A influência da utilização de um exoesqueleto passivo nos fatores de risco de lesões musculoesqueléticas durante tarefas industriais

João André Vieira Cardoso A influência da utilização de um exoesqueleto passivo nos fatores de risco de lesões musculoesqueléticas durante tarefas industriais Dissertação de Mestrado Mestrado em Engenharia Humana Trabalho efetuado sob a orientação da Professora Doutora Ana Sofia de Pinho Colim Outubro 2019 ii DIREITOS DE AUTOR E CONDIÇÕES DE UTILIZAÇÃO DO TRABALHO POR TERCEIROS Este é um trabalho académico que pode ser utilizado por terceiros desde que respeitadas as regras e boas práticas internacionalmente aceites, no que concerne aos direitos de autor e direitos conexos. Assim, o presente trabalho pode ser utilizado nos termos previstos na licença abaixo indicada. Caso o utilizador necessite de permissão para poder fazer um uso do trabalho em condições não previstas no licenciamento indicado, deverá contactar o autor, através do RepositóriUM da Universidade do Minho. Atribuição-NãoComercial-SemDerivações CC BY-NC-ND https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ iii AGRADECIMENTOS Uma dissertação de mestrado é um percurso sinuoso permeado de inúmeros desafios, incertezas, alegrias e muitos percalços pelo caminho. É também um percurso que reúne contributos de várias pessoas, sem as quais seria impossível a sua realização. A essas pessoas, dedico este projeto. Especialmente à minha orientadora, Professora Doutora Ana Colim, que acreditou em mim desde o início. Agradeço o apoio, incentivo e orientação metódica pautada por um elevado rigor científico e que sem dúvida contribuiu de forma inequívoca para o enriquecimento de todas as etapas subjacentes ao trabalho realizado. À empresa que disponibilizou as suas instalações para a realização deste estudo. Em especial, ao Nuno Sousa, pela partilha de conhecimentos e auxílio durante todo o percurso. Agradeço também aos trabalhadores, que voluntariamente, participaram neste estudo, pois sem eles a execução deste trabalho não seria viável. À minha família, sobretudo à minha mãe e ao meu irmão, por terem acreditado nas minhas capacidades mesmo quando eu não o fazia e por atenderam aos meus pedidos sempre que me viam sobrecarregado de trabalho. À minha namorada, Ângela, por todo o amor e compreensão. Por ser um porto de abrigo nos dias menos bons e sobretudo por ter estado presente e ter contribuído para os dias melhores. A todos os meus amigos pela amizade e diversas formas de preocupação e incentivo no decorrer deste trabalho. Em especial à fisioterapeuta Patrícia, por todo o auxílio prestado. Agradeço também à Sílvia e à Daniela pelas longas horas de partilha durante a escrita desta dissertação. A todas as outras pessoas que de alguma forma contribuíram para a realização deste trabalho. iv DECLARAÇÃO DE INTEGRIDADE Declaro ter atuado com integridade na elaboração do presente trabalho académico e confirmo que não recorri à prática de plágio nem a qualquer forma de utilização indevida ou falsificação de informações ou resultados em nenhuma das etapas conducente à sua elaboração. Mais declaro que conheço e que respeitei o Código de Conduta Ética da Universidade do Minho. Universidade do Minho, 30 de outubro de 2019 Nome completo: João André Vieira Cardoso Assinatura: _________________________________________________________________ v RESUMO Nas sociedades industrializadas os problemas musculoesqueléticos têm aumentado progressivamente. De maneira a diminuir a incidência desta problemática têm surgido dispositivos auxiliares denominados de exoesqueletos. Neste âmbito, estudos prévios têm avaliado a influência dos exoesqueletos nos fatores de risco de Lesões Musculoesqueléticas Relacionadas com o Trabalho (LMERT). Contudo, grande parte desses avaliam estes equipamentos em tarefas simuladas em laboratório, existindo por isso alguma controvérsia relativamente ao seu uso em contextos reais de trabalho. Pelo exposto, o objetivo central desta dissertação é avaliar a influência de um exoesqueleto passivo nos fatores de risco de LMERT em tarefas industriais de flexão de tronco, numa indústria de fabricação de mobiliário em Portugal. Com esse propósito, recolheram-se dados qualitativos e quantitativos designadamente, psicofísicos, de avaliação postural, e eletromiográficos antes e durante a utilização de um exoesqueleto passivo de suporte lombar. Os resultados do estudo psicofísico sugerem que os trabalhadores ao utilizarem o exoesqueleto, apesar de considerarem que o equipamento reduz a força exercida pelas costas, os influencia negativamente na realização das tarefas. Estes sentem também desconforto na região do pescoço, ombros, região torácica, ancas e coxas. Os resultados de avaliação postural, obtidos através da técnica Rapid Entire Body Assessment (REBA), demostram que, de uma maneira geral, o nível de risco de LMERT se mantém com a utilização do exoesqueleto, comparativamente à realização da mesma tarefa sem a utilização do mesmo. Por fim, os resultados eletromiográficos demostram que com a utilização do exoesqueleto existe uma diminuição da atividade muscular entre 0,8% a 3,8% dos músculos das costas. Globalmente, os resultados obtidos apontam para que a utilização do exoesqueleto passivo usado neste estudo não diminuiu significativamente a exposição ao risco de LMERT. Contudo, também não se encontraram resultados que atestam o oposto. Desta forma, pode-se concluir que este exoesqueleto não é particularmente útil nas tarefas industriais testadas, uma vez que existe a alternância postural em ciclos curtos. Verificou-se também que para estas tarefas o exoesqueleto interfere na sua realização devido ao choque das hastes do equipamento em certos locais do posto de trabalho. Assim, a utilização deste equipamento deve ser orientada para contextos industriais em que as tarefas exijam a manutenção e/ou a repetição da flexão sagital do tronco, sem a realização de outros movimentos, como a rotação ou a inclinação lateral. PALAVRAS-CHAVE Exoesqueleto passivo; Flexão do tronco; Indústria; Lesões musculoesqueléticas; Tarefas industriais. vi ABSTRACT The number of cases of musculoskeletal disorders has been progressively increasing specifically in industrialized societies. In order to reduce the incidence of musculoskeletal disorders, new auxiliary devices called exoskeletons have been introduced. Several studies have attempted to evaluate the impact of exoskeletons on Work-Related Musculoskeletal Disorders (WMSD) risk factors. However, most of these studies evaluated this type of equipment in simulated tasks set in a laboratory. Therefore, there is still some controversy regarding the use in real work context. With this dissertation, we aim to assess the effect of a passive exoskeleton on WMSDs risk factors in industrial trunk bending tasks in a furniture manufacturing industry in Portugal. For this purpose, qualitative and quantitative data were collected - namely psychophysical, postural assessment, and electromyographic data before and during the use of a passive back support exoskeleton. The psychophysical results suggest that workers wearing the exoskeleton, it negatively influences during the tasks, even though workers considered that the equipment reduced the strain on their backs. Moreover, workers reported they felt discomfort in the neck, shoulders, thoracic, hip and thigh regions. Overall, the results of postural assessment, obtained through the Rapid Entire Body Assessment technique (REBA), showed that the WMSD risk level remains with the use of the exoskeleton compared to performing the same task without using it. Finally, the electromyographic results demonstrated that with the use of the exoskeleton there is a decrease in muscle activity between 0.8% and 3.8% of the back muscles. Globally, the results showed that the use of passive exoskeletons does not significantly decrease exposure to the WMSD risk. Although were not found results that prove the opposite. In conclusion, the exoskeleton used in this study is not particularly useful in the assessed industrial tasks since there is alternation of postures in short cycles. Moreover, for these tasks, the exoskeleton interferes with the accomplishment of it due to the contact/shock of the equipment bars with certain workstation locations. Thus, the use of this equipment will be more suitable to industrial contexts where tasks require the maintenance and/or repetition of the sagittal trunk flexion, without performing other movements, such as rotation or lateral inclination. Thus, it seems that the use of this equipment will be more suitable for specific tasks where there is trunk flexion for long periods and/or repetitive flexion without other movements, such as rotation or inclination of the trunk. KEYWORDS Passive Exoskeleton; Trunk flexion; Industry; Musculoskeletal disorders; Industrial tasks. vii ÍNDICE Agradecimentos ........................................................................................................................ iii Resumo ...................................................................................................................................... v Abstract ..................................................................................................................................... vi Índice de Figuras ........................................................................................................................ x Índice de Tabelas .................................................................................................................... xiii Lista de Abreviaturas, Siglas e Acrónimos .............................................................................. xiv 1. Contextualização do estudo .............................................................................................. 1 1.1 Contexto do capítulo ................................................................................................. 1 1.2 Motivação e enquadramento do estudo .................................................................. 1 1.3 Objetivos e hipóteses de investigação ...................................................................... 3 1.4 Fases do estudo e estrutura da dissertação .............................................................. 5 2. Revisão Bibliográfica .......................................................................................................... 7 2.1 Contexto do capítulo ................................................................................................. 7 2.2 A problemática das LMERT ....................................................................................... 7 2.2.1 Incidência das LMERT na UE e em Portugal .......................................................... 9 2.2.2 LMERT em trabalhadores de indústrias de mobiliário ........................................ 10 2.2.3 As LMERT da região das costas ........................................................................... 12 2.2.4 Fatores de risco de LMERT da região das costas ................................................. 14 2.2.5 Medidas preventivas de LMERT da região das costas ......................................... 18 2.3 Os exoesqueletos .................................................................................................... 20 2.3.1 Enquadramento histórico do uso de exoesqueletos .......................................... 21 2.3.2 Normas aplicáveis ............................................................................................... 24 2.3.3 Tipologias de exoesqueletos ............................................................................... 25 2.3.4 Domínios de aplicação dos exoesqueletos ......................................................... 25 2.3.5 Aplicação dos exoesqueletos em contexto industrial ......................................... 26 2.3.6 Exoesqueletos ocupacionais passivos para os membros superiores .................. 28 viii 2.3.7 Exoesqueletos ocupacionais passivos para suporte da zona lombar .................. 35 2.4 Avaliação da sobrecarga musculoesquelética durante tarefas industriais com utilização de um exoesqueleto de suporte lombar ............................................................. 45 2.4.1 Avaliação através de dados psicofísicos .............................................................. 45 2.4.2 Avaliação através de métodos observacionais ................................................... 47 2.4.3 Avaliação através de EMG ................................................................................... 49 3. Metodologia de Investigação .......................................................................................... 51 3.1 Contextualização do capítulo .................................................................................. 51 3.2 Natureza do estudo ................................................................................................ 51 3.3 Fase metodológica da revisão bibliográfica ............................................................ 52 3.4 Fase metodológica técnico-experimental ............................................................... 54 3.4.1 Introdução ........................................................................................................... 54 3.4.2 Caracterização da empresa ................................................................................. 54 3.4.3 Exoesqueleto utilizado no estudo ....................................................................... 54 3.4.4 Técnica de amostragem e tarefas testadas ........................................................ 56 3.5 Estudo psicofísico .................................................................................................... 60 3.5.1 Desenvolvimento e aplicação do questionário ................................................... 61 3.5.2 Análise dos dados psicofísicos ............................................................................ 63 3.6 Avaliação postural ................................................................................................... 63 3.6.1 Técnica de recolha de dados e seleção de posturas ........................................... 64 3.6.2 Aplicação do método REBA ................................................................................. 66 3.6.3 Análise dos dados posturais ................................................................................ 68 3.7 Estudo eletromiográfico ......................................................................................... 68 3.7.1 Descrição da tarefa industrial testada ................................................................ 68 3.7.2 Seleção dos músculos ......................................................................................... 69 ix 3.7.3 Recolha de dados eletromiográficos ................................................................... 70 4. Apresentação e discussão de resultados ......................................................................... 77 4.1 Contextualização do capítulo .................................................................................. 77 4.2 Resultados do estudo psicofísico ............................................................................ 77 4.2.1 Caracterização da amostra .................................................................................. 77 4.2.2 Estudo de comparação das pontuações psicofísicas entre os dois tempos de utilização do exoesqueleto .............................................................................................. 78 4.3 Resultados da avaliação postural ............................................................................ 88 4.3.1 Caracterização da amostra .................................................................................. 88 4.3.2 Estudo comparativo da avaliação postural entre as condições sem e com exoesqueleto ................................................................................................................... 89 4.4 Resultados do estudo eletromiográfico .................................................................. 94 4.4.1 Caracterização da amostra .................................................................................. 94 4.4.2 Estudo comparativo da sobrecarga musculoesquelética entre as condições sem e com exoesqueleto ........................................................................................................... 95 5. Conclusões e desenvolvimentos futuros ......................................................................... 98 5.1 Contextualização do capítulo .................................................................................. 98 5.2 Principais conclusões .............................................................................................. 98 5.3 Perspetivas de trabalho futuro ............................................................................. 100 Referências Bibliográficas ..................................................................................................... 102 Anexo I – Termo de Consentimento Livre e Esclarecido ...................................................... 108 Anexo II – Questionário de avaliação de perceções do utilizador do exoesqueleto ............. 111 Anexo III – Folha de campo REBA ......................................................................................... 114 Anexo IV – Exemplo de aplicação do Método REBA ............................................................. 115 Anexo V– Protocolo de recolha e processamento de dados EMG ........................................ 116 Anexo VI– Outputs dos testes estatísticos utilizados na análise de dados eletromiográficos ............. ................................................................................................................................. 119 Anexo VII – Resultados da avaliação postural ...................................................................... 121 1 1. CONTEXTUALIZAÇÃO DO ESTUDO 1.1 Contexto do capítulo Neste capítulo pretende-se enquadrar o presente estudo, demonstrando a sua pertinência. Apresenta-se também os objetivos gerais e específicos, bem como as hipóteses testadas para cada um dos métodos de avaliação utilizados. Por último, apresentam-se as fases de desenvolvimento do estudo e a estrutura desta dissertação. 1.2 Motivação e enquadramento do estudo Nas sociedades industrializadas os problemas musculoesqueléticos têm aumentado progressivamente, resultando em custos significativos (Näf et al., 2018). Estes definem-se como lesões ou doenças dos músculos, nervos, tendões, ligamentos e cartilagem (Celik et al., 2017). Na Europa, estas lesões são os problemas de saúde relacionados com o trabalho que afetam mais pessoas, em termos ocupacionais (60%) (Eurostat, 2010). Os valores de incidência de LMERT em contexto ocupacional demonstram que se torna pertinente dar uma especial atenção à proteção dos trabalhadores no concerne a esta temática. Desta feita, várias medidas preventivas têm vindo a ser propostas, como por exemplo a formação dos trabalhadores, o ajustamento dos processos e dos postos de trabalho, aumento dos períodos de descanso e a utilização de meios mecanizados de levantamento e sustentação de cargas (Krüger et al., 2015; Näf et al., 2018). Com o aparecimento da 4ª revolução industrial, a Indústria 4.0, onde a automação e permuta de dados no processo de fabrico são emergentes, surgiram inúmeras outras soluções para mitigação dos problemas musculoesqueléticos dos trabalhadores (Diez-olivan, Ser, Galar, & Sierra, 2018). Nesta nova filosofia, a assistência técnica é nuclear, isto é, os trabalhadores são assistidos por robôs sempre que uma tarefa seja difícil ou pouco segura. Contudo, existem inúmeras tarefas dependentes da precisão humana e da tomada de decisões, o que leva a que nessas situações deixe de ser possível a utilização de um robô. Nestes casos fala-se numa tecnologia de humanos-aumentados, em que se alia a tecnologia ao trabalhador, permitindo manter a componente humana e salvaguardando a proteção do trabalhador durante tarefas manuais, exemplo disso são os exoesqueletos (Huysamen et al., 2018; Zhou & Li, 2016). 