ESTUDO DA FORÇA APLICADA NA TECLA DURANTE
DIGITAÇÃO USUAL E COM ACESSÓRIOS ERGONÔMICOS
LUIZ CARLOS GERTZ
Laboratório de Medições Mecânicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS
MILTON ANTÔNIO ZARO
Laboratório de Medições Mecânicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS
LUCIANE BALBINOT
Clínica Suporte
MARIA DA GRAÇA HÖEFEL
Hospital de Clínicas de Porto Alegre
ABSTRACT:
There are a series of ergonomic equipments (specially designed for typers)
available for sale , with the goal to obtain a comfortable posture and to reduce the
ergonomic risk and consequent C.T.I. (Cumulative Trauma Injuryes).
In agreement with some authors, the applied force in the keyboard provides
important informations in searching solutions for typing problems.
In this study ,it was measured the force applied to the keyboard - a total of 06
different situations:) in usual typing and with five ergonomic risk reducing accessories. Six
male voluntaries participated in this study, with an average age of 22 years old, all of
them without L.T.C. For applied force register it was used a loading cell with strain
gages adapted at the key base. This equipment can be fixed at any key of the keyboard.
Experimental data were analysed by "Variance Analisys” (ANOVA) with an
experimental project of Latin Squares, and the results showed that when an accessory is
used , there is a reduced applied force on the keyboard in comparision with the usual
typing.
Wordkeys: Eletromyograph, CTD, keyboard
1 RESUMO
Existe no mercado uma série de acessórios produzidos para digitadores com a
finalidade de trazer maior conforto, reduzir riscos ergonômicos e, conseqüentemente evitar
o aparecimento de lesões por esforços repetitivos (L.E.R.), como as tenossinovites de
antebraço e punho.
De acordo com alguns autores, o estudo da força aplicada sobre o teclado
durante a digitação fornece informações importantes na busca de soluções dos problemas
relacionados com o esforço biomecânico da digitação.
Neste estudo é apresentada a análise da força aplicada sobre a tecla durante a
digitação em 06 situações diferentes: digitação usual e com o uso de 05 acessórios
diferentes, isoladamente. Participaram deste estudo seis voluntários do sexo masculino, com
idade média de 22 anos, sem queixas ou quadro clínico sugestivo de L.E.R.
Para registro da força aplicada sobre a tecla utilizou-se uma célula de carga
adaptada à base de uma tecla. Este equipamento pode ser fixado no teclado, substituindo
qualquer tecla.
Os dados foram analisados utilizando-se Análise de Variança (ANOVA), com
projeto de experimento do tipo Quadrado Latino, e os resultados mostraram que quando
qualquer um dos acessórios é utilizado, a força aplicada sobre a tecla é menor do que na
digitação usual.
2 FORÇA E LER
Em artigo sobre análise ergonômica da tarefa de digitação publicado
recentemente, Smutz, et al., 1994, diz que vários autores, como Stock 1991, Armstrong
1987, Silverstein 1987, afirmam que estudos epidemiológicos em diversos setores mostram
que a LER esta associada ao nível de esforço executado pelas mãos, e que segundo
Armstrong, 1993, a força de impacto do dedo durante a digitação está associada ao nível de
risco de desenvolvimento de LER…”
Rempel, 1994 diz que: "a redução dos riscos associados à força e a postura
podem compensar os efeitos negativos da repetitividade. Os efeitos da força de
acionamento da tecla não são um fator de risco muito fácil de ser trabalhado, mas há
amplas evidências que o risco causado pela postura incorreta dos punhos pode ser
reduzido com a troca de teclados mais adequados"
3 ANÁLISE DE ACESSÓRIOS USADOS EM DIGITAÇÃO
Seis situações de digitação foram comparadas, utilizando cinco acessórios e a
digitação normal. As seis formas de digitar são descritas a seguir.
Para simplificar a escrita, e o entendimento, elas foram chamados de:
Digitação NORMAL
NORM
Digitação com TECLADO INCLINADO
INCL
Digitação com APOIO DE BRAÇO
APBR
Digitação com APOIO DE PUNHO
APPU
Digitação com TALA DE PUNHO
TALA
Digitação com TALA SUSPENSA DE BRAÇO
SUSP
Com a finalidade de estudar a força aplicada durante a digitação em um teclado
em que as teclas não estão posicionadas em um mesmo plano, confeccionou-se um
acessório em Neoprene, mostrado na Figura 1. Este equipamento é colocado sob o teclado,
e tem a finalidade de mantê-lo com um angulo de 30° em relação a horizontal. Esta maneira
de digitar é chamada de “Teclado Inclinado”.
Figura 1. Acessórios utilizados para digitação. (A) Apoio de Braço,
(B) Tala de Punho, (C) Inclinador de Teclado, (D) Tala Suspensa e
(E) Apoio de Punho.
O “Apoio de Braço” é um acessório composto por uma estrutura de aço, com
uma lâmina de Neoprene fixa na superfície superior onde o antebraço é apoiado. A estrutura
de aço é fixada na mesa.
O “Apoio de Punho” é uma espécie de almofada, composta por um saco de
PVC que contem gel em seu interior; é revestido com tecido aveludado e é colocado na
região anterior do teclado com a finalidade de sustentar os punhos.
A “Tala de Punho” é uma luva confeccionada em algodão com uma haste de
alumínio que oferece rigidez. É utilizada para imobilizar o punho e para diminuir o desvio
ulnar e a flexão durante a digitação. Este acessório é indicado por médicos para tratamento
e prevenção de LER.
A “Tala Suspensa de Braço” é confeccionada em tecido e possui um cabo que é
fixado no teto.
