CONFORTO AMBIENTAL: ERGONOMIA E ANTROPOMETRIA AULA 7 (24/03/2014)

Transcrição

1 Universidade Ibirapuera Arquitetura e Urbanismo CONFORTO AMBIENTAL: ERGONOMIA E ANTROPOMETRIA AULA 7 (24/03/2014) Coluna Vertebral Biodinâmica Ocupacional Metabolismo - Alimentação Cinestesia Interação dos sentidos Profª Claudete Gebara J. Callegaro - Mestranda em Arquitetura e Urbanismo claudete.callegaro@ibirapuera.edu.br

2 COLUNA VERTEBRAL BIODINÂMICA OCUPACIONAL

3 COLUNA VERTEBRAL A coluna vertebral é responsável por nossa posição ereta e protege a medula espinhal, que faz parte do sistema nervoso central. Cada vértebra sustenta o peso de todas as partes do corpo situadas acima dela. As vértebras lombares são maiores do que as dorsais, e estas são maiores do que as cervicais. Figura 1 Iida, 2001:66 A coluna vertebral é constituída de 33 vértebras conectadas por ligamentos. A coluna é sustentada por diversos músculos para ficar na posição vertical. Esses mesmos músculos são responsáveis pelos movimentos da coluna.

4 COLUNA VERTEBRAL Para que os movimentos ocorram, é necessário que haja um espaço entre as vértebras. Esse espaço é ocupado por discos cartilaginosos (massa gelatinosa). Sem os discos cartilaginosos, as vértebras se atritariam entre si e os nervos da medula espinhal seriam comprimidos, causando dor. Figura 2 Iida, 2001:95

5 COLUNA VERTEBRAL O sangue, responsável por levar nutrientes para todo o organismo, não chega aos discos cartilaginosos; os discos atuam como uma esponja, absorvendo substâncias de outras células. Quando fazemos algum trabalho, nossos movimentos de coluna fazem com que as vértebras comprimam os discos, que então perdem líquido. Ao cessar a compressão, as vértebras voltam à posição normal e os discos tornam a absorver líquido das células vizinhas, voltando a se alimentar. Contrações prolongadas dos discos são prejudiciais, pois interrompem o processo nutricional e podem levar à degeneração dos mesmos.

6 COLUNA VERTEBRAL Além da degeneração gradual dos discos cartilaginosos, a coluna vertebral também pode se alterar devido a deformações: Congênitas (desde o nascimento da pessoa) Adquiridas durante a vida (esforço físico, má postura no trabalho, deficiência da musculatura de sustentação, infecções, acidentes...). As deformações mais comuns são: escoliose, cifose e lordose. Figura 3 Iida, 2001:67

7 BIODINÂMICA OCUPACIONAL A ergonomia, entre outros objetivos, visa reduzir o desgaste e as deformações do organismo e otimizar a energia aplicada no trabalho. Para tanto, propõe maneiras corretas de movimentação e de posicionamento, tanto em situações de trabalho (cadeiras, balcões, prateleiras, degraus...), quanto de descanso (colchões, poltronas...). Vale-se dos estudos desenvolvimento pela biomecânica ocupacional, que por sua vez estuda as interações entre o trabalho e o homem sob o ponto de vista dos movimentos músculo-esqueletais : posturas corporais, aplicação de forças. SUGESTÃO DE CONSULTA:

8 BIODINÂMICA OCUPACIONAL No interior dos músculos existem inúmeros vasos sanguíneos capilares, por intermédio dos quais o sangue transporta oxigênio até as células e retira os subprodutos do metabolismo. A expressão pressão arterial (PA), bastante conhecida, refere-se à pressão exercida pelo sangue contra a parede das artérias. A pressão arterial, bem como a de todo o sistema circulatório, encontra-se normalmente um pouco acima da pressão atmosférica. Nas proximidades do coração chega a 120 mmhg (milímetros de coluna de Mercúrio). Hg = Mercúrio = Hydro + Argentum (ou hydragyrum) = prata líquida. (Parece prata, mas não é!)

9 BIODINÂMICA OCUPACIONAL A diferença de pressão entre a atmosfera e as artérias é responsável por manter as artérias e os demais vasos não colapsados (não esgotados ou falidos). A pressão sanguínea varia conforme nossa posição e conforme a parte do corpo. P. ex., se ficamos em pé e com os braços para cima, a pressão se apresenta mais alta na parte inferior do corpo do que nas mãos.