2 Importa agora clarificar o conceito de exoesqueleto, que é também denominado por dispositivo de assistência pessoal. Este equipamento é um dispositivo capaz de gerar a energia física necessária à realização de tarefas manuais, e que poderá salvaguardar a sobrecarga da componente musculoesquelética de um determinado grupo muscular, podendo ser capaz, em determinadas situações, de diminuir os fatores de risco de lesões musculoesqueléticas (de Looze, Bosch, Krause, Stadler, & O’Sullivan, 2016; Zhang & Huang, 2018). Trata-se de um novo tipo de sistema de cooperação entre humanos e robôs, em que a inteligência humana e o poder robótico são aprimorados em conjunto (Lee, Kim, Han, & Han, 2012). Esta tecnologia pode ser útil quando todas as outras medidas não surtiram efeito na mitigação do risco de lesões musculoesqueléticas ou quando a automação da tarefa não é viável devido à multiplicidade de processos de uma tarefa (Bosch, van Eck, Knitel, & de Looze, 2016). Os exoesqueletos, segundo o mecanismo de articulação, podem ser classificados como ‘’ativos’’ e ‘’passivos’’. Os primeiros possuem um ou mais mecanismos capazes de fornecer energia (como motores elétricos e cilindros hidráulicos), que aumentam ativamente a potência do corpo humano. Os segundos, usam materiais com elasticidade ou viscosidade, como molas ou amortecedores, que têm a capacidade de acumular energia dos movimentos humanos e descarregá-la de forma a assistir os usuários aquando um determinado movimento (Bosch et al., 2016; Lee et al., 2012). Os exoesqueletos têm sido maioritariamente utilizados em contexto de reabilitação, com o intuito de fornecer um suporte físico a pessoas com mobilidade reduzida ou com limitações funcionais. Um menor número destes equipamentos tem sido desenhado para aplicações militares de forma a aumentar a força ou a capacidade de transportar carga dos soldados (S. Kim et al., 2018). No que concerne à utilização de exoesqueletos em contexto ocupacional, trata-se de um conceito embrionário, que pouco foi testado além do laboratório, o que torna bastante pertinente a sua validação em contexto industrial (Huysamen et al., 2018). A maioria dos exoesqueletos utilizados neste contexto tem como objetivo auxiliar a elevação dos membros superiores em tarefas que assim o exijam ou dar suporte lombar em tarefas de flexão do tronco, de forma a prevenir as lesões musculoesqueléticas dessa zona (de Looze et al., 2016). A utilização de exoesqueletos pode acarretar inúmeras potencialidades e, por isso, existe um interesse crescente na sua utilização em contexto industrial. Contudo, são necessários dados 3 experimentais que confiram padrões de segurança e que as várias questões técnicas (desconforto, peso do equipamento e a compatibilidade com a anatomia e cinemática humanas, por exemplo) que dificultam o uso destes equipamentos sejam colmatadas (de Looze et al., 2016). Destarte, torna-se pertinente avaliar, em contexto industrial, a influência de um exoesqueleto passivo na postura e eventual diminuição dos fatores de risco de lesões musculoesqueléticas e na adaptabilidade ao posto de trabalho em tarefas que envolvem a flexão do tronco. Para a realização deste estudo, foi utilizado um exoesqueleto passivo capaz de transferir as forças incidentes na parte inferior das costas para o peito e coxas (Bosch et al., 2016). Com este intuito, desenvolveu-se um trabalho de investigação em postos de trabalho de uma indústria que se dedica à fabricação de mobiliário em Portugal. A justificação da escolha por este sector de atividade prende-se com facto de estar demonstrado que nestas indústrias existem múltiplos postos de trabalho com exigências físicas significativas (tarefas repetitivas, movimentação manual de cargas e posturas estáticas e inapropriadas como flexões e torções do tronco) nos quais os trabalhadores estão expostos a diferentes fatores de risco que potenciam o aparecimento de LMERT (Guimarães, Anzanello, Ribeiro, & Saurin, 2015; Nejad et al., 2013). Julga-se que o contributo inovador deste trabalho prende-se com o facto de se fornecer dados científicos da utilização de um equipamento que carece de validação em contexto industrial, uma vez que, como evidenciado pela revisão bibliográfica deste estudo (Capítulo 2), poucos estudos têm sido realizados neste contexto, existindo por isso alguma controvérsia relativa à segurança do equipamento para o utilizador (de Looze et al., 2016). Assim, no que concerne ao contexto industrial continua a ser necessária mais investigação para melhor compreensão dos efeitos da utilização de um exoesqueleto passivo nos fatores de risco de lesões musculoesqueléticas. 1.3 Objetivos e hipóteses de investigação Assim, atendendo aos conceitos supracitados, com este estudo pretende-se reunir resultados que ajudem a responder à seguinte questão de investigação: O exoesqueleto passivo contribui para a diminuição dos fatores de risco de LMERT em tarefas manuais que envolvam a flexão do tronco? 4 Desta questão emerge o seguinte conjunto de subquestões: 1. Quais as perceções do utilizador do exoesqueleto relativamente: à adequabilidade do equipamento à tarefa, ao esforço, ao desconforto, e à usabilidade do equipamento? 2. Existem melhorias posturais na condição com o exoesqueleto, relativamente à condição sem o exoesqueleto durante a realização de tarefas industriais? 3. Existem alterações na atividade muscular na condição com o exoesqueleto, comparativamente à condição sem o exoesqueleto durante a realização de tarefas industriais? De acordo com as questões de investigação levantadas, este trabalho foi planeado e desenvolvido de modo a alcançar os seguintes objetivos: 1. Analisar o desconforto percecionado, a sintomatologia musculoesquelética autoreportada pelos trabalhadores e a usabilidade do equipamento antes e após a utilização do exoesqueleto; 2. Comparar a postura corporal durante a realização das tarefas industriais sem e com a utilização do exoesqueleto; 3. Avaliar os efeitos na atividade muscular, através de eletromiografia, sem e com o exoesqueleto. Assim, é expectável alcançar o principal desígnio desta investigação que reside em: investigar se a utilização de um exoesqueleto passivo contribuiu para a diminuição dos fatores de risco de lesões musculoesqueléticas durante tarefas industriais. A metodologia empregue neste estudo compreendeu a recolha de dados quantitativos e semiquantitativos, nomeadamente, testes psicofísicos (através de questionário), testes posturais (através do método Rapid Entire Body Assessment [REBA]) e testes de avaliação da sobrecarga muscular (através de eletromiografia). Posto isto, especificam-se na Tabela 1 os objetivos de cada estudo e as respetivas hipóteses de investigação. 5 Tabela 1: Objetivos específicos e hipóteses testadas nos estudos desenvolvidos. Estudos experimentais Técnica Objetivos específicos Hipóteses testadas Avaliação Psicofísica Inquérito por questionário - Avaliar a dificuldade da adequabilidade do uso exoesqueleto à tarefa. - Avaliar se existem melhorias no esforço percecionado com a utilização do exoesqueleto. - Avaliar o desconforto causado pelo equipamento. - Avaliar a usabilidade do equipamento. - A utilização do exoesqueleto interfere na realização de determinadas tarefas industriais. - A utilização do exoesqueleto diminuiu o esforço realizado durante tarefas industriais. - O exoesqueleto não causa desconforto no seu utilizador. - O exoesqueleto é de uso simples. Avaliação Postural Método REBA - Comparar se existem diferenças posturais na condição de com e sem exoesqueleto. - O exoesqueleto melhora a postura do utilizador contribuindo para a diminuição do risco de LMERT. Avaliação da Sobrecarga Muscular Eletromiografia - Comparar a sobrecarga muscular dos músculos da zona lombar entre as condições de com e sem o exoesqueleto para a mesma tarefa industrial. - O exoesqueleto diminuiu a atividade muscular da zona lombar, na condição de com e sem o exoesqueleto. 1.4 Fases do estudo e estrutura da dissertação Este estudo compreendeu quatro fases principais: (1) definição do problema e dos objetivos de investigação; (2) revisão bibliográfica; (3) desenvolvimento da fase analítico-experimental voltadas para a sobrecarga musculoesquelética em tarefas industriais mediante a utilização de um exoesqueleto passivo para suporte da zona lombar; e, por fim, (4) formulação das conclusões, limitações do estudo e perspetivas futuras de investigação. Na Figura 1, evidenciam-se essas fases, com informação adicional inerente. Importa salientar que a fase da revisão bibliográfica acompanhou todo o desenvolvimento deste trabalho, apesar de mais intensa no início da investigação. A fase analítico-experimental foi dividida em três estudos distintos, nomeadamente: psicofísico, avaliação postural e eletromiográfico. 6 Figura 1: Representação esquemática das fases e desenvolvimento do estudo. Este estudo de investigação culminou na presente dissertação, a qual se encontra estruturada do seguinte modo: 1. Contextualização do estudo: refere-se à motivação e enquadramento do estudo. Adicionalmente, apresenta-se a questão de investigação, os objetivos a alcançar as hipóteses testadas, as fases do estudo e a estrutura da presente dissertação; 2. Revisão bibliográfica: apresenta-se o enquadramento teórico que suporta o presente estudo, obtido através da revisão crítica de bibliografia; 3. Metodologia de investigação: efetua-se a descrição e fundamentação dos procedimentos metodológicos realizados nas diferentes fases da investigação; 4. Apresentação e discussão de resultados: apresenta-se e analisa-se os dados obtidos ao longo das diferentes fases desta investigação; 5. Conclusões e desenvolvimentos futuros: apresentam-se as principais conclusões deste trabalho de investigação, e ainda as suas limitações e algumas propostas para trabalhos futuros. No final deste documento, é ainda apresentada a lista das referências bibliográficas e os anexos. Nestes, incluem-se alguns resultados obtidos, como por exemplo, os resultados das avaliações posturais nas diferentes tarefas, por trabalhador, e ainda alguns instrumentos produzidos, como é o caso do questionário de avaliação da perceção dos utilizadores do exoesqueleto e o protocolo de recolha e processamento de dados de eletromiografia. 1. Definição do problema e dos objetivos de investigação • Elaboração do Plano do Projeto de dissertação 2. Revisão bibliográfica • Aplicação da metodologia PRISMA 3. Desenvolvimento da fase analíticoexperimental •Elaboração dos protocolos de recolha dados psico=sicos, posturais e eletromiográficos; • Amostragens; • Recolha e análise dos dados. 4. Formulação das conclusões, limitações do estudo e perspeLvas futuras 7 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 Contexto do capítulo A literatura inerente a tópicos relacionados com segurança e saúde no trabalho mostra que a exposição a determinados fatores de risco no trabalho pode acarretar a ocorrência de lesões e até doenças que certamente terão efeitos negativos em aspetos como a saúde dos trabalhadores, sociedade e economia. Doravante, este capítulo, sob a forma de revisão bibliográfica, debruça-se sobre conceitos teóricos e técnicos relativos a LMERT, sobretudo as que afetam a parte dorsal do corpo humano. Também se aborda a influência da utilização de exoesqueletos nos fatores de risco de LMERT em contexto ocupacional. Adicionalmente, apresenta-se uma abordagem aos métodos de avaliação comumente utilizados na avaliação e validação do uso deste tipo de equipamentos. 2.2 A problemática das LMERT O entendimento de que determinadas profissões são suscetíveis de induzir doenças não é recente. Efetivamente, já em 1700, o considerado pai da Medicina Ocupacional, Bernardino Ramazzini, considerava que a realização de trabalhos em condições climáticas adversas e em ambientes mal ventilados poderia dar origem a doenças e recomendava períodos de descanso, exercícios e posturas corretas (Uva, Carnide, Serranheira, Miranda, & Lopes, 2008). Esta premissa, nos dias de hoje ainda se mantém bastante atual. As lesões musculoesqueléticas (LME) são condições de saúde comuns em muitos postos de trabalho (Daugherty, 1998). São lesões nos tecidos moles causadas pela exposição súbita ou prolongada a fatores físicos. Estas podem afetar músculos, nervos, tendões, articulações, cartilagens e estruturas de suporte dos membros, pescoço e costas que são agravadas pela exposição prolongada a fatores físicos (NIOSH, 2018). Assim, são excluídas da definição lesões como fraturas, contusões, escoriações e lacerações. As LME podem afetar diversas partes do corpo, como por exemplo, o ombro, pescoço, o cotovelo, a mão, o punho, joelho e a região dorso-lombar. Quando este tipo de lesões ocorre em contexto ocupacional designam-se de LMERT e resultam sobretudo em dores crónicas que decorrem do 8 exercício de uma determinada atividade profissional inerente a diversos fatores de risco (Uva et al., 2008). As LMERT afetam milhões de trabalhadores em todo o mundo abrangendo todos os setores de atividade. Este tipo de lesões tornou-se muito comum e deve ser reconhecido como um dos principais problemas de saúde ocupacional da europa. Acrescenta-se ainda, que segundo o Eurostat, (2010) este é o problema ocupacional mais frequente, representando uma percentagem de 60% em relação a todos os problemas ocupacionais existentes. A investigação levada a cabo neste domínio é ampla, sendo que os resultados obtidos evidenciam claramente a importância de que se reveste este problema de saúde. O resultado de um inquérito realizado na União Europeia mostra que aproximadamente 30% dos trabalhadores apresentam queixas de dores dorso-lombares e que cerca de 17% queixam-se de dores musculares dos membros superiores e inferiores (Schneider & Irastorza, 2010). As LMERT são agrupadas de acordo com a estrutura afetada, nomeadamente: quando afetam tendões ou bainhas tendinosas denominam-se de tendinites ou tenossinovites; quando há lesões de um nervo designam-se por síndromes canaliculares; quando há lesões osteoarticular e/ou muscular da coluna vertebral denominam-se raquialgias; e quando acontecem ao nível nervoso e muscular em simultâneo designam-se por síndromes neurovascular. A sintomatologia geralmente envolve dor (sobretudo localizada, mas que pode irradiar para áreas corporais próximas), sensação de dormência, sensação de peso, fadiga ou desconforto localizado e sensação de perda de força ou mesmo perda de força. Estes sintomas, de uma maneira geral, surgem gradualmente e agravam-se no fim do dia de trabalho ou durante picos de trabalho e tendem a aliviar com pausas ou repouso (Uva et al., 2008). Contudo, aquando de uma exposição continuada aos fatores de risco, os sintomas que inicialmente são intermitentes tornam-se gradualmente persistentes, mantendo-se muitas vezes nos períodos de repouso e interferindo não só com o trabalhado, como também com as tarefas pessoais do dia-a-dia. Quando as situações clínicas evoluem para doenças crónicas, podem surgir edemas e uma hipersensibilidade a estímulos (como ao ‘’toque’’, a diferenças de temperatura ou ao esforço). Segundo a Organização Mundial de Saúde, este tipo de lesões é considerado multifatorial, o que indica que vários fatores de risco, como físicos, individuais, organizacionais e psicossociais, contribuem para o seu aparecimento (WHO, 2002). 9 Os fatores físicos incluem posturas ou posições corporais extremas, tarefas repetitivas, aplicação de força, levantamento/ abaixamento frequente de cargas, exposição a elementos mecânicos, vibrações e temperatura extremas. Fatores como a idade, o género, a altura, o peso e a situação de saúde são considerados fatores individuais que também afetam o desenvolvimento de LMERT. No que concerne a fatores organizacionais e psicossociais destacam-se os ritmos intensos de trabalho, a monotonia de tarefas, o insuficiente suporte social e o modelo de organização de produção (Daugherty, 1998). Nos dias de hoje, o panorama de implementação de automatismos nas indústrias prevê um aumento da competitividade e o incremento de determinados fatores de risco em prol de outros. Se até então os fatores de risco, nas indústrias de trabalho mais manual, eram ligados ao trabalho físico intenso, nos dias de hoje esperam-se fatores de risco mais interligados à repetitividade de gestos e movimentos, à adoção de posturas extremas e à imposição de cadências e ritmos de trabalho elevados (Uva et al., 2008). 2.2.1 Incidência das LMERT na UE e em Portugal A população mundial tem vindo a ter um aumento exponencial, originando também o aumento das indústrias já existentes assim como novas. Existem cada vez mais a procura de brechas de mercado e em oportunidades para o lançamento de novos produtos, quer sejam estes essenciais ou não. Quanto mais aumenta a variedade de produtos cada vez mais novos mecanismos têm de ser implementados no fabrico dos mesmos. Isto terá levado a um incremento da carga de trabalho dos operadores e, por outro lado, à automação parcial dos processos de fabrico o que terá aumentado a repetitividade das tarefas, bem como as exigências de movimentos mais precisos e de menor amplitude (Diez-olivan et al., 2018). Estes fenómenos são suscetíveis de justificar a prevalência do que é considerado um problema mundial, quer do ponto de vista da saúde, quer do social e económico – as LMERT. Este tipo de lesões afetam tanto países desenvolvidos como subdesenvolvidos e nos mais diversos setores de atividade. Na opinião de alguns autores, começa a revelar-se uma verdadeira epidemia e por isso tem constituído objeto de inúmeras investigações e debates que têm como intuito prevenir a ocorrência desta problemática em contexto ocupacional (Miranda, Carnide, & Lopes, 2006). 10 Na União Europeia (UE), segundo WHO (2002), 60% dos trabalhadores considera que o trabalho afeta negativamente a sua saúde, sendo que 33% associam esse impacto negativo a sintomas de lombalgias, 23% a dores na coluna cervical e ombros e 17% nos membros superiores e inferiores. Acrescenta-se ainda, que de acordo com os dados do sexto Inquérito Europeu para as Condições no Trabalho, aproximadamente metade dos trabalhadores Europeus sofreu de algum tipo de LMERT. Destes, 44,7% sofreram de dores nas costas e 44,4% de dores musculares do pescoço e/ou membros superiores/inferiores. Estes valores, considerando a população total Europeia, mostram que cerca de 75 milhões de trabalhadores mencionam sofrer de algum tipo de LMERT. Também permitem concluir que a dor de costas é o problema musculosquelético mais frequente, seguido de lesões no pescoço e membros. A incidência das LMERT que afetam as costas nos diferentes países da União Europeia é elevada, sendo que o país detentor da maior percentagem de casos reportados é a França (59%) e o país com a menor percentagem é a Hungria com 28% de casos reportados (Nunes, 2017). Em Portugal, segundo os resultados de um inquérito realizado na União Europeia, 39% dos trabalhadores sofrem de dores dorso-lombares e que 31% sofrem de dores musculares nos braços ou pernas (Schneider & Irastorza, 2010). Dado o exposto, verifica-se que existe alguma discrepância entre áreas geográficas no que concerne à prevalência de LMERT. A razão disto acontecer parece estar relacionada com as várias definições legalmente atribuídas por cada país às LMERT e ainda daquilo que possa ser considerado como doença profissional. Como consequência, surgem diferentes listas de doenças profissionais impedindo o conhecimento da verdadeira extensão do problema, ou de um modo mais global, dificultando o reconhecimento no cômputo geral do verdeiro impacto do trabalho sobre a saúde da população (Miranda et al., 2006). 