Avaliação ergonômica e mensuração do estresse em salas de aula

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1 Avaliação ergonômica e mensuração do estresse em salas de aula Fabiano Leal (UNIFEI) fleal@unifei.edu.br Andreza Teixeira Goulart (fisioterapeuta) andrezagoulart@yahoo.com.br Dagoberto Alves de Almeida (UNIFEI) dagoberto@unifei.edu.br Alexandre Ferreira de Pinho (UNIFEI) pinho@unifei.edu.br Resumo Dentro do contexto da ergonomia, este artigo discute o conceito e técnicas de mensuração do estresse apresentados na literatura. Esta discussão teórica sustenta a questão principal deste trabalho: o estresse em sala de aula. Para tanto, serão analisadas duas turmas de engenharia da Universidade Federal de Itajubá, em Minas Gerais. A análise contará com uma avaliação de postura física em sala de aula e uma avaliação de questionário dividido em duas partes: o Diagrama de Corllet e o NASA-TLX, fornecendo uma análise de seis sub-escalas. Destacamse na conclusão algumas similaridades encontradas, como nas regiões de pescoço e tronco, e a integração das informações obtidas com as análises física e mental. Palavras-chave: ergonomia, estresse, sala de aula, NASA-TLX. 1. Introdução Historicamente pode-se perceber o crescimento da busca pela realização pessoal no trabalho, de saúde, do equilíbrio entre tempo dedicado ao trabalho e à família e uma valorização das relações sociais. Esta preocupação pode ser inserida no dia a dia das universidades. Segundo Giunta (2004), a preocupação com ambientes escolares, no que diz respeito ao espaço físico, tem sido uma constante, porém ainda muito restrito a pré-escolas e escolas de nível fundamental. Considerando ser a Ergonomia a ciência que estuda a adaptação do ambiente de trabalho ao homem, pesquisas como a de Tavares (2000) consideraram a Ergonomia como um dos aspectos a ser analisados na relação de ensino-aprendizagem. Paralelo à preocupação com o reconhecimento dos esforços relacionados ao trabalho, a literatura apresenta técnicas para a mensuração deste esforço, seja ele físico ou mental. Dentro deste contexto, este trabalho tem como objetivo apresentar e aplicar um diagnóstico ergonômico em duas turmas de alunos de graduação em engenharia. Para isto, serão aplicados o Diagrama de Corllet e o NASA-TLX, para uma mensuração conjunta. Vale destacar também a oportunidade desta pesquisa em termos de seu caráter inovador, uma vez que pesquisando as conceituadas bases de pesquisa bibliográfica Elsevier e Emerald, não se encontrou nenhum resultado associado ao termo NASA-TLX associado a ambientes de ensino (pesquisa realizada em maio de 2006). 2. O conceito de estresse O estresse pode ser definido como a reação do organismo a uma situação ameaçadora. O estresse é, essencialmente, um fenômeno subjetivo e depende da compreensão individual da incapacidade de gerenciar as exigências do trabalho (GRANDJEAN, 1998). Considerado até a alguns anos como um estado que predispunha os indivíduos às doenças, o estresse é, hoje, classificado como uma doença (CID-10, 1994), que pode ter conseqüências 1