10 BIODINÂMICA OCUPACIONAL Quando um músculo se contrai exerce pressão sobre os capilares, estrangulando-os e impedindo que o sangue circule. Um músculo fica fatigado em menos de 2 minutos de contração constante. Há necessidade de se alternar entre contração e relaxamento dos músculos, de maneira a que o próprio músculo atue como bomba, promovendo a nutrição e a limpeza de suas células. Existem, pois, 2 formas de trabalho que interferem nesse processo: Trabalho estático: contração contínua de alguns músculos para manter uma determinada posição (permanência em pé, digitação, trabalho repetitivo parado). Trabalho dinâmico: contrações e relaxamentos alternados dos músculos (martelar, serrar, girar um volante, caminhar).

11 BIODINÂMICA OCUPACIONAL Os movimentos podem ser de vários tipos e em cada caso será um grupo diferente de combinações de contrações musculares, de maneira a se obter: velocidade, precisão, movimento específicos. Cada parte do corpo não se move isoladamente, mas há uma conjugação de diversos movimentos para se realizar uma função. O alcance das mãos, p. ex., depende de: comprimento dos braços, movimento dos ombros, rotação do tronco, inclinação das costas, tipo de função a realizar com as mãos (agarrar, posicionar, montar).

12 BIODINÂMICA OCUPACIONAL O corpo é capaz de assumir 3 tipos de postura: deitada, sentada, de pé. Em cada caso estão envolvidos esforços musculares específicos, de maneira a sustentar as várias partes do corpo. Figura 4 Iida, 2001:84 A posição deitada, em repouso, sem forçar pescoço, braços ou outras partes, é a de menor consumo energético e a que mais facilita o fluxo sanguíneo.

13 BIODINÂMICA OCUPACIONAL A posição sentada exige atividade muscular do dorso e do ventre e o consumo de energia é de 3 a 10% maior do que na posição horizontal. Recomenda-se a postura ligeiramente inclinada para frente e um assento que permita mudanças frequentes de postura. A inclinação da cabeça não deve ser maior do que 30 graus em relação à vertical, sendo o ideal em torno de 20 graus. Figura 5 Iida, 2001:86

14 BIODINÂMICA OCUPACIONAL Na posição sentada, praticamente todo o peso do corpo é suportado pelas nádegas. Figuras de 6 a 9 Iida, 2001:

15 BIODINÂMICA OCUPACIONAL O trabalho em pé, em movimento, é menos fatigante do que parado. A posição parada, em pé, é a mais fatigante, porque exige muito trabalho estático da musculatura total da coluna. Também é a posição em que o coração precisa de mais esforço para bombear o sangue. Figuras 10 e 11 Iida, 2001:85, 157 Há necessidade de se ter apoio para mãos e braços para se manter a postura.

16 METABOLISMO (do grego): troca, mudança ALIMENTAÇÃO

17 METABOLISMO O homem é um animal endotérmico (ou homeotérmico), como os demais mamíferos e as aves; ou seja, nosso organismo é mantido a uma temperatura interna sensivelmente constante, por meio de absorção de energia do meio (alimento) e modificação da mesma no interior do organismo. Nossa temperatura corporal é de cerca de 37 Celsius em condição de saúde, variando 1 grau para baixo e até 5 graus acima em situação de enfermidade.

18 METABOLISMO A energia se manifesta de várias formas: térmica, cinética, de posição, elétrica, nuclear... Temperatura NÃO É SINÔNIMO de Calor. Calor é uma forma térmica de energia e é medido em: joule (J), quilocaloria (kcal), quilowatt-hora (kwh) Temperatura é um índice, uma indicação do calor do corpo em relação a algum referencial. No caso da espécie humana (37 graus Celsius), o referencial é a temperatura de solidificação da água (0 grau). Quando se fornece calor a um corpo ele aumenta sua temperatura.

19 METABOLISMO A energia térmica produzida pelo organismo humano advém de reações químicas internas, especialmente pela combinação do carbono (alimentos) com o oxigênio (respiração). Esse processo de produção de energia interna a partir de elementos combustíveis orgânicos é denominado metabolismo. O organismo humano, portanto, produz energia por processos metabólicos (de troca).

20 METABOLISMO Os organismos endotérmicos podem ser comparados a máquinas térmicas. Contudo, nosso rendimento como máquina térmica é relativamente baixo. A maior parte da energia produzida pelo corpo humano é aplicada na sobrevivência do próprio organismo, seja para os processos vitais internos, seja para manter sua temperatura constante. Apenas cerca de 20% da energia produzida são transformados em potencialidade de trabalho.