2.2.2 LMERT em trabalhadores de indústrias de mobiliário As indústrias que se dedicam à fabricação de mobiliário são de elevada importância em inúmeros países (Mirka, Smith, Shivers, & Taylor, 2002). Verifica-se no mundo inteiro uma evolução relativamente positiva no que concerne à produção de mobiliário por indústrias deste ramo de atividade. A produção mundial de mobiliário ronda os 180 mil milhões de euros, destacando-se os EUA, seguindo-lhes a Alemanha, a Itália, o Japão, França, o Reino Unido e o Canadá (Xavier, Guimarães, & Peixoto, 2012). No panorama nacional, segundo dados da Pordata, desde 2013 que o número de indústrias de mobiliário tem vindo a aumentar. Em 2017, contavam-se 4421 indústrias afetas à fabricação de mobiliário (Fundação Francisco Manuel dos Santos, 2019). 17 maior peso estão sujeitos a um maior stress fisiológico causando mais rapidamente fadiga e a problemas cardiovasculares. Todos os fatores de risco supramencionados não atuam isoladamente, existindo interações entre eles, potenciando os efeitos para a saúde dos trabalhadores. Essa interatividade é demostrada num modelo conceptual (Figura 3) delineado pelo Conselho Nacional de Pesquisa onde está incluída os papeis de cada um dos fatores de risco no desenvolvimento de LMERT (National Research Council, 1999). Figura 3: Modelo conceptual dos fatores de risco de desenvolvimento de LMERT do conselho Nacional de Pesquisa(adaptado de National Research Council, 1999). A via fisiológica central mostra, primeiramente, a relação biomecânica entre a carga e a resposta biológica do corpo. A manipulação de cargas pode induzir diversas respostas do tecido. Se a carga exceder uma tolerância mecânica da que determinada estrutura do dorso pode suportar, ocorrerão danos. Por exemplo, se a carga a manipular for pesada o suficiente poderão ocorrer danos nos discos intervertebrais. Outras formas de resposta podem acarretar reações como inflamação do tecido, edema e respostas bioquímicas. No entanto, impor uma certa carga biomecânica aos tecidos musculosqueléticos também pode ter um efeito fortalecedor e poderá ocorrer uma adaptação(National Research Council, 1999). 18 As respostas, sintomas e adaptações podem levar ao comprometimento funcional. Em contexto laboral, isso gerará uma LMERT. Se for suficientemente grave, esta poderá levar a uma incapacidade que se traduz em limitações de tarefas ou de dias de trabalho perdidos, por exemplo (National Research Council, 1999). A parte esquerda do modelo mostra fatores ambientais que podem afetar o desenvolvimento de LMERT, incluindo procedimentos de trabalho, equipamentos e ambiente, fatores organizacionais e contexto social. A parte direita do modelo mostra a influência de fatores físicos e psicológicos individuais, além de atividades não relacionadas ao trabalho, que podem afetar o desenvolvimento de LMERT (National Research Council, 1999). 2.2.5 Medidas preventivas de LMERT da região das costas De uma maneira geral, podem ser descritos três fases de prevenção. Com a prevenção primária, o objetivo é evitar o aparecimento de LMERT da região dorsal. O objetivo da prevenção secundária é interromper o desenvolvimento de distúrbios da coluna, para evitar o aparecimento de dor crónica e a recorrência de uma lesão na zona. Na etapa de prevenção terciária, o objetivo é reduzir a incapacidade resultante de uma LMERT agravada (Beeck & Hermans, 2000). A ênfase é colocada na prevenção primária no local de trabalho. Contudo, devido à alta prevalência de LMERT nas costas no contexto ocupacional atual, a fase secundária, como também a fase terciária têm vindo a ganhar relativa importância (Beeck & Hermans, 2000). As medidas contempladas pela fase primária incluem a redução dos riscos no local de trabalho, e mais especificamente a formação dos trabalhadores e fatores de organização do trabalho (Beeck & Hermans, 2000). Os tipos de intervenções para reduzir os riscos no local de trabalho incorporam a eliminação de tarefas de manipulação de cargas ou outras que causem sobrecarga física aos tecidos do corpo. Para tarefas de manipulação de cargas manual, isso pode ser alcançado através da automação de tarefas, de forma que o trabalhador execute apenas tarefas de controlo ou vigilância. Contudo, esta solução é muito radical e muitas vezes pode levar à introdução de outros problemas relacionados com trabalho, por exemplo, uma mudança para tarefas mais repetitivas. Portanto, outras estratégias de prevenção também devem ser consideradas para reduzir a quantidade e as exigências físicas das tarefas de manipulação manual. Várias estratégias são possíveis (Frank et al., 1996): ajustes no trabalho para reduzir as exigências físicas (por exemplo, usando dispositivos mecânicos de manipulação de cargas) ou alterações nos fatores 19 organizacionais (por exemplo, organização de pausas e rotação de postos de trabalho) e formação de trabalhadores para aumentar a sensibilização sobre os riscos e as corretas técnicas de trabalho em termos posturais. As medidas de intervenção secundária abrangem a aplicação de medidas após a ocorrência de uma lesão lombar relacionada com o trabalho. As intervenções são, portanto, destinadas a prevenir a recorrência e redução dos efeitos. Dado que a história médica anterior de uma lesão está ligada à ocorrência de uma nova lesão, isso enfatiza a necessidade de prevenir o aparecimento de LMERT em primeiro lugar, através da prevenção primária (Beeck & Hermans, 2000). No entanto, é muito importante uma abordagem integrada para a mitigação de riscos e o apoio ao retorno de trabalhadores afetados através de tratamento e reabilitação. As questões organizacionais do trabalho são claramente importantes, mas também os corretos cuidados de saúde (Burton & Erg, 1997). Nesta fase, o mais importante do tratamento é que o retorno do trabalhador ao local de trabalho seja cuidadosamente orientado. Um programa de retorno ao trabalho bem planeado deve incorporar uma avaliação de riscos e um controlo de tarefas ou condições perigosas ocupacionais para evitar recidivas e danos contínuos. As intervenções no local de trabalho e na área da saúde são importantes. Acrescenta-se ainda que ao analisar as questões de tratamento e reabilitação, é importante distinguir entre os diferentes estágios de desenvolvimento de LMERT da lombar, pois a intervenção recomendada difere de acordo com o estágio específico (lesões lombares agudas ou crônicas) (Beeck & Hermans, 2000). Por fim, a última fase de prevenção, prevê a implementação de um programa completo de ergonomia, numa abordagem holística, de forma a incluir as duas fases anteriormente sugeridas. Esta abordagem ergonómica integra o efeito do equipamento, o ambiente de trabalho e a organização do trabalho, bem como o trabalhador. Numa ótica participativa, a comunicação plena com trabalhadores, permitindo que estes integrem o processo com as suas próprias sugestões de melhoria, é importante para sua eficácia (WHO, 2002). Segundo um relatório de WHO (2002), as estimativas obtidas em vários estudos observacionais demonstram que a maior melhoria na saúde da população - uma redução de 74% na incidência de dores nas costas - seria obtida a partir do programa completo de ergonomia. Benefícios mais baixos no nível de saúde população seriam alcançados por outras intervenções: uma redução de 20 60% através de medidas de engenharia e formação de trabalhadores, uma redução de 56% apenas através medidas de engenharia e uma redução de 20% por apenas formação de trabalhadores. 2.3 Os exoesqueletos Na última década, o paradigma da Indústria 4.0 levou muitas empresas a implementar várias soluções tecnológicas e automações de processos. Essa revolução tecnológica visa tornar a produção industrial mais eficiente, mais flexível e de maior qualidade (Diez-olivan et al., 2018). Todavia, esta tendência de contínua automação e mecanização da indústria não solucionou todos os fatores de risco inerentes a um local de trabalho. Um relatório do Eurofound (2012) mostra que muitos trabalhadores ainda se encontram expostos a fatores de risco inerentes à aquisição de LMERT da zona lombar. Nomeadamente, 30% da população Europeia trabalhadora encontra-se exposta a tarefas de manipulação de cargas, 63% a tarefas que requerem manipulações repetitivas e 46% a tarefas em que as posturas corporais desajustadas são requeridas. Estes dados continuam a verificar-se pois a automação completa de processos nem sempre é possível. Por exemplo, em ambientes dinâmicos de fabricação ou armazenamento, existe uma grande variabilidade de produtos no que concerne a, por exemplo, tamanhos e formas. Quando a variabilidade inerente aos processos de fabricação de diversos produtos é grande a automação total não é exequível ou é extremamente cara. Neste contexto, continua a ser necessária a capacidade humana de observar, decidir e adotar ações apropriadas em segundos (de Looze et al., 2016). Dado o exposto, tem-se verificado, na indústria moderna, um movimento crescente em direção à colaboração entre robôs e humanos no sentido de aprimorar em conjunto o uso da robótica sem descorar a flexibilidade dos seres humanos. Uma dessas soluções seria a utilização de exoesqueletos. Estes equipamentos podem ser definidos como uma estrutura mecânica externa passível de ser vestida que aumenta o poder físico de uma pessoa (Abdoli-E, Agnew, & Stevenson, 2006; Bosch et al., 2016; de Looze et al., 2016; Koopman, Kingma, Faber, de Looze, & van Dieën, 2019; Lee et al., 2012; Ulrey & Fathallah, 2011; Whitfield, Costigan, Stevenson, & Smallman, 2014). A tecnologia inerente aos exoesqueletos tem vindo a amplificar aquilo que o corpo humano é capaz de fazer ou suportar. O corpo por si só apenas pode levantar muito peso ou manter uma determinada posição por um determinado período de tempo sem correr o risco de lesão. Os 21 exoesqueletos poderão ser uma ferramenta que possibilitará os indivíduos de realizarem trabalho físico pesado em segurança. Os exoesqueletos projetados para dar suporte a tarefas de trabalho manual em ambientes industriais já se encontram disponíveis comercialmente. Algumas empresas já começaram a realizar testes pilotos, e diversas pesquisas laboratoriais encontram-se em andamento. A utilização de exoesqueletos pode acarretar inúmeras potencialidades e, por isso, existe um interesse crescente na sua utilização em contexto industrial (de Looze et al., 2016). 2.3.1 Enquadramento histórico do uso de exoesqueletos O trabalho científico e tecnológico do desenvolvimento dos exoesqueletos começou no início dos 1960. O Departamento de Defesa dos EUA interessou-se por desenvolver o conceito de ‘’armadura’’ elétrica para utilização em contexto militar. Essa armadura poderia aumentar as capacidades de elevação e de transporte de um soldado (Lowe, Billotte, & Peterson, 2019; Pons, 2008; Schnieders & Stone, 2017). A General Electric (GE) foi a primeira a desenvolver um exoesqueleto, chamado Hardiman. Foi desenvolvido por Ralph Mosher, um engenheiro da GE entre 1960 e 1971. O equipamento era alimentado energia hidráulica e elétrica. Esta primeira tentativa não foi bem conseguida, pois o equipamento era muito pesado e limitado no que concerne à velocidade para caminhar. Para além disso, os movimentos violentos incontrolados também impediam os testes com seres humanos (Lowe et al., 2019; Schnieders & Stone, 2017). Paralelamente, em 1962, a força Aérea dos EUA encomendou um estudo ao Laboratório Cornell Aeronautical. Esse estudo almejava a criação de um sistema robótico que fosse capaz de amplificar a força de uma pessoa. Dada a tecnologia da altura, vários problemas técnicos foram surgindo, o que inviabilizou a validação do equipamento (Schnieders & Stone, 2017). A pesquisa e o design dos exoesqueletos continuaram. Mais tarde, no início dos anos 2000, a Agência de Projetos de Pesquisa Avançada em Defesa dos EUA (DARPA) começou a aprimorar e demonstrar este tipo de tecnologias. O resultado do trabalho desenvolvido por esta entidade, em 2007, transitou para o Centro de Pesquisa, Desenvolvimento, e Engenharia dos Soldados de Natick (NSRDEC). Em 2014, o Instituto de Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST), convidado pela NSRDEC participou de uma mesa redonda para discutir os desafios e direções futuras desta tecnologia (Lowe et al., 2019). 22 Oficialmente, a utilização em contexto ocupacional surgiu quando, em 2015, o Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional (NIOSH), por insistência de diversos interessados e criadores de produtos do setor industrial, entrou em contacto com a agência do Departamento de Defesa dos EUA no sentido de aprimorar as capacidades desta tecnologia para aplicações industriais. Estes interesses e discussões comuns levaram à formação de um grupo de trabalho (Lowe et al., 2019). No ano seguinte, o NIST organizou uma reunião preliminar com várias entidades, das quais o instituto NIOSH, com o intuito de discutir o estado atual dos padrões de segurança, desempenho, ergonomia e segurança cibernética dos exoesqueletos. Em 2017, realizou-se uma reunião pública com cerca de 100 organizações interessadas. Estas incluíam 44 entidades industriais, 35 do governo e 19 da universidade. Os objetivos da reunião foram: (1) identificar lacunas nos padrões atuais dos exoesqueletos, incluindo terminologia, métodos de teste e métricas de desempenho nos setores industrial, militar e médico; (2) facilitar o envolvimento de todas as partes interessadas no desenvolvimento dos equipamentos à medida que progridem; e (3) promover avanços tecnológicos, construindo relações entre os principais interessados. No final da reunião, houve forte concordância entre os participantes de que eram necessários métodos de teste padrão para validar a usabilidade dos exoesqueletos às tarefas e que seriam necessárias reuniões futuras mais detalhadas para aumentar a coordenação e os esforços (Lowe et al., 2019). Uma reunião subsequente com foco específico nas aplicações industriais dos exoesqueletos ocorreu em junho de 2017. Essa reunião tinha como objetivo envolver a comunidade robótica na temática das aplicações industriais dos exoesqueletos, com o objetivo primordial de proliferar a sua utilização em contexto ocupacional. Outros objetivos foram: (1) identificar oportunidades para transferir conhecimentos e tecnologias de aplicações médicas e militares para aplicações industriais; e (2) discutir as necessidades de terminologia e padrões segurança para implementação deste tipo de dispositivo em todos os campos em que a sua utilização possa conferir uma vantagem. Um resultado importante desta reunião foi uma votação para avançar com a ASTM International como organização de desenvolvimento de padrões para exoesqueletos (Lowe et al., 2019). O comité designado de ASTM international F48, tem como objetivo incentivar a pesquisa neste campo e patrocinar simpósios, oficinas e publicações e facilitar o desenvolvimento de normas. O trabalho deste Comité é coordenado com outros comités técnicos e organizações da ASTM com interesses mútuos ou relacionados (ASTM, 2019). 23 Os subcomités da ASTM international F48 dedicam o seu trabalho a temáticas como segurança, qualidade, desempenho, ergonomia e terminologia para sistemas e componentes durante todo o ciclo de vida dos exoesqueletos - desde antes da sua utilização até a manutenção e o declínio - incluindo considerações de segurança e tecnologias de informação. As atividades abrangem aplicações industriais, de resposta a emergências, aplicações médicas, militares e de consumidores (ASTM, 2019). As necessidades de pesquisa e de melhoramento dos exoesqueletos são emergentes, pelo que diversos estudos científicos se têm debruçado na experimentação dos equipamentos em tarefas industriais (Theurel & Desbrosses, 2019). Prova disso, é o facto de algumas indústrias já começarem a implementar a utilização dos exoesqueletos nas suas fábricas, mesmo que em testes piloto. Exemplos disso são: 1. Hyundai: em outubro de 2018, o Hyundai Motor Group anunciou que começaria a testar seu Hyundai Vest Exoskeleton, um equipamento que reduz a pressão no pescoço e nas costas dos trabalhadores. Estes testes decorreram numa fábrica norte-americana HyundaiKIA. Também o mesmo grupo, em agosto de 2017, iniciou testes do Exoesqueleto Hyundai Chairless, um dispositivo mantém a posição sentada dos trabalhadores; 2. Ford: Após a sequência de um teste piloto, que teve início a novembro de 2017, realizado com uma empresa fabricante de exoesqueletos, a Ford anunciou, a agosto de 2018, que passaria a utilizar de 75 exoesqueletos para a parte superior do corpo dispersos por 15 fábricas do grupo; 3. BMW: A fábrica de montagem da BMW na Carolina do Sul está, atualmente, a utilizar o exoesqueleto AIRFRAME para a parte superior do corpo da empresa Levitate Technologies (Kara, 2018). As décadas de pesquisa sobre exoesqueletos, os avanços nas tecnologias facilitadoras e aumento do investimento resultaram num setor industrial onde os exoesqueletos começam a fazer parte. Em alguns casos já se verifica que os projetos piloto e testes laboratoriais começam a dar lugar ao trabalho quotidiano. Ainda assim, apesar de os exoesqueletos parecerem apresentar soluções para aquilo que medidas preventivas de LMERT até então implementadas têm vindo a falhar, são necessários ainda diversos estudos que possam conferir padrões de segurança para a sua 24 utilização globalizada. Posto isto, parece ser necessário ter cautela, em alguns casos, onde, a implementação destes equipamentos possa influenciar diretamente a saúde dos operadores. 2.3.2 Normas aplicáveis A Organização Internacional de Padronização (ISO), cria documentos com o intuito de fornecerem requisitos, especificações, diretrizes ou características que podem ser usadas de forma consciente de maneira a que se possa garantir que os materiais, produtos e serviços sejam adequados à sua finalidade (ISO, 2019). Esta organização criou um documento que atende aos requisitos de segurança de robots pessoais, alguns dos quais são considerados exoesqueletos. Essa norma denomina-se de ISO 13482:2014 e possuiu partes aplicáveis a um subconjunto de exoesqueletos, contudo não abrange a diversidade existente de exoesqueletos da atualidade (Lowe et al., 2019). A ISO 13482 reconhece que, embora os exoesqueletos possam aumentar certas capacidades humanas, o seu uso apresenta novos perigos potenciais. Alguns desses riscos resultam do contacto direto do exoesqueleto com o usuário, enquanto outros são semelhantes aos dos robôs que operam no ambiente industrial. A norma enfatiza a necessidade de identificação e avaliação de riscos para que as operações com os equipamentos sejam seguros (Lowe et al., 2019). Um outro padrão existente foi elaborado pela Associação Japonesa de Padrões (JSA), e denominase JIS B 8456-1. Este padrão debruça-se sobre os exoesqueletos de suporte lombar e especifica requisitos de desempenho e segurança em um consenso entre fabricantes, consumidores e outros órgãos neutros (Lowe et al., 2019). Os padrões e questões regulatórias relacionadas ao uso destes equipamentos em ambientes industriais, embora significativos, ainda não são tão amplos e complexos quanto os dos exoesqueletos para fins médico (Kara, 2018). Considerando que estes equipamentos causarão mudanças disruptivas no ambiente ocupacional, torna-se fulcral que todas as questões relativas aos seus impactos sejam respondidas. É necessário, por isso, um tempo adicional para que o impacto seja avaliado e para que tal aconteça são necessários mais estudos que levem em conta todas as variáveis inerentes a estes equipamentos. Assim, só com o verdadeiro conhecimento dos eventuais impactos causados na saúde dos trabalhadores é que se poderá criar normas regulatórias para a sua utilização tendo em vista a segurança dos trabalhadores em primeiro lugar. 