2 sérias para os indivíduos e para as organizações, por representar, geralmente, elevados gastos com assistência médica, altos níveis de absenteísmo e baixa produtividade. De acordo com Cameron (1973), já há três décadas, a fadiga é uma resposta generalizada ao estresse sobre um período de tempo, com efeitos que podem ser agudos ou crônicos, confinados ao estado subjetivo ou estendido dentro dos aspectos mensuráveis do desempenho do indivíduo. Cameron colocou ainda em evidência a questão da importância de variáveis, tais como ansiedade e distúrbios do sono, que influenciam diretamente no aparecimento da fadiga. Moraes e Mont Alvão (2002) ressaltam que há uma constatação freqüente que os trabalhadores que desempenham tarefas com carga mental predominante queixam-se de perturbações físicas, tais como dores nas costas e no pescoço e perturbações visuais (pruridos e sensações de queimaduras oculares, etc). Tais perturbações estão relacionadas com o alto grau de imobilidade exigido pela tarefa aliado a uma forte concentração mental. 3. A mensuração da carga de trabalho A International Organization Standardization (ISO) vem buscando uma padronização nos métodos de mensuração de cargas de trabalho nos quais vários índices fisiológicos provocam efeitos, como fadiga, monotonia, e que são nomeados como carga de trabalho mental (ISO, 1998). A literatura vem apresentando trabalhos cujo enfoque é a mensuração de cargas de trabalho mental (mental workload), destacando sua importância nas taxas de produtividade, taxas de acidentes, absenteísmo e qualidade de vida no trabalho (MIYAKE, 2001; SATO et al., 1998) Buscando registrar em um diagrama os pontos de dores, Corllet et al. (1979) desenvolveram um mapa do corpo humano, tanto nas suas faces anterior e posterior. Em cada face do corpo humano, são definidas algumas zonas, e para cada zona é estipulada uma escala bipolarizada em pouca dor e muita dor. Quanto aos métodos de mensuração do estresse, encontram-se na literatura duas abordagens distintas: a abordagem subjetiva e a fisiológica. Os métodos subjetivos baseiam-se nas impressões subjetivas dos indivíduos em relação à carga mental. Colle e Reid (1998) afirmam que a medida subjetiva é o que se tem de mais confiável e com melhor performance. Esta afirmação é compartilhada por Schonblum (2004), ao afirmar que as medidas subjetivas constituem um dos métodos mais importantes e freqüentemente utilizados para medir a carga mental. Seu pressuposto teórico se apóia na hipótese que um maior gasto de capacidade está associado com os sentimentos subjetivos de esforço, e que estes podem ser avaliados adequadamente pelos trabalhadores. Existem diversos instrumentos para a avaliação subjetiva da carga mental. A literatura destaca a SWAT (COLLE e REID, 1998), o NASA-TLX (Task Load Index), desenvolvido por Hart e Staveland (1988), entre outros. Devido às características de suas sub-escalas, o NASA-TLX foi selecionado para uso nesta pesquisa, levando-se em consideração as características do ambiente a ser analisado. Os procedimentos para aplicação do NASA-TLX foram desenvolvidos pelo Grupo de Desempenho Humano do Centro de pesquisa NASA AMES, durante 3 anos de pesquisa e esforços que envolveram mais de 40 laboratórios de pesquisa e simulações de vôos. O instrumento foi desenvolvido pelos pesquisadores Hart e Staveland a partir da medida multidimensional de carga mental, que provê uma pontuação global da carga de trabalho baseada na média ponderada de avaliações de seis sub-escalas: três dimensões relatam as 2

3 demandas (exigências) impostas no sujeito (mental, física e temporal) e três dimensões na relação entre o sujeito e a tarefa (esforço, frustração e realização), como demonstrado na Tabela 01. Essas taxas são determinadas a partir de um valor numérico, determinado a partir de um protocolo que contém as seis demandas, sendo que cada uma delas apresenta uma escala graduada sem valores numéricos. SUB-ESCALA LIMITE BAIXO LIMITE ALTO Exigência Mental Tarefas consideradas fáceis, simples, com objetivos alcançados sem dificuldades. Tarefas difíceis, complexas, exigindo muito esforço mental para se atingir o objetivo. Exigência Física Tarefa leve, lenta, facilmente Tarefa pesada, rápida, vigorosa e Exigência Temporal Nível de Realização Nível de Esforço Nível de Frustração realizada, com tranqüilidade. Ritmo de trabalho lento e tranqüilo, com baixa pressão exercida para o término das atividades. Você se sente muito satisfeito e é elogiado quando alcança as metas. Para que a tarefa seja desempenhada com sucesso, é necessária concentração superficial, força muscular leve, raciocínio simples, pouca destreza. Você se sente seguro, contente e tranqüilo quando executa a tarefa. agitada. Ritmo rápido e frenético, com muita pressão exercida para o término das atividades. Você fica pouco satisfeito e quase ninguém nota seu trabalho. Necessária concentração profunda, força muscular intensa, raciocínio complexo e muita destreza. Você se sente inseguro, desencorajado, irritado, incomodado com a execução da tarefa. Tabela 01 Sub-escalas consideradas no instrumento NASA-TLX. Fonte: Adaptado de NASA-TLX MANUAL, Na literatura nacional podem-se encontrar trabalhos com a aplicação do NASA-TLX, como Villa Verde (2003), analisando o trabalho no ramo de processamento de dados; Diniz (2003), analisando o trabalho de cirurgiões em hospitais; Corrêa (2003), analisando o trabalho em Call Center em uma empresa de Telecomunicações. 4. Metodologia A pesquisa apresentada neste artigo tem natureza aplicada, ou seja, objetiva gerar conhecimentos para aplicação prática e dirigida à solução de problemas específicos. As etapas executadas podem ser descritas da seguinte forma: - Etapa 01: Apresentação geral: é realizada uma apresentação aos alunos a serem avaliados, explicando a importância da pesquisa e os conceitos envolvidos no questionário. Alguns dados preliminares são obtidos através de um questionário, como altura, sexo e idade. Estes dados serão importantes na análise dos resultados. - Etapa 02: Diagnóstico físico: esta etapa conta com o uso do Diagrama de Corllet. Este diagrama tem como objetivo indicar os locais em que são sentidas as dores por problemas de postura. Além do Diagrama de Corllet, são utilizadas observações sistemáticas. Para tanto, uma profissional da área de fisioterapia analisou as posturas e as condições da sala. 3