21 METABOLISMO 1 kcal = 1 quilocaloria energia necessária para elevar em 1 C a temperatura de 1 litro de água Figura 12 Tabela de consumo de energia por atividade, com base em Iida, 2001:69

22 METABOLISMO A maioria das estruturas que compõem os seres vivos é construída a partir de três classes básicas de moléculas: aminoácidos (necessários para fabricação de proteínas pelo próprio organismo, necessárias para formação dos tecidos), glicídios (carboidratos, açúcares para produção de energia pelo organismo), lipídios (gordura, mais calóricos que os glicídios, reserva de energia do organismo). Todos esses tipos de moléculas têm em comum em sua composição os elementos químicos carbono, hidrogênio e oxigênio, sendo que as proteínas ainda contêm nitrogênio. A alimentação humana inclui essas 3 classes de moléculas, fazendo com que o organismo humano se comporte como uma complexa máquina térmica. Seu combustível é utilizado para: trabalho interno (funcionamento do organismo) reserva de energia (gordura) trabalho externo (movimento)

23 METABOLISMO Figura 13 Iida, 2001:68 Proteínas (carne, leite, ovos e alguns vegetais) > >> aminoácidos hidrocarbonetos construção de tecidos + glicídios + lipídios glicogênio energia

24 METABOLISMO Figura 13 Iida, 2001:68 Proteínas (carne, leite, ovos e alguns vegetais) > >> aminoácidos hidrocarbonetos construção de tecidos + glicídios + lipídios Os hidrocarbonetos também constituem a maioria dos combustíveis minerais (carvão, petróleo, gás natural, etc.) e dos biocombustíveis (plásticos, ceras, solventes e óleos). A oxidação do glicogênio (glicose acumulada nas células, em especial no fígado e nos músculos) é uma reação exotérmica, liberando: energia, TRABALHO glicogênio energia calor, dióxido de carbono, água. ELIMINAÇÃO (suor, urina)

25 METABOLISMO Figura 13 Iida, 2001:68 O glicogênio hepático é degradado no intervalo das refeições, mantendo constante o nível de glicose no sangue, e fornecendo energia para as outras células do organismo. O glicogênio muscular só forma glicose para a contração muscular.

26 METABOLISMO Os processos metabólicos são divididos em dois grupos: Reações anabólicas, ou reações de síntese - reações químicas que produzem novos compostos orgânicos (moléculas complexas) a partir de moléculas simples. A energia necessária para esse processo provém das reações catabólicas. Reações catabólicas, ou reações de decomposição / degradação - reações químicas que produzem grandes quantidades de energia livre (sob a forma de ATP) a partir da decomposição ou degradação de moléculas mais complexas (alimentos), que é feita pela oxigenação. ATP = Adenosina trifosfato é um composto auxiliar do metabolismo responsável pelo armazenamento de energia. Sem ele, a energia gerada pelo organismo seria rapidamente dissipada sob a forma de calor. Uma das razões da fadiga muscular é a falta de compostos necessários para produção do ATP.

27 METABOLISMO Quando o catabolismo supera em atividade o anabolismo, o organismo perde peso, o que acontece em períodos de jejum ou doença, ou pelo excesso de trabalho. O catabolismo, sob o ponto de vista fisiológico, envolve três tipos de fadiga: física, muscular, resultante do trabalho de força; termo-higrométrica, relativa ao calor ou ao frio; nervosa, particularmente visual e sonora. A fadiga física faz parte do processo normal de metabolismo. A fadiga termo-higrométrica é resultante do trabalho excessivo do aparelho termorregulador, pela existência de condições ambientais desfavoráveis, no tocante à temperatura do ar, tanto com relação ao frio quanto ao calor, e à umidade do ar. Se o anabolismo superar o catabolismo, o organismo cresce ou ganha peso: 1 kg de peso para cada superavit alimentar de kcal. Se ambos os processos estão em equilíbrio, o organismo encontra-se em equilíbrio dinâmico ou homeostase.

28 METABOLISMO A capacidade de um músculo realizar trabalho depende diretamente da quantidade de glicogênio armazenado no músculo. Em trabalhos pesados, o músculo fica exaurido de glicogênio em cerca de 2 horas. Os carboidratos ingeridos propiciam um maior armazenamento de glicogênio nos músculos, em relação às proteínas e gorduras da alimentação, aumentando a capacidade de trabalho. O oxigênio provindo da respiração também interfere na capacidade de trabalho. Pessoas que se exercitam fisicamente normalmente apresentam capacidade pulmonar maior e melhor irrigação sanguínea dos músculos (capilares). Além do abastecimento de oxigênio nas células, essa melhor irrigação também favorece a remoção dos subprodutos do metabolismo acumulados nos músculos: fosfato inorgânico (Pi), íons de hidrogênio (H+), ácido lático, amônia (NH3), peróxido de hidrogênio e outras espécies reativas de oxigênio (ROS) e calor, que provocam fadiga muscular.