25 2.3.3 Tipologias de exoesqueletos Os exoesqueletos, segundo o mecanismo de articulação, podem ser classificados como "ativos" ou "passivos". Este é o sistema de classificação comummente mais utilizado nos diversos estudos científicos da área. Um exoesqueleto ativo compreende um ou mais mecanismos energizados que aumentam o poder físico do utilizador. Esses mecanismos suscetíveis de energizar o equipamento podem ser motores elétricos, mecanismos hidráulicos, ou outros tipos. Um sistema estritamente passivo não usa nenhum tipo de mecanismo passível de fornecer energia, mas sim materiais, tais como molas ou amortecedores com a capacidade de armazenar energia captada pelo movimento humano e usá-la conforme necessário para apoiar uma postura ou um movimento. Um exoesqueleto passivo, por exemplo, pode armazenar energia quando uma pessoa se inclina para a frente e, enquanto estiver nessa posição, essa energia pode ajudar a pessoa a manter essa posição ou a erguer o corpo enquanto levanta um objeto. Também podemos classificar os exoesqueletos pelas partes do corpo suportadas: fornecendo energia ou apoio aos membros inferiores (exoesqueletos da parte inferior do corpo), às extremidades superiores (exoesqueletos da parte superior do corpo) e às extremidades superior e inferior (exoesqueletos de corpo inteiro). Finalmente, exoesqueletos podem ser classificados de acordo com o nível em que o equipamento se encaixa ou se assemelha à antropometria humana. Os exoesqueletos antropomórficos possuem articulações com eixos rotacionais alinhados com o movimento rotacional das articulações humanas. Um exoesqueleto totalmente antropomórfico permite que o equipamento faça os mesmos movimentos que o utilizador, oferecendo assim uma grande liberdade de movimento. Contudo, estes equipamentos apresentam grandes desafios de design para garantir um ajuste perfeito aos utilizadores de tamanhos diferentes. Os exoesqueletos não antropomórficos são geralmente mais simples e podem ser projetados para ter uma estrutura otimizada para determinadas tarefas específicas, permitindo um consumo de energia mais eficaz do que os equipamentos antropomórficos. 2.3.4 Domínios de aplicação dos exoesqueletos Os exoesqueletos começam a ser utilizados num vasto domínio de aplicação. Segundo Lowe et al. (2019), estes equipamentos podem ser utilizados para fins medicinais, militares, industriais, de segurança pública e pessoais. 26 Os equipamentos com propósito médico são utilizados em pacientes amputados, feridos e/ ou com alguma incapacidade física, com o intuito de aumentar a mobilidade destes ou melhorar a sua estabilidade para fins de fisioterapia aprimorada. A sua utilização pode acelerar a recuperação, beneficiando não só os pacientes como também os profissionais de saúde e segurados. Os exoesqueletos com propósito militar são utilizados pelos soldados que podem beneficiar com o uso deste equipamento, na medida em que lhes poderá auxiliar a percorrer maior distâncias em marcha com menor fadiga, mover cargas com maior facilidade e segurança e transportar um maior número de equipamentos militares (armas, por exemplo). No que concerne à utilização em contexto industrial, os exoesqueletos são utlizados em tarefas com uma determinada sobrecarga física, nomeadamente em manipulação de cargas, agachamentos frequentes e elevação estática dos membros superiores, por exemplo. A sua utilização poderá acarretar um melhor desempenho resultante de uma performance mais duradoura, um menor impacto para o corpo com a possível diminuição de riscos de acidente. No seu todo, poderão aumentar a produtividade operacional. Também no domínio da segurança pública, os exosqueletos poderão apresentar potencialidades. Os socorristas poderão beneficiar destes equipamentos para mover objetos maior no resgate a vítimas em escombros e também para transportar uma maior quantidade de equipamentos, como garrafas de oxigénio, em situações adversas. Por fim, os exoesqueletos também poderão ter um fim recreativo/pessoal. A sua utilização poderá passar por desportos (por exemplo, esqui), trabalhos em casa ou no quintal e outra tarefas fisicamente exigentes. Apesar de todos estes domínios apresentados, até aos dias de hoje, o principal domínio de aplicação dos exoesqueletos tem sido para fins médicos ou de reabilitação. Um pequeno número de exoesqueletos também foi projetado para aplicações militares (Bosch et al., 2016). Recentemente, os exoesqueletos têm vindo cada vez mais a fazer parte do domínio industrial, devido às potencialidades que estes equipamentos aparentam apresentar (de Looze et al., 2016). 2.3.5 Aplicação dos exoesqueletos em contexto industrial Dado o exposto anteriormente, verifica-se que as LMERT são recorrentes nos ambientes industriais. E por esta razão, não é surpreendente que tenham sido desenvolvidas inúmeras medidas preventivas para colmatar estes problemas. Algumas dessas medidas passam pela 33 Tabela 2: Resumo das principais características de estudos revistos sobre exoesqueletos de suporte de membros superiores (apresentados por ordem cronológica da sua publicação). Autores (data) Exoesqueleto usado Amostra Posturas/movimentos avaliados Contexto do estudo Metodologia Principais conclusões Alabdulkarim et al., (2019) FawcettExovestTM EksoWorksTM FORTISTM 7 ♂ 5 ♀ Elevação dos braços com movimentos repetidos Laboratório Avaliação da qualidade de perfuração; Eletromiografia de superfície; Escala de Borg. A utilização do EksoWorksTM resultou num menor número de defeitos. O EksoWorksTM foi único que reduziu o esforço percebido nos ombros, parte superior do braço e zona lombar e que diminuiu significativamente a atividade muscular dos músculos estudados. Moyon et al. (2018) PAD (Skel-Ex ) 5 ♂ 4 ♀ Elevação dos braços com movimentos repetidos Indústria Questionário Nórdico; Protocolo de quantificação do custo cardíaco; Escala de Borg. Diminuição da frequência cardíaca média em 13,5% e do custo cardíaco absoluto médio em 5,9%. Boa aceitação do usuário. Sugestão de melhoria do conforto de braços e costas e maior facilidade de instalação. Huysamen et al. ( 2018) Exoesqueleto de braços 4 ♂ 4 ♀ Elevação estática dos braços Laboratório Eletromiografia de superfície; Escala de Borg; Pressão local percecionada; Escala de usabilidade do sistema. Redução significativa na atividade muscular do Bíceps Braquial e Deltoide em 49% e 62%, respetivamente. Sem alteração significativa nas pernas e nas costas. Redução do esfoço percebido do braço em 41% e ligeiro aumento do esforço percebido do tronco e das pernas. A usabilidade considerada como aceitável. Kim et al. (2018) Protótipo de exoesqueleto 6 ♂ 6 ♀ Movimento repetitivo dos braços e / ou elevação estática dos braços Laboratório Eletromiografia de superfície. Redução do pico e da atividade muscular média de vários grupos de músculos do ombro em 45% e 50%, respetivamente. Redução do tempo de conclusão em 20% (3,4s); Não existiu redução do desconforto muscular com a utilização do exoesqueleto, com exceção do antebraço. 34 Spada et al. (2017) Levitate 31♂ Movimento repetitivo dos braços e / ou elevação estática dos braços e/ou atividades de precisão com os braços Laboratório Gravação de vídeo; Escala de Borg; Questionário de métricas de usabilidade; Questionário de aceitação de tecnologia. . Aumento de 31,1% no tempo de levantamento estático dos braços; Diminuição no tempo de resistência, em geral, de realização de tarefas de movimento repetido dos braços. Benéfico tanto para a fadiga percebida como para a realização de tarefas de precisão. Avaliação positiva, acrescentando que o exoesqueleto ajudou a realizar as tarefas com menor esforço físico e mental. 35 2.3.7 Exoesqueletos ocupacionais passivos para suporte da zona lombar Como já foi abordado anteriormente, uma das principais preocupações nas tarefas manuais é a manipulação de cargas, até porque esta tarefa é bastante frequente na maioria dos trabalhos. Tipicamente, a flexão frontal cria um momento lombar que deve ser equilibrado e superado pela musculatura eretora da coluna vertebral, criando assim um momento extensor que atua posteriormente aos eixos de rotação sagital das vértebras lombares. Na ausência de uma carga externa, os músculos eretores da coluna são fortes o suficiente para levantar o tronco após uma flexão frontal. No entanto, vários cálculos mostraram que apenas os músculos das costas são insuficientes para elevar o tronco quando cargas externas substanciais estão sendo levantadas (Abdoli-E et al., 2006). Para que seja possível levantar pesos substanciais com segurança, os operadores devem ser auxiliados por mecanismos auxiliares mecânicos. Muitas vezes, o que parece acontecer em ambiente laboral, é que cargas que se encontrem dentro da capacidade de elevação humana, continuem a ser manipuladas pelos operadores, pois a manipulação humana, muitas vezes, é mais rápida que a manipulação dos mecanismos auxiliares mecânicos (Abdoli-E et al., 2006). Do desenvolvimento de novas tecnologias, surgem outras estratégias potencialmente preventivas. Atualmente, vários exoesqueletos passivos são desenvolvidos especificamente para apoiar os trabalhadores em tarefas que envolvem a flexão e até rotação do tronco. Estes são desenvolvidos para reduzir a exposição dos trabalhadores à compressão dos discos intervertebrais causada pelas vertebras em situações de flexão ou rotação, pois a exposição prolongada ou repetitiva a estes fenómenos pode causar fraturas da placa terminal das vértebras e danos trabeculares, degeneração dos discos intervertebrais e metabolismo celular alterado bem como hérnias discais (Graham, Agnew, & Stevenson, 2009). Assim, estes equipamentos a serem potencialmente capazes de fornecer suporte aos músculos eretores da coluna, serão capazes de prevenir a ocorrência das lesões anteriormente descritas. Muitos destes equipamentos são ainda protótipos e ainda não se encontram a ser comercializados, outros já foram alvo de estudos e alguns já se encontram a serem implementados nos locais de trabalho. De seguida, apresentam-se alguns exoesqueletos passivos projetados para fornecer suporte à coluna lombar em tarefas industriais: 36 1. O Personal Lift Assist Device (PLAD) (Figura 9 a.) é um sistema que utiliza energia elástica para produzir um momento de apoio sobre a região lombar. Esses elementos elásticos agem em uma linha de ação semelhante aos músculos eretores da coluna vertebral, permitindo que uma parte das forças e momentos da coluna vertebral sejam transferidos para os ombros, cintura pélvica e joelhos. Assim, quando um trabalhador utiliza o equipamento durante tarefas de manipulação de cargas, os componentes elásticos são alongados para criar energia elástica durante a flexão para a frente do tronco. Essa energia armazenada é liberada na fase ascendente de um levantamento, reduzindo a exigência de energética dos músculos envolvidos no levantamento (Abdoli-E et al., 2006; Graham et al., 2009; Whitfield et al., 2014); 2. O Laevo (Figura 9 b.) é um exoesqueleto que consiste em três tipos de suporte: dois no peito, um nas costas e dois nas coxas. Em ambos os lados do corpo, as estruturas de suporte do peito e coxas são conectadas através de hastes com características semelhantes a molas. O exoesqueleto destina-se a transferir forças da região lombar para as almofadas no peito e nas pernas. O utilizador a se inclinar para a frente a pressão é aplicada no peito e nas pernas gerando um momento paralelo ao momento dos músculos eretores da coluna. O equipamento ainda possui ângulos de ajuste de flexão, a partir dos quais não é possível fletir mais o tronco, conferindo assim suporte lombar (Bosch et al., 2016); 3. O Bending Non-Demand Return (BNDR) (Figura 9 c.) consiste em cinco componentes principais: duas barras curvas inferiores que entram em contato com cada coxa, um componente superior que entra em contato com o peito e duas molas de torsão que fornecem resistência passiva durante a flexão sagital. O dispositivo é usado na cintura com um cinto acolchoado (Ulrey & Fathallah, 2011). As forças incidentes na zona lombar são transferidas para o peito e para a parte superior das pernas (Spada et al., 2017); 4. O Happyback é constituído por hastes flexíveis de fibra de vidro as quais estão presas os arreios, o cinto e as extensões das pernas; 5. O Bendezy consiste num elemento dorsal de alumínio e tiras que envolvem os ombros, cintura e pernas. Possuiu ainda molas e alavancas de contrapeso que suportam parcialmente o peso do usuário (Spada et al., 2017); 37 6. Passive Spexor prototype (Figura 9 d.) é um protótipo de exoesqueleto que possui um módulo elástico nas costas usado para fornecer uma grande amplitude de movimento e armazena energia. Esse módulo é composto por uma junta esférica e um controlo deslizante linear em combinação com vigas elásticas com o intuito de oferecer flexibilidade e compensar possíveis desalinhamentos. Na zona da anca, possui três ligações paralelas em combinação com uma quarta ligação acionada em série com a junta linear do módulo das costas. Esta estrutura cumpre uma função dupla, tanto funciona como mecanismo e ajuste como estrutura de compensadora do desalinhamento (Näf et al., 2018). Figura 9: Exemplos de alguns exoesqueletos ocupacionais de suporte da zona lombar: (a.) PLAD (Whitfield et al., 2014); (b.) Laevo (Bosch et al., 2016); (c.) BNDR (Ulrey & Fathallah, 2011); (d.) Passive Spexor prototype (Näf et al., 2018). A assistência fornecida pelo PLAD no levantamento e abaixamento dinâmicos de cargas foi avaliada numa série de estudos em contexto laboratorial, por exemplo por Abdoli-E et al., (2006) e Whitfield et al., (2014). Este exoesqueleto também foi avaliado num estudo em contexto industrial por Graham et al. (2009). O resultado principal encontrado foi que o equipamento seria capaz de reduzir a atividade muscular necessária em tarefas de elevação de cargas (de Looze et al., 2016). Especificamente, no estudo desenvolvido por Abdoli-E et al. (2006) o PLAD foi avaliado em tarefas de levantamento simétrico com três cargas distintas (5kg, 15kg e 25kg), comparativamente à condição sem o equipamento. Os resultados de eletromiografia mostram que o esforço muscular imposto aos músculos eretores da coluna, em situações com o equipamento diminuiu significativamente, enquanto que não se verificaram diferenças significativas ao nível da atividade muscular abdominal em comparação com a condição sem exoesqueleto. Este último resultado relacionado com os músculos abdominais é a. b. c. d. 38 importantíssimo, uma vez que, um aumento da atividade muscular deste grupo muscular poderia implicar a inviabilização do equipamento, pois isso significaria que o equipamento ao auxiliar na diminuição da atividade muscular de uma zona corporal (para a qual foi desenhado) estaria a afetar outra zona. Concretamente, verificou-se uma redução de 14,4% nos músculos eretores da coluna lombar, e de 27,6% nos músculos eretores da coluna torácica. Alguns anos depois, Graham et al. (2009), desenvolveram um estudo em ambiente industrial (numa empresa de fabricação de automóveis) para avaliar a eficácia do PLAD e a aceitabilidade dos seus usuários. Para o efeito, os trabalhadores desenvolveram as suas tarefas habituais do processo de montagem, onde tarefas de flexão frontal dinâmica e estática são frequentes. Neste estudo, em concordância com o estudo anteriormente descrito, verificaram que o exoesqueleto reduzia significativamente a atividade muscular da zona inferior da coluna, sem alterar a atividade muscular dos músculos abdominais. Também verificaram que os operadores apresentaram uma aceitação positiva do equipamento, até porque 80% dos inquiridos mencionaram que usariam o exoesqueleto todos os dias no seu posto de trabalho. Acrescentando ainda que com pequenas modificações, os trabalhadores acreditam que o PLAD pode ser benéfico para a redução de forças lombares e desconforto em tarefas industrias. Por fim, Whitfield et al. (2014) desenvolveram um estudo com o intuito de avaliar se a utilização do PLAD em tarefas repetitivas de manipulação de cargas afetaria o consumo de oxigénio e, ao mesmo tempo, investigar se algum efeito nesse consumo poderia ser explicado por diferenças na atividade muscular ou na técnica de elevação. Os resultados não mostraram diferenças entre o consumo de oxigénio nas condições com e sem o exoesqueleto. Em termos de eletromiografia, ao usar o exoesqueleto, verificou-se uma redução de 8,4% da atividade muscular dos músculos eretores da coluna torácica em tarefas de abaixar a carga e uma redução de 14% na atividade muscular do bíceps femoral ao levantar a carga. Na opinião dos autores, uma vez que o equipamento não teve efeito no consumo de oxigênio, os trabalhadores e os empregadores não deverão aumentar a exigência das tarefas ao utilizar este tipo de assistência. Relativamente ao BNDR, este foi avaliado por Ulrey & Fathallah (2011) com o objetivo de avaliar se a utilização do BNDR seria uma possível intervenção para reduzir a carga na coluna lombar, reduzindo assim o risco de desenvolver LMERT nessa zona. Para tal, em laboratório, 39 através de uma tarefa estatística de flexão frontal do tronco avaliaram a atividade muscular de músculos da coluna e dos membros inferiores. Os resultados mostraram não haver alteração significativa na atividade muscular do eretor da coluna lombar e torácica, do reto abdominal ou do tibial anterior entre o dispositivo e as condições sem dispositivo. A única melhoria significativa encontrada foi em relação ao bíceps femoral, em que o indivíduos tiveram uma redução de 17% na atividade muscular na condição com exoesqueleto, comparativamente à condição sem. Na opinião dos autores, ainda assim o equipamento pode ser vantajoso, na medida em que, ao limitar a flexão lombar, poderá reduzir as cargas sobre os discos intervertebrais e assim ser capaz de reduzir os riscos de desenvolver LMERT nas populações que ainda utilizem a postura curvado, como é o caso dos trabalhos em ambiente agrícola. Quanto ao exoesqueleto Laevo, no estudo de Bosch et al. (2016), permitiu reduzir entre 30% a 35% a atividade muscular da zona lombar em tarefas de inclinação estática do tronco, não se tendo verificado efeitos significativos nos grupos musculares abdominais. A resistência para a realização das tarefas aumentou de 3,2 minutos para 9,7 minutos. Relativamente à perceção do desconforto dos trabalhadores, verificou-se uma redução do desconforto da região lombar aquando a utilização do exoesqueleto. Antagonicamente, verificou-se um aumento do desconforto no peito e axilas, devido à pressão causada pelo equipamento nessas áreas de contato. Num outro estudo, relativo ao Laevo, levado a cabo por Koopman et al. (2019), as reduções na atividade muscular dos músculos das costas observadas durante as tarefas de flexão estática com o exoesqueleto Laevo variaram entre 11% a 57%, dependendo das posturas experimentais (cinco diferentes alturas das mãos). Porém, verificaram um aumento entre 2% a 6% da atividade muscular dos músculos do abdómen. Neste estudo, os autores, também tinham como intenção avaliar se a atividade muscular dependia da postura