4 - Etapa 03: ainda na coleta de dados, é utilizado o instrumento NASA-TLX. A obtenção das taxas se dá através do preenchimento de escalas, onde o aluno é orientado a marcar na escala o impacto observado em cada sub-escala. A explicação do que é considerado baixo ou alto na escala foi dada na etapa 01 desta pesquisa, sendo estas explicações concentradas na Tabela 01 deste artigo. As escalas também são ponderadas, de acordo com respostas obtidas em um questionário. Para isto, são apresentados pares de sub-escalas, colocadas lado a lado, onde o entrevistado deve assinalar aquela que julga mais impactante na sensação de estresse. Com as seis sub-escalas, chega-se a um total de quinze pares. As sub-escalas serão ponderadas de acordo com o número de marcações que cada uma recebeu em cada confronto dois a dois. Esta ação se justifica pelo fato de que as sub-escalas têm impactos diferentes nas pessoas, conforme Villa Verde (2003). - Etapa 04: Resultados do NASA-TLX: é calculada a taxa global ponderada da carga mental de trabalho do entrevistado. - Etapa 05: Resultados do Diagrama de Corllet e observações sistemáticas: os diagramas são analisados de acordo com a incidência dos pontos de dores, associados com as observações realizadas no ambiente da sala de aula. - Etapa 06: Conclusões e propostas: o cruzamento das análises das etapas 05 e 06 permite um entendimento maior da carga de estresse dos alunos, através da avaliação física e mental. 5. Aplicação e resultados Nesta pesquisa dois grupos foram analisados. Será referenciada neste trabalho como turma A uma sala de aula com 23 alunos, com aulas diárias, cursando o quarto ano (penúltimo) de um curso de engenharia. Outra sala, também de um curso de engenharia, com 14 alunos e aulas concentradas em dois dias por semana (estágio nos demais dias), cursando o quinto ano (último), será referenciada como turma B. Ambas as turmas estudam na Universidade Federal de Itajubá. Os dados foram coletados em abril de 2006, em sala de aula. Em ambos os casos os conceitos envolvidos na pesquisa foram apresentados às turmas. Os dados preliminares, referentes ao reconhecimento de ambos os grupos, estão apresentados nas Tabelas 02 e 03. Total de alunos 23 Masculino Feminino 95,6% 4,4% Idade (média) [anos] Idade (desvio) [anos] 22,13 1,54 Altura (média) [m] Altura (desvio) [m] 1,75 0,06 Total de alunos 14 Masculino Feminino 50,0% 50,0% Idade (média) [anos] Idade (desvio) [anos] 23 1,07 Altura (média) [m] Altura (desvio) [m] 1,69 0,11 Tabela 02 Dados preliminares da turma A. Tabela 03 Dados preliminares da turma B. Os grupos analisados utilizam uma infra-estrutura muito semelhante: salas de aula com as mesmas características, cadeiras e mesas com as mesmas dimensões. A turma B apresenta um maior desvio na altura devido à presença dividida entre homens e mulheres. Na etapa seguinte foi aplicado o Diagrama de Corllet (face anterior e face posterior). Os alunos foram orientados a marcar somente as zonas do corpo onde sentiam alguma intensidade de dor, quantas zonas ele julgasse conveniente. A Figura 01 mostra as zonas do Digrama de Corllet, aplicadas tanto para a face anterior do corpo quanto para a face posterior do corpo. 4