29 ALIMENTAÇÃO Se a quantidade de energia necessária ao trabalho não for suprida pela alimentação, a pessoa apresentará uma redução de peso e uma queda no rendimento, além de ficar mais suscetível a doenças. A quantidade média ideal de alimentos é de 3000 kcal/dia para 100% de rendimento no trabalho. O homem gasta cerca de 20% a mais de energia do que a mulher, para a mesma tarefa. - 10% alimento (2700 kcal/dia) >>> -20% rendimento - 13% alimento (2500 kcal/dia) >>> - 50% rendimento alimento suficiente só para o metabolismo basal >>> rendimento nulo Taxa metabólica basal - energia necessária para manter a pessoa viva, sem realizar nenhum trabalho externo e sem acumular energia sob forma de gordura ~1800 kcal/dia (homem) ~1600 kcal/dia (mulher).

30 ALIMENTAÇÃO A subnutrição não depende apenas de condições financeiras para aquisição de alimentos. A cultura alimentar e os cuidados com a saúde são fatores fundamentais para a nutrição. O consumo prevalecente de carboidratos não é suficiente para o armazenamento de energia para o trabalho por períodos mais longos, nem para a regeneração celular e a produção de novas células. Verminoses consomem energia. Problemas dentários e digestivos dificultam os processos metabólicos. Atendimento médico preventivo e educação alimentar são essenciais para o bem viver e para o aumento de produtividade.

31 CINESTESIA (do grego) = koiné ( comum ) + áisthesis ( sensação ) INTERAÇÃO DOS SENTIDOS

32 CINESTESIA PERCEPÇÕES O meio externo nos bombardeia com energia, que por nós é pensada na forma de imagens, sons, odores, movimento. Temos uma quantidade imensa de terminais nervosos altamente sensíveis espalhados pelo corpo, alguns internos e outros externos. Nossos órgãos dos sentidos são aglomerados compactos desses terminais nervosos e captam a energia do meio de maneiras específicas: olho - estímulos eletromagnéticos, paladar e olfato - estímulos químicos, ouvido - vibrações mecânicas (ondas) tato contato físico, pressão, calor, frio, dor Conforme o bombardeio de energia, os receptores nervosos são (ou não) estimulados produzindo impulsos, também conhecidos como sensações: tontura, peso no estômago, vitalidade, calor, frescor... As sensações podem (ou não) gerar resposta interior, dependendo da percepção de cada um. Conforto Ambiental I: Ergonomia e Antropometria - Profª Claudete Gebara J. Callegaro - Universidade Ibirapuera Arquitetura e Urbanismo - Versão de 26/02/2013 Slide de aulas anteriores.

33 CINESTESIA Slide de aulas anteriores.

34 CINESTESIA Cinestesia é o sentido que nos fornece informações sobre movimentos de partes do corpo, sem exigir um acompanhamento visual. P. ex., quando estamos com a visão concentrada em algum ponto, isso não nos impede de andar ou mexer com as mãos, mesmo sem vê-las. As células receptoras estão situadas nos músculos, tendões e juntas. Quando ocorre uma contração muscular, esses receptores enviam informação para o sistema nervoso central. Isso faz com que percebamos as forças e tensões internas e externas exercidas pelos músculos. Essa capacidade é bastante utilizada no treinamento de habilidades musculares. P. ex., um digitador treinado percebe se digitou algo de errado apenas pelo movimento de seus dedos, antes mesmo de olhar o resultado da escrita.

35 INTERAÇÃO DOS SENTIDOS Nossos órgãos dos sentidos interagem entre si. P. ex., quando ocorre um ruído muito exagerado (sentido da audição), nossa concentração num ponto (sentido da visão) e nossa coordenação de movimentos (sentido cinestésico) se alteram. Há limites de tolerância de variações do meio, para que a interação entre sentidos se mantenha em equilíbrio e nosso desempenho para o trabalho seja normal. Os mecanismos de interação entre os sentidos não são totalmente conhecidos, mas já se sabe que a degradação do desempenho ocorre com excitações perturbadoras que excedem a capacidade de processamento consciente da informação.