da flexão adotada. Os resultados foram pouco conclusivos quanto a este ponto, uma vez que, verificaram que as relações entre a amplitude da redução da atividade muscular e a postura do tronco foram altamente variáveis entre os sujeitos, provavelmente em função da cinemática individual e / ou características antropométricas. Numa revisão sistemática de Looze et al., (2016) são abordados os exoesqueletos Happyback e Bendezy, citando Barret & Fathallah (2001). Nessa revisão é evidenciado os efeitos positivos 40 dos exoesqueletos na diminuição da atividade muscular dos músculos eretores da coluna da zona lombar. É mencionada uma redução de 23% com a utilização do Happyback e de 21% com a utilização do Bendezy. Contudo, verificou-se um aumento na atividade muscular da perna com a utilização de ambos os equipamentos. Ambos foram testados em laboratório em tarefas simuladas de flexão do tronco estática e manipulação de cargas. Por último, no estudo de Näf et al. (2018) é considerado o uso de um exoesqueleto com feixes flexíveis – o Passive Spexor prototype . Este pretende preservar a amplitude de movimentos natural do corpo humano, de forma a apresentar uma maior compatibilidade com o utilizador. A correspondência entre os ângulos do equipamento e corpo humano revela uma correlação positiva significativa, sob o ponto de vista estatístico. Verifica-se um aumento de mais de 25% na amplitude de movimento do tronco no plano sagital, usando feixes flexíveis no mecanismo passivo do equipamento. A perceção dos utilizadores quanto à amplitude de movimentos apresenta resultados muito bons e quanto interferência do uso do exoesqueleto com a realização das tarefas, a redução de carga lombar, o suporte conferido durante as tarefas, bem como a avaliação geral do exoesqueleto apresenta valores bons a moderados. Com relação aos níveis de desconforto, os utilizadores avaliaram como tendo baixo desconforto associado ao uso do equipamento. Em termos de limitações do mesmo, foi mencionada alguma dificuldade a caminhar com o exoesqueleto, fricção lateral no pescoço e alguma pressão nos quadris. As conclusões das pesquisas supramencionadas, apontam, aparentemente, para potencialidades positivas da utilização dos exoesqueletos em contexto ocupacional. A maioria dos estudos anteriores concentrou-se principalmente em avaliações musculares locais, levando a uma série de lacunas no conhecimento, principalmente no que diz respeito às respostas fisiológicas gerais ao uso do exoesqueleto. Sabe-se que uma diminuição da atividade muscular local não é suficiente para eliminar o risco musculoesquelético nas costas(de Looze et al., 2016). Posto isto, a utilização de exoesqueletos em ambiente industrial ainda tem um longo caminho a percorrer. De facto, dos estudos apresentados, todos eles foram realizados em laboratório com exceção do PLAD no estudo de Graham et al. (2009). Existem vários aspetos que precisam de ser solucionados antes da sua aplicação generalizada na indústria, como é o caso do desconforto para o utilizador (Abdoli-E et al., 2006; Bosch et al., 2016). 41 Para se poder tirar partido da utilização plena dos exoesqueletos parece ser necessária uma melhor investigação relativa ao design destes com o intuito de melhorar a sua usabilidade, especialmente no que diz respeito ao conforto e à liberdade de movimentos durante o uso. Possivelmente, estas melhorias podem ser alcançadas através da diminuição do peso do exoesqueleto, de uma melhor distribuição do peso e simplificando a instalação e a desinstalação do dispositivo (de Looze et al., 2016). A limitação do desconforto é um desafio na implementação destes equipamentos em contexto industrial, uma vez que, poderá ser um grande problema para a sua ampla aplicação em tarefas industriais. Isto porque um nível mínimo de desconforto pode dificultar a aceitação do utilizador. Por isso, é fulcral apostar na obtenção de dados experimentais, não só em laboratório, como em contextos industriais, de maneira a que seja possível conferir padrões de segurança e que as várias limitações técnicas, identificadas em estudos prévios, sejam ultrapassadas. Os resultados obtidos pelos estudos mencionados nesta revisão encontram-se sumariados na Tabela 3, evidenciando-se os exoesqueletos utilizados, posturas/movimentos avaliados, contexto do estudo, opções metodológicas e principais resultados. 42 Tabela 3: Resumo das principais características de estudos revistos sobre exoesqueletos de suporte lombar (apresentados por tipo de exoesqueleto usado). Autores (data) Exoesqueleto usado Amostra Posturas/movimentos avaliados Contexto do estudo Metodologia Principais conclusões Näf et al. (2018) Passive Spexor prototype 3 ♂ Flexão e/ou rotação do tronco Laboratório Questionário de impressão do utilizador; Escala visual analógica da dor. Aumento de mais de 25% da amplitude de movimento do tronco no plano sagital usando feixes flexíveis no mecanismo passivo do equipamento. Classificação de ‘’Muito boa’’ amplitude de movimentos. A interferência com as tarefas, a redução da carga lombar, o suporte conferido durante a realização das tarefas e a avaliação geral do exoesqueleto apresentam valores ‘’bons’’ a ‘’moderados’’. OS níveis de desconforto são considerados baixos. Koopman et al. (2019) Laevo 11 ♂ Flexão do tronco Laboratório Eletromiografia de superfície. Diminuição da atividade muscular dos músculos das costas entre 11% a 57%, dependendo do ângulo de flexão. Aumento de 2% a 6% da atividade muscular dos músculos do abdómen. Bosch et al. (2016) 9 ♂ 9 ♀ Flexão do tronco Laboratório Eletromiografia de superfície; Escala de Borg. Redução em 30-35% a atividade muscular das costas em tarefas de inclinação do tronco. Sem efeitos para os grupos musculares do abdominal. Aumento do tempo de resistência de realização da tarefa de 3,2 min para 9,7 min. Diminuição do desconforto na zona lombar e aumento do desconforto no peito e nas axilas. 49 Com isto em mente, realizaram uma seleção de métodos e técnicas de ergonomia aplicáveis à validação de exoesqueletos a um determinado posto de trabalho. O trabalho por eles desenvolvido, envolvia um exoesqueleto desenhado para o suportar os membros superiores. Nesta ótica não é possível utilizar as suas conclusões para validar o método REBA como um método eficaz para utilizar na validação de exoesqueletos desenvolvidos para o apoio lombar. Mas, ainda assim, é possível extrapolar a metodologia utilizada pelos autores supracitados. Isto é, com o intuito de verificar a elegibilidade de um exoesqueleto, Dahmen & Hefferle (2018) compararam os resultados obtidos através de diferentes métodos ergonómicos, tais como: “Ergonomic Assessment Worksheet” , “Key Indicator Method” , REBA e RULA. . Os referidos autores verificaram uma diminuição da pontuação final calculada nos diferentes métodos na condição com o exoesqueleto, comparativamente à condição sem exoesqueleto, o que constitui um indicador positivo a favor da implementação de exoesqueletos em ambiente industrial. 2.4.3 Avaliação através de EMG Uma técnica de medição direta do risco de LMERT é a eletromiografia (EMG) (David, 2005). Esta baseia-se no estudo do sinal bioelétrico que é emitido durante as contrações dos músculos. Esta técnica possibilita a determinação de parâmetros biomecânicos internos do corpo humano aquando a realização de tarefas de índole dinâmica. A EMG é comumente utilizada para determinar: (1) o tempo de ativação dos músculos (possibilitando conhecer o inicio e o fim do momento de ativação muscular); (2) a amplitude da atividade muscular; e (3) o índice de fadiga muscular (De Luca, 1997). Esta técnica tem sido amplamente utilizada em estudos centrados na validação da utilização de exoesqueletos ocupacionais como medida preventiva de risco de LMERT (Karatayev, Burlakova, Miller, & Perrelli, 2018). Diversos estudos têm recorrido à EMG para comparar as sobrecargas impostas à coluna vertebral e à musculatura dos membros e do tronco em tarefas de manipulação de cargas durante utilização de exoesqueletos comparativamente a tarefas análogas sem recorrer a este tipo de equipamentos (Bosch et al., 2016; de Looze et al., 2016; Graham et al., 2009; Koopman et al., 2019; Moyon et al., 2018). Neste âmbito, é considerada a premissa de que determinados níveis de atividade muscular estão relacionados com a força 50 compressiva exercida sobre a coluna e, consequentemente, com o risco de LMERT (Colim, 2017). Bosch et al. (2016), avaliou, bilateralmente, através de eletromiografia os músculos: trapézio inferior, longuíssimo eretor da coluna, iliocostal eretor da coluna, abdominal oblíquo, abdominal reto, bíceps femoral. O elétrodo de referência foi colocado no processo espinhoso C7. A normalização das amplitudes EMG foram realizadas através do registo, durante três segundos, das contrações máximas voluntárias (CMV) de cada um dos músculos em estudo. No estudo de Koopman et al., (2019), onde foi utilizado o mesmo exoesqueleto (Laevo), avaliaram-se os mesmos músculos com exceção trapézio inferior. Na avaliação da atividade muscular em estudos com o exoesqueleto PLAD (Abdoli-E et al., 2006; Graham et al., 2009; Whitfield et al., 2014) a avaliação do eretor da coluna da zona torácica, do eretor da coluna da zona lombar e do reto abdominal é comum. No estudo de Abdoli-E et al. (2006) é ainda avaliado o abdominal oblíquo e no estudo de Whitfield et al. (2014) é avaliado o bíceps femoral, o reto femoral e o glúteo máximo. É ainda importante referir que o número reduzido de músculos avaliados por Graham et al. (2009) é justificado pelo facto do estudo ter sido desenvolvido em contexto real, ao contrário de todos os outros que foram realizados em laboratório. Na avaliação do BNDR, no estudo desenvolvido por Ulrey & Fathallah (2011), os músculos avaliados foram os eretores da coluna na zona torácica e lombar, o bíceps femoral e o tibial anterior. Nos estudos mencionados, verificou-se que em todos eles se pretendeu avaliar a atividade muscular dos músculos eretores da coluna. A preocupação na escolha destes músculos devese ao facto de que o exoesqueleto que se pretendia avaliar ter sido concebido para fornecer suporte às costas. Adicionalmente, em alguns estudos pretendeu-se ainda avaliar a atividade muscular dos músculos abdominais e dos membros inferiores. A escolha destes dois grupos de músculos prendeu-se com o facto de se tentar perceber se existiam efeitos negativos na atividade muscular de outros músculos que não aqueles para o qual o exoesqueleto foi desenvolvido. 51 3. METODOLOGIA DE INVESTIGAÇÃO 3.1 Contextualização do capítulo Neste capítulo apresentam-se a metodologia seguida durante a realização deste trabalho. Desta forma, apresentam-se de seguida a natureza do estudo, a metodologia de revisão da literatura, e a metodologia empregue na realização dos testes desenvolvidos para responder à pergunta de investigação. Neste último ponto, apresenta-se a seleção da amostra e os métodos e técnicas utilizados. 3.2 Natureza do estudo A metodologia numa investigação científica constitui o conjunto de procedimentos intelectuais e técnicos usados pelo investigador para atingir os seus objetivos. A metodologia adotada numa investigação transparece a visão do investigador sobre o mundo, através de pressupostos filosóficos e paradigmáticos por ele selecionados e que estarão na base do novo conhecimento construído (Saunders, Lewis, & Thornhill, 2012). Partindo do modelo de investigação proposto por Saunders et al. (2012), apresentam-se de seguida os seguintes parâmetros: abordagem, estratégia, método de recolha e análise de dados, horizonte de tempo, técnicas e procedimentos. Uma investigação pode seguir duas abordagens: a dedutiva e a indutiva (Saunders et al., 2012). Este estudo apresenta uma abordagem dedutiva. Neste tipo de abordagem, o investigador formula hipóteses e estabelece uma estratégia de investigação com o intuito de testar e validar essas hipóteses. Quanto à estratégia, importa primeiramente definir a finalidade do estudo. Esta pode ter finalidade exploratória, descritiva ou explicativa (Saunders et al., 2012). Este estudo apresenta uma finalidade exploratória, uma vez que tem como finalidade descobrir o que está a acontecer, procurar novas perspetivas, questionar o entendimento existente, procurar avaliar os fenómenos de um ponto de vista diferente (Saunders et al., 2012). Isto é, pretende-se conhecer qual a influência da utilização de um exoesqueleto passivo nos fatores de risco de LMERT durante tarefas industriais. Para atingir esta finalidade, utilizou-se uma das estratégias sugeridas por Saunders et al. (2012), o estudo de caso. Esta estratégia permite o 52 conhecimento detalhado acerca de um caso, sendo particularmente útil para responder ao “porquê’’, ao” quê’’ e/ou ao “como’’. Relativamente aos métodos, neste estudo utilizou-se um método misto, que combina diferentes técnicas quantitativas (com a obtenção de dados numéricos) e qualitativas (recolha de informação não numérica), tornando-se enriquecedor, na medida em que permite obter mais evidências de forma a responder às questões de investigação. Quanto ao horizonte de tempo em investigação científica, Saunders et al. (2012) define duas categorias: longitudinal e transversal. Neste estudo, o horizonte de tempo é considerado transversal, uma vez que permite o estudo de um determinado fenómeno num determinado momento. Por fim, importa igualmente caracterizar as técnicas e procedimentos de recolha de dados. Quanto às técnicas de amostragem, neste estudo utilizou-se uma técnica de amostragem não probabilística, uma vez que a escolha foi feita com base num julgamento subjetivo (Saunders et al., 2012). Especificamente a amostragem utilizada neste estudo, é considerada intencional, uma vez que se selecionaram casos que permitirão responder de melhor forma às perguntas de investigação. Isto é, selecionou-se intencionalmente indivíduos que se encontrassem afetos ao processo produtivo numa indústria de fabricação de mobiliário, em que as suas tarefas incluíssem a flexão frontal de tronco. Relativamente aos procedimentos de amostragem utilizou-se observação sistemática, gravação, análise, medição direta, descrição e interpretação do comportamento das pessoas. Face o exposto, resumidamente, a presente investigação trata-se de um estudo de caso transversal, de índole exploratória, tendo por base a definição preparatória das questões orientadoras da investigação, seguida da observação da realidade do problema em contexto real de trabalho e recolha e análise de dados qualitativos e quantitativos. 3.3 Fase metodológica da revisão bibliográfica De maneira a auxiliar o ponto de partida deste trabalho de investigação, realizou-se uma revisão sistemática da literatura, que sendo replicável permite também criar uma base de trabalho para futuros estudos. Esta revisão, suportada pela metodologia PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses) (Moher, Liberati, Tetzlaff, & Altman, 2009), utilizou três das principais bases de dados bibliográficas: Scopus (Elsevier, n.d.- b) Science Direct (Elsevier, n.d.-a) e PubMed (National Center for Biotechnology Information, 53 n.d.). Foi obtido um total de 317 artigos científicos, após a procura com as palavras-chave “exoskeleton” e “musculoskeletal disorders”, com o operador booleano “AND”. A base de dados do investigador foi também considerada nesta revisão bibliográfica. Como condição de inclusão, os artigos selecionados tinham de ser de acesso livre, escritos em inglês ou português e terem sido publicados entre 2013 e 2019. Após a aplicação destes critérios, e da eliminação de artigos repetidos, obteve-se um total de 57 artigos científicos. Seguidamente, selecionaram-se apenas artigos que apresentassem uma avaliação de exoesqueletos em contexto ocupacional. Para o efeito, o rastreamento foi feito através dos títulos e dos resumos destes. Quando os resumos não apresentassem informação suficiente para decidir, procedia-se a uma leitura integral do artigo. Após esta fase, obtiveram-se 20 artigos em texto completo avaliado para elegibilidade, sendo estes incluídos em síntese qualitativa. Os estudos incluídos são referentes aos trabalhos de Abdoli-E et al., (2006), Alabdulkarim et al., (2019), Bosch et al., (2016), de Looze et al., (2016), Diez-olivan et al., (2018), Graham et al., (2009), Huysamen et al., (2018), Kim et al. (2018), Koopman et al., (2019), Lee et al., (2012), Lowe et al., (2019), Moyon et al., (2018), Näf et al., (2018), Schnieders & Stone, (2017), Spada et al., (2017), Theurel & Desbrosses, (2019), Ulrey & Fathallah, (2011), Whitfield et al., (2014), Zhang & Huang, (2018) e Zhou & Li, (2016). Esta pesquisa tornou-se relevante no sentido que a procura resultou em bibliografia de destacada importância para a definição das variáveis de estudo e na posterior comparação dos resultados obtidos. O fluxograma das diferentes fases da revisão sistemática, conduzida neste trabalho segundo recomendação do PRISMA, encontram-se representadas na Figura 12. Figura 12: Fluxograma das diferentes fases da revisão sistemática proposta pelo PRISMA (adaptado de Moher et al., 2009). 317 resultados identificados nas bases de dados 322 resultados após eliminar os duplicados 15 resultados identificados noutras fontes 61 resultados rastreados 261 resultados excluídos 57 artigos em texto completo avaliados para elegibilidade 4 artigos em texto completo excluídos, com justificativa 20 estudos incluídos em síntese qualitativa 10 resultados excluídos 54 Adicionalmente à revisão sistemática da literatura, a revisão bibliográfica foi alargada a outras fontes como por exemplo dissertações e teses académicas, artigos partilhados por pares e livros, por forma a clarificar e contextualizar alguns conceitos relacionados com as LMERT e para justificar algumas opções metodológicas. 3.4 Fase metodológica técnico-experimental 3.4.1 Introdução O presente trabalho foi desenvolvido, em contexto real, numa empresa de fabricação de mobiliário, pertencente ao distrito do Porto, em Portugal. O intuito deste estudo prende-se com a avaliação da influência do exoesqueleto LaevoÒ (descrito em 3.3.2 da presente dissertação) nos fatores de risco de LMERT em tarefas industriais que incluíssem a flexão frontal do tronco, e especificamente se existem reduções na sobrecarga musculoesquelética dos músculos dorsais com a sua utilização comparativamente a uma situação onde o equipamento não é utilizado. Com esse intuito, realizaram-se três estudos experimentais, em contexto industrial, com a aplicação de diferentes técnicas de avaliação da sobrecarga musculoesquelética, nomeadamente: (1) a avaliação psicofísica (cuja metodologia é explorada em 3.5); (2) a avaliação postural (em 3.6); (3) a EMG (em 3.7). Para cada estudo foi usada uma amostra composta por colaboradores da empresa de fabricação de mobiliário em estudo. 3.4.2 Caracterização da empresa A empresa possuiu 34 fábricas em 9 países espalhados pelo mundo, possuindo um total de 20 000 trabalhadores. Esta dedica-se à produção de mobiliário de dois tipos: madeira maciça e madeira leve. Este trabalho foi realizado numa das unidades produtivas da empresa, pertencente ao distrito do Porto, em Portugal, com cerca de 1450 trabalhadores, que se dedica à produção de mobiliário plano. Esta unidade é uma das cinco fábricas com maior produção de mobiliário no grupo da empresa. 