5 Com os diagramas preenchidos pelas turmas A e B, foi possível realizar um somatório de pontos. No caso da turma A, com 23 alunos, o máximo somatório de uma zona seria 230 pontos (23 alunos x 10 pontos). Já no caso da turma B, este máximo é de 140 pontos. A análise da Figura 02 mostra que existe um certo equilíbrio de pontuação nas zonas da face anterior do corpo. Porém, analisando a face posterior, percebe-se uma forte queixa nas zonas 2 (pescoço), 9 (tronco) e 10 (bacia), sobretudo nas duas primeiras. As informações obtidas com a turma B mostram, através da Figura 03, uma forte queixa também nas zonas 2, 9 e 10. Figura 01 Face anterior do corpo humano e sua escala de dor, utilizada no Diagrama de Corllet Face anterior Face posterior Somatório de pontos Turma A e 3d 4e 4d 5e 5d 6e 6d 7e 7d 8e 8d e 11d 12e 12d 13e 13d 14e 14d Zonas do Diagrama de Corllet 5

6 Figura 02 Somatório de pontos no Diagrama de Corllet, nas faces anterior e posterior, aplicado à turma A. Juntamente com o Diagrama de Corllet, a observação do local permite algumas análises complementares. As fotos mostradas na Figura 04 foram obtidas durante uma aula (100 minutos), onde várias fotos foram tiradas em intervalos de tempos aleatórios para não gerar a tendência de posturas forçadas. As fotos a seguir foram obtidas após um tempo de acomodação inicial da aula. Somatório de pontos Turma B e 3d 4e 4d 5e 5d 6e 6d 7e 7d 8e 8d e 11d 12e 12d 13e 13d 14e 14d Zonas do Diagrama de Corllet Face anterior Face posterior Figura 03 Somatório de pontos no Diagrama de Corllet, nas faces anterior e posterior, aplicado à turma B. Figura 04 Posturas encontradas nos grupos analisados. As regiões do pescoço e a musculatura das costas apresentaram os maiores problemas. A postura não natural do corpo e as condições inadequadas para sentar podem provocar um desgaste maior dos discos intervertebrais. Segundo Grandjean (1998), existe um conflito de interesses entre a necessidade dos músculos e a necessidade dos discos intervertebrais. Para a musculatura, uma posição levemente inclinada para frente é o recomendável; já para os discos seria melhor uma posição ereta. Assim, torna-se compreensível que a postura do sentar é um problema para a coluna vertebral e para a musculatura das costas. A nutrição dos discos intervertebrais é promovida pela alternância de carga e alívio dos discos. Daí conclui-se que em sala de aula deveria haver uma eventual alternância de sentar curvado para frente e sentar ereto. O apoio das costas em um encosto provoca a transferência de uma parte significativa do peso do tronco sobre o encosto, o que diminui sensivelmente a pressão e o desgaste dos discos intervertebrais. Segundo Grandjean (1998), uma consideração ergonômica relevante refere-se à superfície do assento, a qual deve ter inclinação para trás, para que as nádegas não 6

7 escorreguem para frente. A inclinação recomendada é de 14 a 24 graus em relação à horizontal. Com as pontuações obtidas no preenchimento das escalas do NASA-TLX, e definidas as ponderações aplicadas, calcula-se o indicador global do NASA-TLX para cada aluno, através da equação 1: IGN 6 ( Si).( PSi) =1 = i 15 (Equação 1) onde IGN representa o índice global do NASA-TLX para cada aluno; S i representa o número de pontos atribuídos à sub-escala i; PS i representa o peso atribuído a cada sub-escala i. Os resultados encontrados com o IGN foram compilados na forma de média e desvio padrão, para as turmas A e B, como mostra a Tabela 04. Vale destacar os valores máximo e mínimo para IGN: máximo de 20 e mínimo de 1. IGN Média por aluno Desvio padrão Turma A 10,19 2,68 Turma B 9,96 3,6 Tabela 04 Índice global médio do NASA-TLX para as turmas A e B. Ao se analisar a ponderação atribuída a cada uma das sub-escalas, observa-se um resultado diferente entre as duas turmas. A Figura 05 representa o peso médio atribuído a cada uma das sub-escalas. Vale lembrar que o peso de cada sub-escala mostra o grau de importância de cada uma de acordo com a sensação do entrevistado. Exigência Mental 5,0 4,0 Nível de Frustração 3,0 2,0 Exigência Física 1,0 0,0 Turma A Turma B Nível de Esforço Exigência Temporal Nível de Realização Figura 05 Pesos atribuídos a cada sub-escala, de acordo com os resultados médios de cada turma analisada. 6. Conclusão 7