36 INTERAÇÃO DOS SENTIDOS Dois ou mais estímulos ocorridos ao mesmo tempo provocam reações que não correspondem à somatória de cada estímulo aplicado sozinho. P.ex., uma picada de inseto num braço provoca um grau de dor. Se 2 braços forem picados ao mesmo tempo, o resultado será de uma dor de intensidade menor, proporcionalmente, do que no primeiro caso. Se a primeira picada ocorre ao mesmo tempo que um ruído intenso externo, a atenção se desvia da dor e sua intensidade se reduz. Na interação entre sentidos, pode ocorrer até mesmo uma confusão de percepções. P.ex., em ambientes com temperatura controlada (sem variação), pode ocorrer de as pessoas se sentirem com mais calor em dias em que o ruído interno ou externo é maior do que o comum.

37 FONTES CONSULTADAS E OBRAS MENCIONADAS: CORBELLA, Oscar; YANNAS, Simos. Em busca de uma Arquitetura Sustentável para os trópicos - conforto ambiental. Rio de Janeiro: Revan, FROTA, A. B; SCHIFFER S. R. Manual de conforto térmico. São Paulo: Nobel, IIDA, Itiro. Ergonomia: Projeto e Produção. São Paulo: Edgard Blücher, 2001 (edição de 1990, 7ª impressão em 2001). ROCHA, Nathan. Metabolismo e Nutrição. Revista Informa. Universidade de Brasília. Faculdade de Nutrição. 28 de novembro de Disponível em

38 NORMAS BRASILEIRAS RELACIONADAS A ERGONOMIA E CONFORTO NA ARQUITETURA E NO URBANISMO: Coletânea de Normas Técnicas - Ambiente de Trabalho:2013. Esta Coletânea contém as normas: ABNT NBR 10152:1987 (conforto acústico), ABNT NBR 15848:2010 (ar condicionado e ventilação), ABNT NBR :2008 (ar condicionado - projeto), ABNT NBR :2008 (ar condicionado - conforto térmico), ABNT NBR :2008 (ar condicionado - qualidade do ar) e ABNT NBR ISO/CIE :2013 (iluminação interior) Coletânea de Normas Técnicas - Edificações Habitacionais - Desempenho:2013. Esta Coletânea contém as normas: ABNT NBR :2013 (requisitos gerais), ABNT NBR :2013 (sistemas estruturais), ABNT NBR :2013 (pisos), ABNT NBR :2013 (vedações), ABNT NBR :2013 (coberturas) e ABNT NBR :2013 (hidro-sanitários). Coletânea de Normas Técnicas - Mobiliário para Escritório:2012. Esta Coletânea contém as normas ABNT NBR 13961:2010 (armários), ABNT NBR 13962:2006 (cadeiras), ABNT NBR 13964:2003 (divisória-painel), ABNT NBR 13966:2008 (mesas), ABNTNBR 13967:2011 (estação de trabalho), ABNT NBR 15141:2008 (divisória piso-teto), ABNT NBR 15786:2010 (móveis para teleatendimento, call center e telemarketing), ABNT NBR 15878:2010 (assentos para espectadores). NBR 14033:2005. Móveis para cozinha. NBR 10151:2000 Versão Corrigida:2003. Acústica - Avaliação do ruído em áreas habitadas, visando o conforto da comunidade - Procedimento NBR 10152:1987 Versão Corrigida:1992. Níveis de ruído para conforto acústico Procedimento

39 NORMAS BRASILEIRAS RELACIONADAS A ERGONOMIA E CONFORTO NA ARQUITETURA E NO URBANISMO: NBR 12550:1998. Termometria Terminologia NBR 14518:2000. Sistemas de ventilação para cozinhas profissionais (segurança) NBR 15127:2004. Corpo humano - Definição de medidas. NBR a 4:2005 corrigido em Iluminação natural NBR a3:2005 corrigido em Desempenho térmico de edificações. NBR 5461:1991. Iluminação (definição de grandezas) NBR 9050:2004 Versão Corrigida:2005. Acessibilidade a edificações, mobiliário, espaços e equipamentos urbanos. NBR ISO 31-4:2006. Grandezas e unidades. Parte 4: Calor NBR ISO 31-6:2006. Grandezas e unidades. Parte 6: Luz e radiações eletromagnéticas relacionadas NBR ISO 31-7:2006. Grandezas e unidades. Parte 7: Acústica NBR ISO :2012. Ergonomia da interação humano-sistema. Parte 110: Princípios de diálogo.