3.4.3 Exoesqueleto utilizado no estudo Neste estudo, foi utilizado um exoesqueleto passivo da marca LaevoÒ, como o apresentado na Figura 13. Este destina-se a fornecer suporte às costas em tarefas de flexão repetitiva do tronco e/ou tarefas estáticas numa postura inclinada para a frente. Especificamente, segundo o fabricante (Laevo, n.d.), este pode ser utilizado em tarefas que requerem os seguintes 55 movimentos ou posturas: (1) trabalhar inclinado para a frente; (2) levantar pesos; (3) dobrarse em direção ao chão; (4) Ajoelhar-se e agachar-se; e (5) caminhar. O Fabricante também desaconselha o uso do equipamento nas tarefas que requerem os seguintes movimentos ou posturas: (1) subir e descer escadas; (2) correr; (3) escalar; e (4) sentar. Figura 13: O exoesqueleto passivo utilizado neste estudo, com a respetiva legenda dos seus constituintes (Laevo, n.d.). Este exoesqueleto possuiu quatro estruturas de suporte: duas almofadas no peito, uma estrutura nas costas, um cinto almofadado em torno da anca e duas estruturas na parte superior das pernas. Estes encontram-se conectados através de um tubo circular com características semelhantes a molas. Este tubo é disponibilizado em diversos tamanhos com cores diferentes, representativas das classes de alturas em correspondência com a altura dos utilizadores. Assim, a altura dos utilizadores pode variar entre inferior a 1,55m e superior a 1,96m. A classe de altura e a respetiva cor do tubo, encontram-se apresentadas na Tabela 4. Quanto ao peso do equipamento, este tem um peso 2,8kg (Laevo, n.d.). O exoesqueleto destina-se a transferir as forças da região lombar para os amortecedores existentes no peito e coxas (Bosch et al., 2016)." Segundo o fabricante (Laevo, n.d.), o equipamento é capaz de aliviar o peso relativo do tronco e reduzir a carga na zona lombar. 56 Tabela 4: Representação das vários tubos de suporte distribuídos por tamanho, altura do utilizador e respetiva cor (Laevo, n.d.).! Tamanho Altura do utilizador Cor do tubo XXS < 1,55 m preto XS 1,56 m – 1,63 m Roxo S 1,64 m – 1,71 m Amarelo M 1,72 m – 1,79 m Cor-de-laranja L 1,80 m – 1,87 m Azul XL 1,88m – 1,95 m Verde XXL >1,96 m Castanho 3.4.4 Técnica de amostragem e tarefas testadas Após a definição dos objetivos desta fase do estudo, recorreu-se à técnica de amostragem do tipo não probabilístico intencional, uma vez que foram selecionados indivíduos, intencionalmente, que se encontrassem afetos a postos de trabalhos, ou que estivessem familiarizados com os mesmos, cujas suas tarefas envolvessem a frequente flexão frontal do tronco. Esta amostra é constituída tanto por operários dos postos de trabalho em questão, como por formadores (pessoas responsáveis por formar colaboradores novos para a realização das tarefas ou formar os colaboradores existentes aquando de alterações do processo de realização da tarefa). Portanto, todos os participantes encontravam-se familiarizados com as tarefas testadas e todos eles trabalhavam na empresa em estudo. Um outro critério aplicado nesta amostragem foi o facto de os participantes não terem historial de problemas musculosqueléticos. Como demonstrado no capítulo da revisão bibliográfica, este setor de atividade encontra-se sujeito à realização de tarefas suscetíveis de causarem LMERT. E daí a pertinência do estudo, em avaliar a aplicabilidade de utilização do exoesqueleto passivo em tarefas industriais de uma indústria de mobiliário. Numa primeira fase, foi realizada uma reunião com os responsáveis da empresa para dar a conhecer o exoesqueleto utilizado, bem como, perceber qual o intuito da empresa com a realização deste estudo. Assim, entendeu-se que era pretendido avaliar a adequabilidade do equipamento aos postos de trabalho da empresa. Para cumprir este objetivo, era necessário 57 obter dados que validassem ou não a utilização do exoesqueleto em determinadas tarefas dos postos de trabalho da empresa. Posto isto, em conjunto com os responsáveis da empresa, foram selecionados postos de trabalho onde existisse interesse por parte da empresa em implementar a utilização do exoesqueleto Laevo Ò em concordância com o facto de esses postos exigirem a flexão frontal do tronco. Terminada esta fase, foram então selecionadas três tarefas industriais, afetas a três postos de trabalho distintos. Todas as tarefas envolviam a flexão frontal do tronco. De forma a identificar as três tarefas manuais, as mesmas passam a designar-se da seguinte forma: (1) tarefa de paletização; (2) tarefa de ajustamento de ripas de madeira; (3) tarefa de inspeção visual das peças. Relativamente à tarefa de paletização, esta consistia em manipular verticalmente peças (peso entre 2 e 4 kg) vindas de um tapete transportador a cerca de 30cm do chão para uma palete que se encontrava em cima de um stacker que permitia regular a altura da palete. Para pegar nas peças que se encontravam no tapete transportador, o colaborador fletia frontalmente e inclinava lateralmente o tronco com posterior elevação da peça do tapete transportador para a palete. Por vezes essa manipulação era realizada apenas com uma mão. Em alguns momentos o colaborador também tinha de andar para resolução de problemas na máquina que dispensa as peças para posterior paletização, ou para movimentar o stacker com a palete preenchida (Figura 14). Figura 14: Tarefa 1: tarefa de paletização. 58 Quanto à tarefa de ajustamento de ripas de madeira, esta consistia em ajustar as ripas de madeira vindas de uma cutting machine, puxando as ripas de forma a que o final destas coincidisse com o limite da palete (que se encontrava em cima de um elevador de cargas, acionado por um pedal). Durante a realização deste ajuste, o colaborador fletia o tronco para conseguir pegar as mesmas a dois terços do seu comprimento. No fim da palete se encontrar preenchida, esta era movida com recurso a um porta-paletes e colocada uma nova palete no seu lugar. Em alguns momentos também existia a necessidade de caminhar para resolução de problemas na cutting machine, ou nas máquinas anteriores a esta (Figura 15). Figura 15: Tarefa 2: tarefa de ajustamento de ripas de madeira. Por fim, a tarefa de inspeção visual das peças, consistia na inspeção de peças de produto final (tábuas de madeira pintadas), com um peso de 3,9 kg. Para a realização da inspeção, os trabalhadores arrastavam peça que se encontrava à direita destes em cima de uma palete posicionada em cima de um elevador automático de cargas (acionado por um botão) para uma mesa de inspeção. Nesta etapa inicial de arrastar a peça existia, por vezes, a flexão frontal do tronco. Muitas vezes os colaboradores pegavam na peça apenas com uma mão. De seguida, já na mesa de inspeção, os colaboradores faziam a inspeção visual à peça. Durante esta etapa, verificavam-se os seguintes movimentos corporais: flexão frontal e inclinação lateral do tronco e pescoço, abdução dos braços e ligeira flexão das pernas. Feita a inspeção, os colaboradores pegavam na peça e colocavam-na numa palete que se encontrava à esquerda destes em cima de um elevador de cargas (acionado por um botão). Como a peça já se encontrava inspecionada, a colocação da mesma na palete era mais cuidada, verificando- 65 Figura 19: Exemplo ilustrativo da postura selecionada na Tarefa 1 em ambas as condições testadas: (a.) sem exoesqueleto; (b.) com exoesqueleto Figura 20: Exemplo ilustrativo da postura selecionada na Tarefa 2 em ambas as condições testadas: (a.) sem exoesqueleto; (b.) com exoesqueleto Quanto à tarefa 3 (inspeção visual de peças), foram selecionadas três posturas. Cada uma delas é inerente a um dos três elementos em que a tarefa foi subdivida. Também cada uma dessas posturas foi selecionada mediante a frequência (Figura 21). Em cada das tarefas em estudo, foi selecionada uma postura em cada uma das condições em teste – com ou sem exoesqueleto. Assim, para as Tarefas 1 e 2 foram selecionadas duas posturas (uma com o exoesqueleto e outra sem exoesqueleto) e para a Tarefa 3 foram selecionas seis posturas (três com exoesqueleto e três sem o exoesqueleto), uma vez que a tarefa foi dividida em três elementos. Note-se que esta opção foi devido ao facto da terceira tarefa envolver uma maior variabilidade postural, comparativamente com as outras tarefas (em que a postura é similar ao longo dos ciclos de trabalho). a. b. a. b. 66 Figura 21: Exemplo ilustrativo das posturas selecionadas em cada um dos elementos da Tarefa 3 em ambas as condições testadas: (a.) elemento 1 sem exoesqueleto; (b.) elemento 1 com exoesqueleto; (c.) elemento 2 sem exoesqueleto; (d.) elemento 2 com exoesqueleto; (e.) elemento 3 sem exoesqueleto; (f.) elemento 3 com exoesqueleto. 3.6.2 Aplicação do método REBA Para a aplicação do método REBA neste estudo, seguiram-se os treze passos sugeridos pelos autores (Hignett & McAtamney, 2000). Assim, através da folha de pontuação presente no Anexo III procedeu-se à atribuição da pontuação dos diferentes segmentos corporais contemplados. Estes encontram-se divididos em dois grupos: grupo A, que incluiu o tronco, pescoço e pernas, e o grupo B, que inclui braço, antebraço e pulsos. Note-se que a pontuação atribuída às posturas do grupo B, foi realizada para o braço (direito ou esquerdo) que apresentava uma postura mais desfavorável em relação à posição neutra. A pontuação da postura atribuída para cada um dos segmentos incluídos neste método, traduz o desvio existente relativamente à respetiva postura neutral. Desta forma, uma pontuação mais elevada, revela a existência de um maior desvio. a. b. c. e. f. d. 67 Em concordância com o sugerido pelos autores, à pontuação do grupo A acrescentou-se a pontuação relativa à força aplicada e à pontuação do grupo B adicionou-se a pontuação relacionada com o tipo de ligação (“coupling”). Os resultados de ambos os grupos geram um parâmetro de entrada para uma tabela que permite identificar um resultado ao qual é adicionada a pontuação da atividade (relacionada com a existência de posturas estáticas, de repetitividade de movimentos e com necessidade de alternância rápida de posturas ou com verificação de instabilidade postural). Deste modo obtém-se a pontuação REBA final. A pontuação REBA final, fornece indicações acerca do nível de risco de LMERT implícito a uma tarefa, revelando a necessidade de fazer uma intervenção e/ou correção da situação. Esta pontuação pode variar entre 1 e 15, correspondendo a 5 níveis de risco de LMERT, conforme apresentado na Tabela 6. Tabela 6: Pontuações e níveis de ação REBA (adaptado de Hignett & McAtamney, 2000). Níveis de ação Pontuação REBA Nível de risco Ação 0 1 Negligenciável Não necessária. 1 2 - 3 Baixo Pode ser necessária. 2 4 - 7 Médio Necessária a médio prazo. 3 8 - 10 Alto Necessária a curto prazo. 4 11 - 15 Muito alto Necessária de imediato. Este método foi aplicado às mesmas tarefas em duas condições distintas: sem exoesqueleto e com exoesqueleto. Tal como Asadi, Yu, & Mott (2019) que aplicaram o método REBA para avaliar diferentes condições de trabalho numa empresa de aviação onde se realizam tarefas com elevada alternância postural, em postos de trabalho de manutenção, reparação e revisão de aviões. Também Suhardi, Astuti, & Widodo (2016) aplicaram este método em tarefas manuais de polimento numa empresa de fabricação de mobiliário. De forma a aplicar o método de forma mais fidedigna utilizou-se o Software AutoCAD Ò , para medir com maior rigor os ângulos corporais de cada um segmentos corporais contemplados 68 neste método. Um exemplo de aplicação do método, com uma das tarefas avaliadas, encontra-se no Anexo IV. 3.6.3 Análise dos dados posturais Na análise dos dados utilizou-se o software Microsoft Office Excel® Neste teste, efetuou-se uma análise descritiva. A análise foi realizada separadamente para cada uma das posturas das tarefas estudas. Para tal, quando a amostra da tarefa apresentava mais do que um indivíduo considerou-se a média, como medida de tendência central desse conjunto finito de dados que consistem na pontuação REBA final. Considerando que a avaliação contemplou a avaliação de duas condições distintas (com e sem exoesqueleto), na análise pretende-se comparar se existem diferenças posturais e consequentemente aumento ou diminuição do nível de risco de LMERT entre as duas condições, verificando em que medida o exoesqueleto passivo influencia os fatores de risco de LMERT. 3.7 Estudo eletromiográfico Durante esta etapa metodológica foram recolhidos dados referentes à atividade muscular dos participantes através da técnica de EMG, em duas condições distintas: com exoesqueleto e sem exoesqueleto. A revisão bibliográfica que suportou a opção metodológica de aplicar a técnica de EMG no presente estudo foi apresentada no subcapítulo 2.4.3 da presente dissertação. 3.7.1 Descrição da tarefa industrial testada Numa primeira fase, procedeu-se à recolha de dados para a categorização dos participantes e foi estudada a sobrecarga muscular durante a realização da Tarefa 3, verificando possíveis diferenças na atividade muscular entre as condições de realização da tarefa com ou sem exoesqueleto. A realização da tarefa testada tinha a duração de 20 minutos e a recolha de dados foi realizada ininterruptamente durante este tempo. A adoção deste período de tempo de aquisição de dados é justificada por um estudo realizado por Carnide, Veloso, Lourenço, Fred, & Gamboa (2012), onde é mostrado que uma aquisição mínima de 20 minutos de dados EMG é suficiente 69 para estimar fidedignamente a APDF (“Amplitude Probability Distribution Funtion”) utilizada para avaliar o esforço muscular que um músculo se encontra sujeito durante a realização de uma determinada tarefa. A velocidade dos movimentos foi definida por cada participante, conforme as suas capacidades individuais, estando previsto um período de repouso entre a realização dos dois testes (com duas condições distintas). 3.7.2 Seleção dos músculos Pretendeu-se registar a atividade bilateral dos músculos eretores da coluna, o longíssimo no nível L1 e o iliocostal no nível L2, bem como do trapézio inferior (a localização destes músculos encontra-se representada nas Figuras 22 e 23). A escolha dos músculos baseou-se na funcionalidade destes e na revisão bibliográfica efetuada, sobretudo no trabalho desenvolvido por Bosch et al. (2016) que utiliza uma versão anterior do mesmo exoesqueleto. Figura 22: Representação dos músculos longuíssimo eretor da coluna e iliocostal eretor da coluna (adaptado de Netter, 2011) Figura 23: Representação do músculo trapézio inferior (adaptado de Netter, 2011). Músculo longuíssimo Músculo Iliocostal Músculo Trapézio inferior 70 Nos estudos centrados na análise da sobrecarga musculoesquelética durante a utilização de um exoesqueleto passivo de suporte dorsal, através de dados obtidos por EMG, foram sendo estudados outros músculos com particular relevância para realização da validação deste tipo de equipamentos em tarefas de flexão de tronco. Nomeadamente, músculos extensores da coluna vertebral, como o grupo muscular eretor da coluna (subdividido em iliocostal, longuíssimo e espinal), abdominal oblíquo, abdominal reto, bíceps femoral, reto femoral, glúteo máximo e tibial anterior (Abdoli-E et al., 2006; Bosch et al., 2016; Graham et al., 2009; Koopman et al., 2019; Ulrey & Fathallah, 2011; Whitfield et al., 2014). A utilização do número reduzido de músculos (três músculos bilateralmente) neste estudo, é justificada pelo facto de este ter sido realizado em contexto industrial, com tarefas reais de inclinação de tronco, pelo que um número exagerado de músculos obrigaria ao uso de vários elétrodos, comprometendo a liberdade de movimentos e o uso de vestuário. Também num estudo desenvolvido em ambiente industrial, por Graham et al., (2009), relativamente à utilização do exoesqueleto PLAD, foram avaliados um reduzido número de músculos (seis músculos). Adicionalmente importa esclarecer que a opção metodológica de estudar bilateralmente a atividade muscular baseou-se, também, em estudos prévios, centrados na avaliação de carga muscular de exoesqueletos ocupacionais (Abdoli-E et al., 2006; Bosch et al., 2016; Graham et al., 2009; Koopman et al., 2019; Ulrey & Fathallah, 2011; Whitfield et al., 2014) e pelo facto de se tratar de um estudo realizado com tarefas reais em contexto industrial, pelo que poderá existir alguma assimetria bilateral na realização das tarefas. Assim, e sintetizando, os músculos estudados foram os seguintes: 1. Longuíssimos esquerdo e direito em L1 (LE, LD); 2. Iliocostais esquerdo e direito em L2 (IE, ID); 3. Trapézios inferior esquerdo e direito (TE, TD). 3.7.3 Recolha de dados eletromiográficos Os dados de EMG foram recolhidos através do aparelho portátil wireless 8-channel biosignals Plux HUB® (Figura 24).O funcionamento do referido aparelho baseia-se na monitorização de bio-sinais (como é o caso da atividade muscular), a partir de pares de elétrodos bipolares fixados na pele dos indivíduos. O aparelho apresenta oito canais de captação de sinais, onde, 71 a cada um, é ligado um cabo através do qual se ligam os pares de elétrodos (separados em 2 cm) fixados na pele dos participantes. Adicionalmente também existe um outro canal, com a função de ligação do elétrodo de referência (elétrodo “Ground’’). Devido à sua portabilidade, o equipamento pode ser facilmente utilizado durante a realização de tarefas dinâmicas. Este recebe e envia sinais, em tempo real, via Bluetooth® para o computador com o qual está sincronizado e também permite o agendamento da recolha de dados por aquisição em offline, gravando os dados na memória interna do equipamento (BiosignalsPlux, 2018). Figura 24: Aparelho portátil wireless 8-channel biosignals Plux HUB®usado na recolha de dados de EMG. As gravações dos dados foram feitas na memória interna do eletromiógrafo, tendo sido a frequência de amostragem igual a 1000 Hz, impedância de entrada de 100 GΩ, fator de rejeição comum de 110 dB e canais de recolha analógicos de 16 bit. A aquisição de dados foi obtida em modo offline por agendamento, pois, após várias tentativas, não foi possível obter dados em tempo real, talvez devido ao ruído eletromagnético existente causado pela quantidade de equipamentos elétricos existente no local de estudo. O agendamento da aquisição de dados foi feita através do software OpenSignals (r)evolution de 2017, através da opção Scheduling Offline Acquisitions. A identificação dos locais de fixação dos pares de elétrodos nos músculos considerados neste estudo, foi realizada segundo as orientações do protocolo SENIAM (Surface Electromyography for the Non-Invasive Assessment of Muscles). A marcação do centro para cada par de elétrodos foi feita sobre a linha traçada entre os pontos anatómicos de referência. De igual modo, importa também referir que, para cada músculo, se seguiram as seguintes orientações gerais: a localização longitudinal sobre o músculo deve estar a meio entre a zona da placa motora e do tendão; a localização transversal sobre o músculo deve estar o mais afastada possível da extremidade próxima de outros músculos ou subdivisões; os elétrodos devem ser aplicados paralelamente às fibras musculares (SENIAM, n.d.). Os tamanhos dos elétrodos também 72 seguiram estas orientações, pelo que foram utilizados elétrodos circulares, com 1 cm de diâmetro, compostos por Ag/AgCl e autoadesivos. Anteriormente à fixação dos elétrodos, foi feita a preparação da pele. Este procedimento permite estabilizar o contacto da pele com o elétrodo e reduzir a impedância da mesma. Este procedimento encontra-se descrito na Tabela 7. Tabela 7: Procedimento de preparação da pele nas zonas de fixação dos elétrodos. Etapas de preparação da pele Descrição do procedimento 1. Retirar pilosidades Cortar com lâmina descartável possíveis pilosidades na área em torno do centro de colocação dos pares de elétrodos (cerca de 30 mm2). 