8 Após a análise dos resultados finais, podem-se perceber pontos comuns de queixas de dores para ambas as turmas. Este resultado vem a confirmar o esforço da musculatura das costas. Esta constatação foi claramente identificada através do uso das técnicas do Diagrama de Corllet. O NASA-TLX, por sua vez, demonstrou índices de estresse considerados médios, não havendo grande variação entre as duas turmas analisadas. A diferença encontrada nos pesos atribuídos a cada sub-escala, representada na Figura 05, pode ser explicada pela própria característica das turmas. A turma B atribuiu uma ponderação maior para a sub-escala frustração, o que pode ser entendido pela possível insegurança no estágio. Já a maior ponderação na sub-escala exigência mental, feita pela turma A, pode ser justificada pela maior carga de aulas. Interessante observar que as demais sub-escalas apresentaram uma ponderação muito semelhante. Pôde-se perceber um entendimento rápido do uso das ferramentas por parte dos alunos, o que favorece seu uso. Um ponto importante desta análise é a manutenção da idiossincrasia de cada individuo e da sua percepção às condições ambientais. O próprio mecanismo de cálculo do NASA-TLX constrói o indicador a partir da ponderação individual dos integrantes do grupo analisado. Vale lembrar que turmas de alunos que utilizam a mesma sala de aula, com a mesma dinâmica de ensino, podem apresentar resultados de estresse diferentes. Como sugestão para pesquisas futuras, pode-se apontar o uso destas ferramentas para avaliar o nível de estresse em dias de prova, ou mesmo na avaliação de turmas com recente ingresso na universidade, a fim de monitorar a evolução do estresse. Referências CAMERON, C. Theory of fatigue. Ergonomics, v. 16, n. 5, p , CID 10. CLASSIFICAÇÃO ESTATÍSTICA INTERNACIONAL DE DOENÇAS E PROBLEMAS RELACIONADOS À SAÚDE (10ª revisão). Organização Mundial de Saúde. Centro Colaborador da OMS para Classificação de Doenças, em Português. São Paulo: EDUSP, vol. 1, COLLE, H. & REID, G.B. Context effects in subjective mental workload ratings. Human Factores. vol 40 (4), p , CORLLET, N.; MADELEY, J. & MANENICA, I. Posture Targetting: A technique for Recording Working Postures. Ergonomics, 22 (3), , CORRÊA, F. de P. Carga Mental e Ergonomia. Dissertação submetida ao programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção da Universidade Federal de Santa Catarina, UFSC, Florianópolis, DINIZ, R.L. Avaliação das demandas física e mental no trabalho do cirurgião em procedimentos eletivos. Tese submetida ao programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, UFRS, Porto Alegre, GRANDJEAN, E. Manual de Ergonomia. Editora Bookman, quarta edição, GIUNTA, M.A.B. Ambiente para o ensino do desenho adequado às inovações tecnológicas e às novas propostas metodológicas. Tese submetida ao programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, da Universidade de São Paulo, USP, São Paulo, HART, S.G. & STAVELAND, L.E. Development of a NASA-TLX (Task Load Index): Results of empirical and theoretical research. In: Hancock, P.A., Meshkati, N. (Eds.), Human Mental Workload. Elsevier, Amsterdam, ISO Ergonomics principles related to mental work-load. Part 3: measurement and assessment of mental work-load. published internal Working Draft WD, MIYAKE, S. Multivariate workload evaluation combining physiological and subjective measures. International Journal of Psychophysiology, 40, p. 233 a 238,

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