
107
Outra possibilidade é o dimensionamento de tarefas na indústria em que a demanda seja
adequada ao trabalhador; estas tarefas são muito comuns em atividades de montagem dos mais
diversos componentes e equipamentos na produção industrial (brinquedos, produtos eletrônicos,
etc.), por exemplo.
Uma recomendação de aplicação dos parâmetros disponibilizados neste estudo no projeto
de produtos e tarefas em que se utilizem preensões digitais, é que devem ser priorizadas as
preensões pulpo-laterais em detrimento da bidigital e tridigital. Isso tornará a atividade mais fácil
e confortável para o usuário já que essa preensão permite a aplicação de maior força. A adoção
dessa condição gera implicações no desenho dos produtos: a área disponível para os dedos deve ser
um pouco maior, pois essa preensão exige maior espaço para ser executada que outras preensões
digitais, e a espessura do objeto (distância entre os dedos opositores da preensão) deve ser de
aproximadamente 20 mm, condição onde a força gerada foi maior.
Áreas da saúde também podem ser beneficiadas pelas informações produzidas nesta
pesquisa, compondo uma base de dados de normalidade de indivíduos brasileiros, o que permitirá
diagnósticos mais precisos de doenças e lesões em que há perda de capacidade muscular.
Juntamente com demais levantamentos biomecânicos, os resultados deste estudo podem
contribuir para a proposição de modelos biomecânicos da população brasileira, que possibilitarão
o dimensionamento de inúmeras atividades tanto ocupacionais quanto cotidianas.
Os parâmetros de força estabelecidos neste estudo podem ainda, juntamente com outros
levantamentos e análises das características biomecânicas do movimento humano, contribuir para
a formação de conhecimento em áreas da automatização do trabalho e engenharia mecatrônica.
Seguindo uma tendência mundial, essas disciplinas objetivam substituir o elemento humano pelo
trabalho mecanizado, especialmente em atividades que impõem risco à saúde humana (embora
esse processo tenda a extrapolar essas barreiras e adentrar as mais diversas atividades). As pesquisas
nesta área são fruto do próprio desenvolvimento tecnológico e acabam gerando demanda de
conhecimento em diversas áreas, como ergonomia e biomecânica.
Portanto, a principal relevância desta pesquisa é a geração de parâmetros de forças manuais
que poderão contribuir, conforme explicitado, para diversas áreas do conhecimento científico-
tecnológico, sempre buscando ampliar o conforto, a usabilidade e a segurança nas mais diversas
atividades humanas. Outro fator importante de ser considerado é o desenvolvimento de
metodologia para a utilização em diversas outras pesquisas que objetivem o levantamento da
capacidade biomecânica humana na realização de forças manuais.
Levando-se em consideração o reconhecimento de diversas novas variáveis que ao longo do
estudo se fizeram aparentes, algumas sugestões para novas pesquisas foram estabelecidas:
108
Avaliar a capacidade biomecânica de indivíduos brasileiros de outras faixas etárias
(crianças e idosos), de outras regiões do país e de atividades ocupacionais distintas;
Desenvolver estudo sobre outras variáveis também importantes para o design de
produtos, como a força necessária para a abertura de certos frascos, por exemplo;
Pesquisar a influência das luvas na tração manual com preensão digital;
Identificar com maior clareza a relação entre a percepção subjetiva do esforço e a força
real aplicada em avaliações biomecânicas, dando especial atenção para a importância de
ambas as avaliações para o design ergonômico de produtos.
109
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GLOSSÁRIO Contração isométrica voluntária máxima
Resultado da contração máxima que um músculo pode exercer isometricamente em um esforço voluntário único. É a capacidade do músculo em produzir força por uma contração máxima voluntária única, cuja ação muscular desenvolve força sem movimento articular, impondo nenhuma alteração significativa no comprimento do músculo avaliado.
Mital e Kumar (1998a, p. 102).