2. Limpar pele Retirar células mortas da área indicada, passando 3 a 4 vezes uma lixa fina (com pressão ligeira até a pele ficar ligeiramente ruborizada). Terminar a limpeza com algodão embebido em álcool. Agora importa também esclarecer os procedimentos adotados na marcação do local dos elétrodos exemplificando apenas um dos músculos de cada região analisada, direito ou esquerdo, sendo que neste trabalho foram colocados elétrodos bilateralmente. Este procedimento seguiu as recomendações do SENIAM. Para o longuíssimo em L1, os participantes adotaram a posição sentados com ligeira flexão do tronco. O centro de colocação dos dois elétrodos localiza-se a uma distância igual à largura de dois dedos relativamente ao processo espinhoso de L1. Para auxiliar a identificação desta vértebra, deve-se procurar a apófise espinhosa localizada três vértebras acima da que fica ao nível das cristas ilíacas (L4). E para facilitar na confirmação do ventre muscular solicitou-se uma ligeira extensão do tronco. A orientação dos elétrodos é vertical, paralelamente à coluna vertebral. Relativamente ao iliocostal em L2, a posição adotada durante a marcação da zona dos elétrodos é a mesma do músculo anterior. Os elétrodos são colocados a um dedo de largura, no sentido medial, da linha da espinha ilíaca póstero-superior ao ponto mais inferior da costela inferior ao nível de L2. A orientação dos elétrodos deve respeitar a linha entre a espinha ilíaca póstero-superior e o ponto mais inferior da costela inferior. Quanto ao trapézio inferior, a posição inicial para marcação do centro dos dois elétrodos consiste na adoção da posição sentada com as costas eretas e com os braços pendurados 73 verticalmente. Os elétrodos são colocados a dois terços da linha entre a espinha da omoplata e a 8º vértebra torácica. A orientação dos elétrodos deve respeitar a linha entre a 8º vértebra torácica e o acrómio. A informação relativa ao protocolo de marcação dos músculos estudados encontra-se resumida na Tabela 8. Tabela 8: Músculos estudados por EMG e respetivos protocolos de marcação do local de fixação dos elétrodos (adaptado de SENIAM, s.d.). Músculo Localização do ponto de referência e do centro dos elétrodos Posição adotada na marcação Localização do centro dos elétrodos Orientação elétrodos Longíssimo eretor da espinha em L1 (lado esquerdo) Sentado com ligeira flexão do tronco A dois dedos de largura da apófise espinhosa de L1, sobre o ventre muscular Vertical, paralelamente à coluna vertebral. Iliocostal eretor da espinha em L2 (lado esquerdo) Sentado com ligeira flexão do tronco A um dedo de largura, no sentido medial, da linha da espinha ilíaca póstero-superior ao ponto mais inferior da costela inferior ao nível de L2. Segundo a linha entre a espinha ilíaca pósterosuperior e o ponto mais inferior da costela inferior. Trapézio inferior em T8 (lado direito) Sentado com as costas eretas e os braços pendurados verticalmente A 2/3 na linha entre a espinha da omoplata e a 8ª vértebra torácica. Segundo a linha entre T8 e o acrómio. 74 No que toca ao elétrodo de referência (que deve ser colocado numa zona não afetada eletricamente), este foi colocado no processo espinhoso em C7. Após preparação da pele e fixação dos elétrodos, procedeu-se à recolha de dados eletromiográficos (Figura 25). Esta recolha, compreendeu duas condições distintas. Ambas as condições implicavam a realização da tarefa descrita em 3.7.1 da presente dissertação. Estas apenas se diferenciavam-se no facto de uma ser realizada sem a utilização do exoesqueleto e a outra com a utilização do exoesqueleto. Importa também clarificar que a ordem de realização da tarefa nas diferentes condições foi sendo alterada de participante para participante. Isto é, se um participante iniciava o teste na condição sem exoesqueleto e de seguida na condição com exoesqueleto, o participante seguinte iniciava o teste na condição com exoesqueleto e depois na condição sem exoesqueleto, e assim sucessivamente. Este procedimento foi adotado, de forma a que fadiga muscular e a probabilidade de deslocação dos elétrodos ao longo do tempo, não fossem um fator que pudesse influenciar os resultados. Figura 25: Elétrodos fixados no corpo de um participante e conectados com o eletromiógrafo. Adicionalmente, foram adquiridas a Contração Máxima Voluntária (CMV) de cada um dos músculos de cada um dos participantes. Essa contração fornece o valor máximo da contração possível de um determinado músculo (Jonsson, 1982). Para a obtenção da CMV músculos eretores da coluna, pediu-se aos participantes que fizessem uma extensão das costas e uma extensão das costas com inclinação lateral (direita e esquerda) (Butler, Hubley-Kozey, & 81 Figura 27: Representação gráfica da mediana (e respetivos mínimos e máximos) das pontuações psicofísicas dos participantes relativamente à dificuldade da adequabilidade do uso do exoesqueleto à tarefa nos dois tempos de teste. Pela interpretação dos resultados obtidos para esta etapa de avaliação, verifica-se que, de uma maneira geral, o exoesqueleto não é adequado, na opinião dos utilizadores, para as tarefas testadas. Em todas as questões não se verificaram diferenças entre os dois tempos de utilização do exoesqueleto, com exceção da questão “usar o LaevoÒ facilita o movimento de cargas no meu posto de trabalho’’, em que com o menor tempo médio de utilização o valor mediano atribuído é de 2 pontos, variando entre 2 e 4, e com o aumento do tempo de utilização valor mediano atribuído é 3 pontos, variando entre 2 e 5 pontos. Relativamente à questão “o LaevoÒ dá-me suporte no desenvolvimento das minhas tarefas’’, num estudo já referenciado neste subcapítulo, levado a cabo por Näf et al. (2018), onde foi utilizada uma escala de 0 ( “alto suporte’’) a 10 (“nenhum suporte’’), os participantes atribuíram a pontuação de 5,9 pontos. Também, relativamente a esta questão, este autor compara os resultados com os obtidos por Baltrusch et al. (2017) para o exoesqueleto LaevoÒ, tendo sido a pontuação atribuída de 6,5. Ambos os valores são superiores ao valor médio da escala, o que evidencia uma pontuação negativa para esta categoria. Desta forma, verifica-se que tanto no presente estudo, como no estudo dos autores referenciados, para o suporte do exoesqueleto nas tarefas a pontuação é negativa, evidenciando uma má compatibilidade entre o exoesqueleto e a perceção dos utilizadores quanto à sua adequabilidade às tarefas. Ainda relativa a esta etapa do questionário e com relação à questão “o LaevoÒ interfere com as tarefas que tenho de realizar’’, verificou-se uma pontuação de 4 (“concordo’’) valores como valor mediano das respostas dos utilizadores, para ambos os tempos de utilização. Esta 2 (mín.: 2; máx.: 3) 3 (mín.: 2; máx.: 5) 2 (mín.: 1; máx.: 4) 4 (mín.: 3; máx.: 5) 2 (mín.: 1; máx.: 3)) 2 (mín.: 2; máx.: 3) 2 (mín.: 2; máx.: 3) 2 (mín.: 2; máx.: 4) 2 (mín.: 1; máx.: 4) 4 (mín.: 4; máx.: 5) 2 (mín.: 2; máx.: 3) 2 (mín.: 2; máx.: 3) 0 1 2 3 4 5 O Laevo® torna a tarefa mais fácil Usar o Laevo® facilita o movimento de cargas no meu posto O Laevo® não me incomoda para andar/caminhar o que necessito no meu posto O Laevo® interfere com as tarefas que tenho de realizar O Laevo® melhorou o meu posto, e portanto, o meu trabalho O Laevo® dá-me suporte no desenvolvimento das minhas tarefas Nível de concordância Menor tempo de utilização Maior tempo de utilização 82 questão remete-nos novamente para os estudos de Näf et al. (2018) e de Baltrusch et al. (2017) (citado pelo anterior). A esta questão é atribuída uma pontuação de 1,7 e de 3,3, respetivamente em ambos os estudos, numa escala de 0 (“nenhuma interferência’’) a 10 (“alta interferência”). Adicionalmente, importa também referir um estudo também já referenciado neste subcapítulo, desenvolvido por Graham et al. (2009) onde 8 em 10 participantes do estudo consideraram que o exoesqueleto PLAD não interfere na tarefa testada. Como se pode verificar, as perceções dos participantes do trabalho aqui desenvolvido são antagónicas às perceções dos estudos referenciados. Isto poderá ser explicado pelo facto de tanto as tarefas testadas por Näf et al. (2018) e Baltrusch et al. (2017), em laboratório, como a tarefa testada por Graham et al. (2009), em contexto real serem muito simples. Relativamente às tarefas testadas pelo último estudo mencionado, estas são muito restritas, envolvendo fletir o tronco para dentro de um automóvel para realizar tarefas de montagem. Estas condições não se verificaram nas tarefas testadas no estudo da atual dissertação, uma vez que as mesmas, apesar de terem uma forte componente estática de flexão de tronco ou envolverem manipulação de cargas, possuíam uma multiplicidade de outros movimentos inerentes aos postos de trabalho, como andar ou estar próximo de máquinas ou objetos e isso poderá estar na base da pontuação negativa atribuída pelos participantes à adequabilidade do exoesqueleto à tarefa. Debruçando-nos agora sobre a etapa seguinte deste estudo, a avaliação do esforço global percecionado com e sem o exoesqueleto. Os resultados desta etapa encontram-se evidenciados na Figura 28, que é apresentada de seguida. Figura 28: Representação gráfica da mediana (e respetivos mínimos e máximos) das pontuações psicofísicas dos participantes relativamente ao esforço global percecionada com e sem exoesqueleto nos dois tempos de utilização testados. 5(mín.: 2; máx.: 6) 3 (mín.: 3; máx.: 4) 5(mín.: 3; máx.: 6) 3(mín.: 3; máx.: 4) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Com o exoesqueleto Sem o exoesqueleto Nível de esforço Menor tempo de utilização Maior tempo de utilização 83 De maneira a facilitar a interpretação dos resultados, evidencia-se a categorização do valor mínimo e máximo da escala de avaliação do nível de esforço. Esta escala varia de 0 a 10, em que 0 significa “nenhum esforço’’ e 10 significa “fadiga total’’. Debruçando-nos agora sobre a interpretação dos resultados, verifica-se que não existem diferenças entre os valores medianos nas condições sem e com exoesqueleto para os dois tempos de utilização do exoesqueleto. A única diferença encontrada entre os dois tempos de utilização, refere-se ao valor mínimo atribuído na condição com exoesqueleto, em que se verifica uma diminuição de 3 para 2 de esforço percecionado da condição de menor tempo de utilização para a de maior tempo de utilização. O facto dos valores serem constantes ao longo do tempo, mostra não existir fadiga do ponto de vista cardiovascular (Graham et al., 2009). Reparando agora nas diferenças entre a condição sem exoesqueleto e a condição com exoesqueleto, verifica-se que existe um aumento do esforço percecionado na condição com exoesqueleto comparativamente à outra condição. O aumento é de 3 (“moderado’’) para 5 (“difícil”). Estes resultados não se encontram em concordância com os resultados do estudo de Graham et al. (2009), em que o valor de tendência central na escala de Borg RPE-20 para a condição sem exoesqueleto é 10 (“leve’’) e na condição com exoesqueleto é 8 (“muito leve’’). Note-se que nesta etapa se encontra a avaliar o esforço global percebido e não apenas o esforço das costas percebido. Nesta ótica, vários fatores podem influenciar a preceção dos trabalhadores quanto ao esforço global percebido. Por exemplo, e como evidenciado na etapa do questionário anterior, o facto do exoesqueleto interferir na realização da tarefa, poderá obrigar a um maior esforço na realização da mesma, por exemplo a caminhar ou a aproximarse de objetos e máquinas. Quanto à etapa seguinte, referente ao desconforto percecionado com o uso do exoesqueleto LaevoÒ, evidencia-se, na Figura 29, a percentagem da amostra que sente desconforto nos diversos segmentos corporais questionados. Acrescenta-se que nenhum participante mencionou sentir dor nos cotovelos, punhos/mãos, joelhos e tornozelos/pés. Adicionalmente, apresenta-se na Figura 30 o desconforto prececionado nos segmentos corporais evidenciados pelos participantes, numa escala de 0 (“sem dor’’) a 10 (“dor máxima’’). E ainda na Tabela 10 a frequência com que os participantes mencionaram sentir dor (mediana, mínimo e máximo). Todos estes resultados são apresentados no menor tempo médio de utilização (0,54 ± 0,09h) e no maior tempo médio de utilização (1,40 ± 0,56 h) do exoesqueleto. 84 Como é evidenciado pela Figura 29 não existem diferenças entre a percentagem da amostra que sente desconforto no pescoço e ancas e coxas nos dois tempos de utilização testados. Relativamente aos ombros verifica-se um aumento 14,3% da amostra que sente dor no tempo de maior utilização comparativamente ao tempo de menor utilização. Quanto à região torácica, também se verifica um aumento na percentagem da amostra que sente dor com o aumento do tempo de utilização (28,6%). A região lombar é a única, cuja percentagem da amostra diminuiu com um maior tempo de utilização, na ordem de 28,6% de diferença. Figura 29: Representação gráfica da percentagem da amostra que sente desconforto nas diversas regiões corporais nos dois tempos de utilização do exoesqueleto testados. Relativamente à Figura 30, verifica-se que a intensidade da dor percecionada aumentou com o tempo de utilização nos ombros, região lombar, ancas e coxas. Note-se que apesar da intensidade mediana da dor lombar ter aumentado, o número de participantes que mencionaram sentir dor lombar diminuiu com o aumento do tempo de utilização. Verifica-se também que a intensidade diminuiu com o aumento do tempo de utilização para a região torácica. Note-se que apesar da intensidade mediana da dor torácica ter diminuído, o número de participantes que mencionaram sentir dor torácica aumentou com o tempo de utilização. A intensidade da dor no pescoço manteve-se igual em ambos os tempos de utilização, evidenciando-se ainda assim o aumento dos valores mínimos e máximos registados com o aumento do tempo. Estes resultados apresentam novas evidências de desconforto percecionado com utilização do exoesqueleto LaevoÒ, uma vez que no único estudo encontrado onde se avaliou o 28,6 14,3 42,9 85,7 42,9 28,6 42,9 14,3 71,4 42,9 010 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Ancas e Coxas Região lombar Região torácica Ombros Pescoço Percentagem (%) Menor tempo de utilização Maior tempo de utilização 85 desconforto percecionado na utilização deste exoesqueleto (apesar de numa versão anterior do mesmo) foi no estudo (n = 18) desenvolvido por Bosch et al. (2016) em contexto laboratorial. Os autores avaliaram o desconforto utilizando um mapa corporal e uma escala de 0 (“sem desconforto’’) a 10 (“desconforto extremo’’). Nos seus resultados evidenciam que os participantes apenas mencionaram sentir desconforto nas costas (1), pernas (1,6) e peito (0,5) na condição com exoesqueleto. No teste de Bosch et al. (2016) foi avaliada uma tarefa simulada de montagem em que os participantes mantinham uma flexão do tronco de 40º. Figura 30: Representação gráfica da mediana (e respetivos mínimos e máximos) das pontuações psicofísicas dos participantes relativamente à intensidade da dor percecionada nos diversos segmentos corporais nos dois tempos de teste. Por fim, quanto à frequência com que os participantes sentem desconforto geral com a utilização do exoesqueleto, esta está evidenciada na Tabela 10. De forma a facilitar a interpretação da mesma, é importante clarificar que foi utilizada uma escala de 1 a 5, em que 1 significa “nunca’’, 2 significa “raramente’’, 3 significa “ocasionalmente’’, 4 significa “frequentemente’’ e 5 significa “muito frequentemente’’. Pela interpretação da referida tabela, verifica-se que não existem diferenças na frequência do desconforto percecionado com o aumento do tempo de utilização do exoesqueleto, tanto para o valor da mediana como para os valores mínimos e máximos atribuídos pelos participantes. Posto isto, demonstra-se que os participantes mencionaram sentir desconforto 5 (mín.: 4; máx.: 7) 6(mín.: 6; máx.: 6) 2(mín.: 2; máx.: 7) 5 (mín.: 2; máx.: 9) 6(mín.: 3; máx.: 7) 4(mín.: 3; máx.: 5) 3(mín.: 1; máx.: 3) 4(mín.: 4; máx.: 4) 4 (mín.: 2; máx.: 8) 6(mín.: 1; máx.: 6) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Ancas e Coxas Região lombar Região torácica Ombros Pescoço Intensidade de dor Menor tempo de utilização Maior tempo de utilização n = 3 n = 3 n = 5 n = 6 n = 1 n = 3 n = 3 n = 1 n = 2 n = 2 86 frequente com a utilização do exoesqueleto, sendo que nenhum participante mencionou nunca sentir desconforto ou sentir apenas ocasionalmente. Tabela 10: Frequência do desconforto global percecionado (mediana, mínimo e máximo) com a utilização do exoesqueleto nos dois tempos testados. Menor tempo de utilização Maior tempo de utilização Mediana 4 4 Mínimo 3 3 Máximo 5 5 Mediante os resultados encontrados existe a necessidade, por parte do fabricante de melhorar o design do exoesqueleto e sobretudo melhorar o conforto dos locais de contacto do equipamento com corpo humano. Relativamente à penúltima etapa do questionário do teste psicofísico, referente à usabilidade do equipamento, apresentam-se os resultados na Figura 31. À semelhança da etapa avaliação geral do exoesqueleto, também se utilizou uma escala de 1 a 5, com a mesma categorização. Figura 31: Representação gráfica da mediana (e respetivos mínimos e máximos) das pontuações psicofísicas dos participantes relativamente à usabilidade do exoesqueleto nos dois tempos de utilização testados. Importa clarificar que uma pontuação elevada às diversas questões traduz-se num aspeto positivo relativamente à usabilidade do equipamento. Posto isto, com o aumento do tempo de utilização, verifica-se um aumento na perceção da usabilidade do exoesqueleto na questão “recomendaria o Laevo® aos meus colegas’’. Antagonicamente, verifica-se uma diminuição 3 (mín.: 2; máx.: 4) 2 (mín.: 1; máx.: 4) 1 (mín.: 1; máx.: 3) 4 (mín.: 3; máx.: 4) 4 (mín.: 3; máx.: 4) 3 (mín.: 3; máx.: 4) 2 (mín.: 2; máx.: 4) 2 (mín.: 1; máx.: 4) 2 (mín.: 1; máx.: 3) 4 (mín.: 3; máx.: 5) 4 (mín.: 3; máx.: 5) 3 (mín.: 3; máx.: 5) 012345 Recomendaria o Laevo ® aos meus colegas Posso aceder a todos os lugares necessários sem problemas com o Laevo ® colocado O Laevo ® não me incomoda para realizar os movimentos habituais do meu trabalho Colocar e reJrar o Laevo ® será mais fácil com práJca ReJrar o Laevo ® é fácil Colocar o Laevo ® é fácil Nível de concordância Menor tempo de utilização Maior tempo de utilização 87 na perceção da usabilidade do equipamento, com o aumento do tempo de utilização, na questão “O Laevo® não me incomoda para realizar os movimentos habituais do meu trabalho’’. Todas as outras questões, apresentam o mesmo valor mediano em ambos os tempos de utilização testados. No cômputo geral, verifica-se que os participantes concordam que é fácil retirar o exoesqueleto, mantêm-se neutros quanto a ser fácil colocar o exoesqueleto e concordam que com a prática seria mais fácil colocar e retirar o exoesqueleto. Verifica-se também que os participantes, de uma maneira geral consideram que o exoesqueleto os incomoda a realizar as tarefas habituais do seu posto de trabalho e que têm dificuldades em aceder a todos os lugares do seu posto de trabalho com a utilização do mesmo. A recomendação do equipamento a um colega mantem-se na faixa do discordo e neutro. Na generalidade das respostas, verifica-se que os participantes, pela sua experiência, consideram má a utilidade do equipamento, pelo menos nos seus postos de trabalho. Estes resultados, não se encontram de acordo com os inferidos por Graham et al. (2009), que mostram que 8 em 10 participantes usariam o exoesqueleto PLAD todos os dias. Vários fatores podem influenciar a perceção da usabilidade do exoesqueleto, como por exemplo o desconforto ou por exemplo a resistência à mudança. Por fim, relativamente à última etapa do questionário, que permitia aos participantes adicionarem um comentário livre, apenas três dos sete participantes adicionaram um comentário, todos eles no maior tempo de utilização. Um dos participantes mencionou que o exoesqueleto não é útil para o seu posto de trabalho por se tratar de um posto de trabalho bastante movimentado (que implica andar frequentemente). Acrescenta ainda que se tivesse apenas de realizar a tarefa de paletização que o equipamento seria bastante útil. Um outro participante mencionou sentir melhorias na carga exercida sobre a zona lombar, apesar de sentir muito desconforto nos ombros. Acrescentou ainda que por vezes teria de fazer um esforço adicional para fletir as costas para ângulos de flexão para os quais o equipamento não estava configurado. Por fim, um outro participante mencionou que quando teria de inspecionar peças de maiores dimensões o exoesqueleto batia constantemente na mesa de inspeção, o que lhe obrigava a forçar mais os braços para realizar a tarefa. Assim, mediante os resultados e a análise exploratória dos mesmos, apesar do exoesqueleto fornecer suporte lombar, estes apontam para que a utilização do exoesqueleto interfere na 88 realização de determinadas tarefas industriais. Mais ainda, os resultados defendem que o exoesqueleto não diminuiu o esforço percecionado durante tarefas industriais e que o exoesqueleto causa algum desconforto nos seus utilizadores. 4.3 Resultados da avaliação postural A recolha de dados para o estudo de avaliação postural decorreu na empresa em estudo. Essa recolha aconteceu entre abril e julho de 2019. A recolha de dados compreendeu duas condições distintas, sem exoesqueleto e com exoesqueleto em três tarefas distintas. 4.3.1 Caracterização da amostra A amostra deste estudo de avaliação postural é constituída por 8 colaboradores (5 homens e 3 mulheres) sem historial de problemas musculoesqueléticos. Dos quais 1 é referente à tarefa 1 (tarefa de paletização), 2 referentes à tarefa 2 (tarefa de ajustamento de ripas de madeira) e 5 referentes à tarefa 3 (inspeção visual de peças). Na Tabela 11 apresentam-se as médias de idades, pesos e alturas dos 8 participantes, apesar dos testes terem sido segmentados por tarefa. Tabela 11: Caracterização da amostra do estudo de avaliação postural (n = 8). Variáveis Média Desvio padrão Idade (anos) 29,00 9,33 Alturas (m) 1,75 0,11 Peso (Kg) 76,00 12,59 Como demostrado na Tabela 11, a idade média da amostra é de 29,00 (±9,33) anos, variando entre 22 e 51 anos. As alturas variam entre 1,63m e 1,97m, sendo a altura média de 1,75 (±0,11) m. Quanto ao peso médio da amostra é de 76,00 (±12,59) Kg, variando entre 50 e 90 Kg. Como foi evidenciado na metodologia deste estudo (em 3.3.6), os resultados são referentes a duas condições distintas: sem exoesqueleto e com exoesqueleto. Para tal, avaliaram-se três tarefas distintas, cujos resultados são apresentados de forma independente. 89 4.3.2 Estudo comparativo da avaliação postural entre as condições sem e com exoesqueleto Para um melhor entendimento das tabelas que se seguem, apresentam-se alguns esclarecimentos. A pontuação A inclui as pontuações referentes ao tronco, pescoço e pernas, com acréscimo da pontuação relacionada com a força aplicada. A pontuação pode tomar valores entre 1 e 12. A pontuação B integra as pontuações referentes ao braço, antebraço e punho, com acréscimo da pontuação relativa ao tipo de ligação entre o participante e o objeto que manipula. De forma semelhante à pontuação A, também a pontuação B pode tomar valores entre 1 e 12. A pontuação C consiste na integração das duas anteriores (A e B), com o acréscimo da pontuação da atividade. Deste modo, a pontuação C pode atingir um valor máximo de 15 valores. A pontuação média de pontuações REBA (REBA média) que está contemplada nas várias tabelas que se seguem, consiste num valor médio ponderado das pontuações “REBA final” obtidas para as várias imagens ilustrativas das posturas da amostra avaliadas para cada posto de trabalho. Posto isto, apresenta-se a Tabela 12 referente aos resultados de avaliação postural da Tarefa 1 (tarefa de paletização) em ambas as condições testadas. Tabela 12: Resultados de avaliação postural para a tarefa 1 nas duas condições avaliadas Condição Tarefa Nº de trabalhadores A Mín. Máx. B Mín. Máx. C Mín. Máx. REBA média Nível de ação Nível de risco Sem exoesqueleto Paletização 1 5 5 7 7 9 9 9 3 alto Com Exoesqueleto 6 6 7 7 10 10 10 3 alto Como é evidenciado pela Tabela 12 referente à Tarefa 1 avaliada, pode-se verificar que o nível de risco de LMERT é alto para ambas as condições avaliadas. Este resultado demostra não existirem diferenças posturais entre as condições avaliadas. Ainda assim, importa mencionar que a média das pontuações REBA é superior para a condição com exoesqueleto comparativamente à condição sem exoesqueleto. Aliás, a média das pontuações REBA de 10 pontos da condição com exoesqueleto é o valor limite superior do risco alto, ou seja, esta condição tem um nível de risco muito próximo do muito alto. O nível de risco obtido para a condição sem exoesqueleto, deve-se, por um lado, ao facto de o tronco apresentar uma flexão de 55º com inclinação lateral e ao facto de apenas uma perna 90 estar apoiada, agravando a pontuação A e o braço apresentar uma flexão de cerca de 69º com abdução, o pulso apresentar uma extensão de 32º e a pega ser aceitável, o que agrava a pontuação B. A pontuação C, é agravada pela ação repetida da tarefa. Por forma a uma melhor visualização da situação referida, segue-se uma ilustração da mesma, na Figura 32, onde se evidenciam os ângulos corporais dos segmentos corporais avaliados no método REBA. Figura 32: Ilustração da postura avaliada na condição sem exoesqueleto para a Tarefa 1. Relativamente ao nível de risco obtido para a condição com exoesqueleto, a pontuação A é agravada pelo facto de o pescoço apresentar uma flexão de 23º, o tronco uma flexão de 55º com inclinação lateral e apenas uma perna estar apoiada. Já a pontuação B, é agravada pelo facto de o braço apresentar uma flexão de 85º com abdução, o pulso apresentar uma extensão de 42º e a pega ser aceitável apesar de não ser ideal. De igual forma à condição sem exoesqueleto, a pontuação C é agravada pela ação repetida da tarefa. A Figura 33 ilustra a situação descrita. Figura 33: Ilustração da postura avaliada na condição sem exoesqueleto para a Tarefa 1. Posto isto, verifica-se que a diferença postural entre as duas condições incide no facto de flexão do pescoço, na condição com exoesqueleto, ser superior a 20º, o que acarreta uma 97 que não poderá ser disseminado indiscriminadamente por todos os postos de trabalho onde exista a flexão frontal do tronco. Outro resultado que evidenciado é que, pelo menos nesta tarefa o exoesqueleto não é suficiente para reduzir acentuadamente a fadiga ou o cansaço muscular. Isto é, segundo Jonsson (1982) sempre que o nível médio de contração muscular obtido para um determinado músculo através da APDF exceder os 10% da CMV este encontra-se em cansaço e quando exceder 14% encontra-se em fadiga. Posto isto, evidenciam-se na Tabela 16 o estado (normal, cansaço ou fadiga) dos músculos estudados nas duas condições. Tabela 16: Estado da carga (Fadiga, cansaço, normal) dos músculos avaliados em ambas as condições testadas. Entre parênteses encontra-se o nível médio de contração muscular (%CMV). Pela interpretação da tabela, verifica-se que existe a manutenção do estado de sobrecarga muscular em ambas as condições, com exceção do trapézio inferior direito, em que na condição com exoesqueleto, a carga muscular diminuiu. Neste caso específico, mantém-se também o estado de fadiga ou cansaço na condição com exoesqueleto. Estes resultados não eram expectáveis, uma vez que os estudos anteriores sobre exoesqueletos ocupacionais, evidenciam a diminuição da atividade muscular. Músculo Condição Sem exoesqueleto Com exoesqueleto LE Fadiga (35,2%) Fadiga (34,4%) LD Fadiga (42,8%) Fadiga (39%) IE Fadiga (28,6%) Fadiga (29%) ID Fadiga (26,2%) Fadiga (22,6%) TE Cansaço (12%) Cansaço (11,4%) TD Cansaço (11,4%) Normal (8,8%) 98 5. CONCLUSÕES E DESENVOLVIMENTOS FUTUROS 5.1 Contextualização do capítulo Neste capítulo evidenciam-se as principais conclusões deste estudo. Adicionalmente apresentam-se também as limitações e propostas de trabalho futuro para estudos no âmbito do estudo desenvolvido na presente dissertação. 5.2 Principais conclusões Nos dias de hoje, o tópico dos exoesqueletos ocupacionais tem vindo a receber uma considerável atenção. No entanto, apesar do seu aparente potencial promissor, a ampla utilização dos exoesqueletos no contexto industrial deve ser questionada. Pois existe a necessidade de compreender os efeitos da utilização destes equipamentos sobre a saúde dos trabalhadores, em particular nos parâmetros fisiológicos, psicofísicos e biomecânicos. Nesse âmbito, este estudo pretendia avaliar, em contexto real, a influência da utilização de um exoesqueleto passivo de suporte lombar. Com isto em mente, e como já foi mencionado, este trabalho contemplou a recolha de dados através de três estudos analítico-experimentais, designadamente: estudo psicofísico, estudo de avaliação postural e estudo eletromiográfico. Durante a realização de tarefas industriais que incluíam a flexão frequente do tronco, envolvendo a participação de trabalhadores de uma indústria que se dedica à fabricação de mobiliário em Portugal. Os dados psicofísicos, mostram que os trabalhadores envolvidos neste estudo consideram que o exoesqueleto reduz a força realizada nas costas, contudo consideram que o equipamento reduz a liberdade de movimentos e interfere com a realização das tarefas industriais testadas. Relativamente à interferência nas tarefas, esta tendência parece vir a reverter-se com o aumento do tempo de utilização do exoesqueleto, talvez, devido ao efeito da habituação ao equipamento. Adicionalmente, estes dados também apontam para um aumento do esforço global percecionado com a utilização do exoesqueleto, comparativamente à realização da tarefa sem a utilização do exoesqueleto. Em termos de desconforto, os trabalhadores indicam sentir desconforto no pescoço e ombros, causado pelas cintas do exoesqueleto, na coxas e ancas, causadas pelo suporte das pernas do exoesqueleto, e na região torácica, causada pela estrutura metálica de suporte do equipamento nessa zona. Nestas regiões corporais o 99 desconforto tende a aumentar com o tempo de utilização. O número de trabalhadores que sente desconforto na região lombar tende a diminuir com o aumento do tempo de utilização. Mesmo assim, aconselha-se a reformulação destas partes do equipamento pelo seu fabricante, de modo a diminuir o desconforto percecionado pelos seus utilizadores. No que concerne à avaliação postural, esta demostrou, de uma maneira geral, uma manutenção do risco de LMERT nas tarefas testadas. Porém, verifica-se que a média da pontuação REBA para a tarefa de ajustamento de ripas de madeira (tarefa 2) e para o elemento 1 da tarefa de inspeção visual (tarefa 3) é inferior para a condição com exoesqueleto, comparativamente à condição sem exoesqueleto. Nestas duas situações, a diversidade de movimentos é mais reduzida. Posto isto, estes resultados apontam para um maior benefício da utilização do exoesqueleto em tarefas industriais mais restritas, principalmente, se envolverem apenas movimentação do tronco segundo o plano sagital. Quanto aos dados eletromiográficos, estes apontam, de uma maneira geral, que a utilização do exoesqueleto acarreta uma diminuição da atividade muscular na ordem dos 0,8% a 3,6% dos músculos das costas em comparação com a não utilização do exoesqueleto, apesar de não ser estaticamente significativo. Contudo, esta redução em termos de sobrecarga musculoesquelética não parece ser relevante, uma vez que se verifica a manutenção da fadiga ou cansaço nos músculo estudos em ambas as condições testadas, não se verificando uma influência significativamente positiva do exoesqueleto na diminuição da sobrecarga musculoesquelética dos músculos dorsais estudados. Contudo, as tarefas testadas envolviam alguma variabilidade postural o que pode ter influenciado estes resultados. Globalmente, os resultados obtidos ao longo deste trabalho apontam que a utilização do exoesqueleto nas tarefas industriais testadas não diminui significativamente os fatores de risco de LMERT. Contudo, importa salientar, que de uma maneira geral, também não aumenta esses mesmos fatores. O equipamento parece ser particularmente incómodo para a utilização durante o todo o turno de trabalho. Sendo que, poderá ser útil apenas para tarefas mais restritas, onde exista apenas a flexão do tronco. Assim, o exoesqueleto, parece não ser particularmente útil nas tarefas industriais testadas, uma vez que existe a alternância de posturas em ciclos curtos e para algumas dessas posturas o exoesqueleto não só é um peso adicional para o trabalhador, como inclusivamente gera a necessidade deste gerar um esforço adicional para poder realizar determinado movimento, e ainda interferindo na realização das 100 tarefas devido ao contacto/choque das hastes do equipamento com os locais que requerem proximidade. Desta forma, globalmente os resultados demonstram que o uso do exoesqueleto tem de ser criteriosamente pensado e que este poderá positivo na redução de risco de LMERT em tarefas com flexão contínua e/ou repetido do tronco, mas com reduzida variabilidade entre outras posturas (como rotação e inclinação lateral do tronco). Por fim, resta salientar que a presente dissertação apresenta um carácter inovador, uma vez que realiza uma avaliação a um exoesqueleto em contexto real. Apesar da amostra reduzida, este trabalho pode constituir um ponto de partida para estudos futuros neste campo de investigação, considerando que contribuiu com o desenvolvimento de protocolos de recolha e processamento de dados de diferente natureza que poderão servir de base a outras investigações que pretendam avaliar os efeitos de um exoesqueleto passivo em contextos reais de trabalho. 5.3 Perspetivas de trabalho futuro No decorrer do desenvolvimento deste trabalho ocorreram diversas adversidades que contribuíram para que este apresentasse algumas limitações. Partindo dessas limitações e com base nas evidências encontradas, considera-se que o tema central da presente dissertação continua a necessitar de mais estudos. Partindo deste pressuposto, apontam-se as seguintes propostas de trabalho futuro: 1. Replicar os estudos analítico-experimentais noutras tarefas industriais, tentando aumentar o tamanho das amostras (por exemplo, reunir com a gestão de topo de forma a permitir a paragem do processo produtivo for forma aos trabalhadores se sentirem mais disponíveis para a realização dos testes); 2. Desenvolver estudos fisiológicos de modo a compreender melhor mecanismos fisiológicos inerentes à utilização ocupacional de exoesqueletos (como medição da frequência cardíaca); 3. Aumentar o número de músculos estudados no estudo eletromiográfico de forma a compreender o efeito do exoesqueleto em outros músculos que não aqueles para os quais foi desenvolvido (como exemplo, os músculos abdominais ou músculos dos membros inferiores); 101 4. Aplicar outros métodos de avaliação postural mais avançados, como por exemplo a análise cinemática. 102 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Abdoli-E, M., Agnew, M. J., & Stevenson, J. M. (2006). 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International Journal of Industrial Ergonomics, 44(1), 39–44. 113 114 ANEXO III – FOLHA DE CAMPO REBA 115 ANEXO IV – EXEMPLO DE APLICAÇÃO DO MÉTODO REBA Passos do método Justificação Pontuação Correções Pontuaçã o Final Passo 1: Tronco Flexão de 25º (flexão 20-60º) 3 n.a. 3 Passo 2: Pescoço Flexão de 31º (flexão >20º) 2 n.a. 2 Passo 3: Pernas Apoiado numa só perna (peso unilateral) 1 n.a. 1 Passo 4: Pontuação quadro A Pontuação de tronco, pescoço e pernas cruzados no quadro A n.a. n.a. 4 Passo 5: Carga/Força Carga manipulada de 3,9 kg (carga <5kg) 0 n.a. 0 Passo 6: Pontuação A Pontuação passo 4 + passo 5 4 n.a. 4 Passo 7: Braços Flexão de 57º com abdução (flexão entre 45-90º; Correção: abdução) 3 +1 4 Passo 8: Antebraços Flexão de 47º (Flexão <60º) 2 n.a. 2 Passo 9: Pulsos Extensão de 23º com desvio lateral (Extensão de >15º; Correção: desvio lateral) 2 +1 3 Passo 10: Pontuação quadro B Pontuação de braço, antebraço e cruzados no quadro B n.a. n.a. 7 Passo 11: Ligação Pega aceitável, mas não ideal 1 n.a. 1 Passo 12: Pontuação B Pontuação passo 10 + passo 11 8 n.a. 8 Passo 13: Pontuação quadro C Pontuação A e B cruzadas no quadro C (Correção: a ação causa rápidas alterações à postura) 8 +1 9 Pontuação final (REBA) Pontuação obtida do quadro C com a correção de atividade n.a. n.a. 9 116 ANEXO V– PROTOCOLO DE RECOLHA E PROCESSAMENTO DE DADOS EMG 117 118 119 ANEXO VI– OUTPUTS DOS TESTES ESTATÍSTICOS UTILIZADOS NA ANÁLISE DE DADOS ELETROMIOGRÁFICOS One-Sample Kolmogorov-Smirnov Test LE (s_exo) LD (s_exo) IE (s_exo) IE (s_exo) TE (s_exo) TD (s_exo) LE (c_exo) LD (c_exo) IE (c_exo) ID (c_exo) TE (c_exo) TD (c_exo) N 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 Normal Parametersa,b Mean 35,20 42,80 28,60 26,20 12,00 11,40 34,40 39,00 29,00 22,60 11,40 8,80 Std. Deviation 13,682 18,633 20,070 18,580 2,739 7,232 13,390 16,837 21,131 11,393 4,722 5,450 Most Extreme Differences Absolute ,233 ,240 ,284 ,347 ,167 ,212 ,284 ,239 ,194 ,200 ,249 ,211 Positive ,233 ,190 ,284 ,347 ,137 ,212 ,284 ,180 ,194 ,200 ,249 ,211 Negative -,167 -,240 -,218 -,192 -,167 -,188 -,158 -,239 -,172 -,149 -,176 -,144 Test Statistic ,233 ,240 ,284 ,347 ,167 ,212 ,284 ,239 ,194 ,200 ,249 ,211 Asymp. Sig. (2-tailed) ,200c,d ,200c,d ,200c,d ,049c ,200c,d ,200c,d ,200c,d ,200c,d ,200c,d ,200c,d ,200c,d ,200c,d a. Test distribution is Normal. b. Calculated from data. c. Lilliefors Significance Correction. d. This is a lower bound of the true significance. 120 Paired Samples Test Paired Differences t df Sig. (2-tailed) Mean Std. Deviation Std. Error Mean 95% Confidence Interval of the Difference Lower Upper Pair 1 LE (s_exo) – LE (c_exo) ,800 7,855 3,513 -8,953 10,553 ,228 4 ,831 Pair 2 LD (s_exo) – LD (c_exo) 3,800 11,606 5,190 -10,611 18,211 ,732 4 ,505 Pair 3 IE (s_exo) – IE (c_exo) -,400 3,362 1,503 -4,574 3,774 -,266 4 ,803 Pair 4 ID (s_exo) – ID (c_exo) 3,600 9,839 4,400 -8,616 15,816 ,818 4 ,459 Pair 5 TE (s_exo) – TE (c_exo) ,600 4,037 1,806 -4,413 5,613 ,332 4 ,756 Pair 6 TD (s_exo) – TD (c_exo) 2,600 4,722 2,112 -3,263 8,463 1,231 4 ,286 121 ANEXO VII – RESULTADOS DA AVALIAÇÃO POSTURAL Tronco Pescoço Pernas quadro A Carga/força Pontuação A Braço Antebraço Pulso Quadro B Ligação Pontuação B Quadro C Atividade Pontuação REBA Nível de risco Sem exoesqueleto A 412505422617819Alto Com exoesqueleto A 4226064226179110 Alto B 322505321415606médio C 222404221213404médio B 311202421516404médio C 321404321415505médio D 222404322516617médio E 421505423718819alto F 222404312415516médio G 212303211213314médio H 322505222314516médio D 231404423718819alto E 311202312415415médio F 211202421516415médio G 212303322516516médio H 221303113213314médio D 331505321415617médio E 331505121112415médio F 2 2 1 30 3 2 1 1112314médio G 221303321415415médio H 331505122213415médio D 331505321415617médio E 431606311314718alto F 221103221213314médio G 232505321415617médio H 321404221213415médio D 321404423718819alto E 311303222314314médio F 2 3 3 60 6 2 2 1213617médio G 3 2 2 50 5 3 2 1415617médio H 3 2 1 40 4 2 2 2314415médio D 312404323516617médio E 43270742371810 111 muito alto F 3 1 2 40 4 4 2 1516617médio G 3 3 2 60 6 3 1 2415819alto H 3 3 1 50 5 3 2 1415617médio Condição Identificação do trabalhador n.a. n.a. Sem exoesqueleto Com exoesqueleto Ajustamento de ripas de madeira Com exoesqueleto Sem exoesqueleto Sem exoesqueleto Com exoesqueleto Sem exoesqueleto Com exoesqueleto 1 2 3 Inspeção visual de peças Paletização Tarefa Elemento Grupo A Grupo B REBA