Desvio radial
Também conhecido como movimento de abdução do punho. Neste movimento, a mão se afasta do eixo do corpo e sua borda externa, ou borda radial (aquela que inclui o polegar) forma, com a borda externa do antebraço, um ângulo obtuso aberto para fora.
Kapandji (1987, p. 140).
Desvio ulnar
Também chamado de adução do punho. Neste movimento a mão se aproxima do eixo do corpo e sua borda interna, ou borda ulnar (aquela que inclui o dedo mínimo), forma, com a borda interna do antebraço, um ângulo obtuso aberto para dentro.
Kapandji (1987, p. 140).
Dominância
Circunstância que se observa em estruturas corporais dispostas em pares, e que faz com que uma destas revele maior eficácia e seja usada mais freqüentemente que a outra.
Houaiss et al. (2001, p. 1074).
DORT
Distúrbio Ósteo-muscular Relacionado ao Trabalho. Lesões e distúrbios dos músculos, nervos, ligamentos, tendões, juntas, cartilagens e discos vertebrais devido a atividades físicas ocupacionais ou a condições do ambiente de trabalho. Exemplos de DORT incluem: Síndrome do Túnel do Carpo, comum em trabalhos no computador por períodos prolongados, e Síndrome da Tensão do Pescoço, associada à flexão da coluna cervical por períodos prolongados.
Ergoweb (2007).
Eminência tenar
Consiste em uma região convexa, carnuda, localizada na base do polegar, limitada por dentro pela prega palmar superior ou ainda pela prega de oposição
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do polegar; ela contém os músculos tênares, os motores intrínsecos do polegar; na sua parte superior, à palpação, pode-se observar uma saliência óssea, dura, do tubérculo do escafóide.
Kapandji (1987, p. 174).
Extensão do punho
Movimento em que a face posterior (face dorsal) da mão se aproxima da face posterior do antebraço. Kapandji (1987) recomenda a não utilização dos termos flexão dorsal e flexão palmar, pois caracterizaria uma tautologia (redundância).
Kapandji (1987, p. 140).
Fadiga muscular
Pode ser definida como o declínio na força de contração máxima do músculo, ou um aumento no esforço realizado ao passo que se torna incapaz de manter o nível de força desejado.
Blackwell et al. (1999, p. 401).
Flexão do punho
Movimento em que a face anterior (face palmar) da mão se aproxima da face anterior do antebraço.
Kapandji (1987, p. 140).
Força
O conceito de força muscular utilizado neste estudo é a força máxima que um grupo de músculos consegue desenvolver sob condições prescritas. Não deve ser confundida com o termo que denota a resistência de ossos, ligamentos e tendões.
Chaffin et al. (2001, p. 101).
Hominídeo
Família de primatas que tem como tipo o homem, inclusive os fósseis tidos como seus antepassados quaternários.
FERREIRA (1986, p. 904).
IMC
Índice de Massa Corpórea: índice para avaliação antropométrica da massa corporal, onde se divide o peso (kg) pela estatua (m) ao quadrado, comparando-se o resultado com uma tabela de valores já definidos.
ABESO (2007).
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Lateralidade
Predomínio ou maior eficiência de um dos lados do corpo, de um entre dois membros simétricos ou de um dos hemisférios cerebrais, quanto a certa atividade ou função.
Houaiss et al. (2001, p. 1728).
Modelos biomecânicos
São representações de fenômenos complexos, no caso a biomecânica humana, em que se propõe uma redução na complexidade do sistema para facilitar a compreensão, mesmo que essas representações requeiram simplificações grosseiras e algumas suposições. O seu propósito é ampliar o conhecimento das funções do sistema músculo-esquelético de forma a facilitar o projeto de tarefas ocupacionais e análises ergonômicas, por exemplo.
Chaffin et al. (2001, p. 179).
Preensão
Ato de segurar, agarrar ou apanhar. Classificam-se em três grupos: as preensões digitais, as preensões palmares e as preensões centradas. O ponto comum destas preensões é que elas independem da gravidade, ao contrário de todas as outras.
Kapandji (1987, p. 264).
Preensão bidigital
As preensões bidigitais constituem a clássica pinça polegar-dedos, em geral polegar-indicador, mas podem ser compostas com qualquer outro dedo em oposição ao polegar.
Kapandji (1987, p. 264).
Preensão pentadigital
Emprega todos os dedos da mão com o polegar se opondo de maneira variável aos demais. Geralmente é utilizada para segurar objetos maiores, entretanto, quando o objeto é pequeno, pode ser apanhado numa preensão pentadigital pulpar. Se o objeto é mais volumoso, como uma bola de tênis, por exemplo, a preensão torna-se pentadigital pulpo-lateral.
Kapandji (1987, p. 270).
Preensão digital pulpo-lateral
Também chamada de preensão por oposição subtérmino-lateral. A face palmar da polpa do polegar apóia-se na face externa da primeira falange do indicador. Essa forma de preensão pode substituir a oposição terminal ou subterminal, quando as duas últimas falanges do indicador tiverem sido amputadas: a preensão é menos fina, mas não menos firme.
Kapandji (1987, p. 264).
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Preensão tridigital
Envolve o os dedos polegar , indicador e médio, e são as mais freqüentemente utilizadas. Nessa preensão o polegar opõe sua polpa à do indicador e do médio.
Kapandji (1987, p. 266).
Prono-supinação
É o movimento de rotação do antebraço em torno de seu eixo longitudinal. Este movimento é dependente das articulações rádio-ulnar superior e rádio-ulnar inferior. A posição supinação se caracteriza quando a palma da mão está dirigida para cima e o polegar para fora. A posição pronação se realiza quando a palma da mão está voltada para baixo e o polegar está para dentro.
Kapandji (1987, p. 108).
Síndrome do túnel do carpo
Ocorre quando o nervo mediano é comprimido ao passar pelo túnel do carpo na base palmar do punho, resultando em inflamação, perda de sensibilidade, dor, ressecamento da pele e atrofia dos músculos da sua área de inervação.
Chaffin et al. (2001, p. 250).
Tendinite ou tenossinovite
No punho, manifestam-se quando os tendões flexores ou extensores dos dedos (tendinite) e/ou sua bainha sinovial (tenossinovite) tornam-se inflamados e dolorosos à movimentação.
Chaffin et al. (2001, p. 250); Hamill e Knutzen (1999, p. 199).
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APÊNDICES
Apêndice A Termo de Consentimento Livre e Esclarecido .................................................. 126
Apêndice B Protocolo de recrutamento ............................................................................. 127
Apêndice C Protocolo de lateralidade (Edinburgh Inventory) ............................................ 128
Apêndice D Protocolo de coleta de medidas antropométricas ............................................ 129
Apêndice E Protocolo de percepção subjetiva do esforço .................................................. 130
Apêndice F Protocolo de registro e verificação da validade da coleta ................................ 131
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Apêndice A Termo de Consentimento Livre e Esclarecido.
126
Apêndice B Protocolo de Recrutamento.
127
Apêndice C Protocolo de Lateralidade (Edinburg Inventory).
128
Apêndice D Protocolo de coleta de medidas antropométricas.
129
Apêndice E Protocolo de percepção subjetiva do esforço.
130
Apêndice F Protocolo de registro e verificação da validade da coleta.
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ANEXOS
Anexo A Termo de concessão de bolsa de mestrado FAPESP ............................................................. 133
Anexo B Aprovação do Comitê de Ética em Pesquisa da Faculdade de Medicina de Botucatu ........... 134
Anexo C Ata de Defesa Pública de Mestrado ...................................................................................... 135
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Anexo A Termo de concessão de bolsa de mestrado FAPESP.
133
Anexo B Aprovação do Comitê de Ética em Pesquisa da Faculdade de Medicina de Botucatu.
134
Anexo C Ata de Defesa Pública de Mestrado.
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Anexo C Ata de Defesa Pública de Mestrado.
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