Foi utilizada uma cadeira com regulagem de altura do acento, altura e
afastamento do encosto e mesa com regulagem de altura do teclado. Primeiramente, foi
regulada a altura da cadeira, de maneira que o ângulo entre a perna e a coxa fosse de 90°, e
posteriormente foi regulada a altura do teclado de maneira que o antebraço ficasse na
posição horizontal.
Participaram deste estudo seis homens com idade média de 22 anos.
Depois que cada participante estava confortavelmente sentado na cadeira com a
posição correta. Eles digitaram utilizando apenas o teclado numérico a seguinte seqüência
de números: 5 7 9 1 3 4 8 6 2 5 5 7 9 1 3 4 8 6 2 5.
Foi medida a força aplicada sobre uma das teclas; a análise destes resultados
será mostrada no ítem 6.
A aquisição de dados experimentais foi feita pelo software SAD32
(desenvolvido pelo Laboratório de Medições Mecânicas) assim como o processamento de
dados. O sinal gerado pela célula de carga foi filtrado para eliminar ruído e o valor de pico
foi registrado. Este valor foi utilizado como parâmetro associado à força aplicada sobre a
tecla.
Foi utilizado um computador Pentium 100 MHz, com placa conversora A/D
marca NOVUS modelo IEAR de 14 bits de resolução e tempo de conversão de 10 µs. A
célula de carga, assim como o software SAD2, desenvolvido pelo Laboratório de Medições
Mecânicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. A taxa de amostragem utilizada
foi de 1000 Hz .
4 CÉLULA DE CARGA PARA MEDIR FORÇA APLICADA NA TECLA
Com a finalidade de medir a força aplicada sobre a tecla, desenvolveu-se uma
célula de carga (Gertz, 1997) que permite estudar a eficiência de acessórios e teclados
alternativos, bem como a relação entre a eletromiografia e a força aplicada na tecla.
A célula de carga desenvolvida utiliza extensômetros resistivos do tipo strain
gages e foi baseada na plataforma de força desenvolvida por Petersen, 1965.
Ela é composta por quatro vigas engastadas com 14,0 x 4,0 x 0,4 mm, de
alumínio 6066-T6, cada uma com um sensor. Duas com extensômetros fixos no lado
superior (em tração), e duas com extensômetros fixos do lado inferior (em compressão). Os
sensores foram montados formando uma Ponte de Wheatstone completa.
Em cada extremidade das vigas fixou-se a placa onde a força é aplicada, como
pode ser visto nas Figuras 2 e 3. Quando a força é aplicada no centro da placa as quatro
vigas sofrem a mesma deformação. Se a força for aplicada em uma das extremidades a viga
fixa nesta posição sofrerá a maior deformação; como a célula é montada em ponte
completa, o desbalanço da ponte será semelhante ao caso em que a força é aplicada no
centro. Assim se a força aplicada pelo dedo estiver deslocada do centro da placa a leitura da
força não sofrera distorções pois a célula foi projetada para compensar variações na posição
de aplicação da carga.
Figura 2. Célula de carga aberta,
mostrando os strain gages.
Figura 3. Célula de carga montada.
Foram utilizados sensores do tipo strain gages da marca KYOWA, modelo
KFG-1-120-C1-23, para alumínio com 1 mm de grade. Para fixá-los na superfície das vigas
de alumínio utilizou-se cola da marca MICROMEASUREMENTS (MB35); após feita a
soldagem dos fios e terminais dos sensores, aplicou-se uma camada de cola de silicone da
marca MICROMEASUREMENTS, modelo 3140 RTV, com a finalidade de proteger o
sensor e os fios de eventuais acidentes. Os passos da fixação dos sensores seguem a seguir:
5 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Cada digitador escreveu quatro seqüências de números, sendo que em cada uma
das seqüências a célula de carga, colocada na posição da tecla correspondente ao número 5,
foi pressionada 2 vezes, perfazendo um total de 8 medidas para cada acessório. Portanto, o
valor utilizado para representar a força aplicada sobre a tecla durante digitação com
acessórios diferentes, corresponde a média de 8 medidas da força máxima.
6 FORÇA X ACESSÓRIOS
Analisando os resultados apresentados na Figura 4, e na Tabela 1, observar-se
que a Digitação com Apoio de Braço, com Apoio de Punho e com Teclado Inclinado não
apresentaram diferença estatisticamente com relação a força aplicada sobre a tecla. Também
não apresentaram diferença estatisticamente significativa para força a digitação com
Teclado Inclinado, Tala de Punho e Tala Suspensa.
A digitação Normal apresentou o maior nível de força aplicada sobre a tecla
com diferença estatisticamente significativa com relação a todos os outros acessórios.
Força (N) x Acessório
4
Força (N)
3
2
1
0
APPR
APPU
INCL
TALA
SUSP
NORM
Acessório
Figura 4. Gráfico de Força aplicada sobre a tecla acessório utilizado.
Sx = (2,98/6)-1/2 = 0,07
LD = 0,07 x 2,70 = 0,19
onde: Sx = desvio padrão
LD = limite de diferença
A Tabela 1 mostra que a Análise das Diferenças das Médias apresenta diferença
estatisticamente significativa entre a força aplicada sobre a tecla para diferentes acessório,
três grupos distintos podem ser observados.
2,51
2,61
2,62
2,80
2,81
3,12
APBR
APPU
INCL
TALA
SUSP
NORM
Tabela 1. Análise das Diferenças das Médias.
7 CONCLUSÃO
Quando qualquer um dos acessórios para digitação foi utilizado, a força
aplicada sobre a tecla pelo dedo médio foi menor, com diferença estatisticamente
significativa, do que quando se digitou da forma usual (NORM).
A digitação com Apoio de Braço, Apoio de Punho i com o Teclado Inclinado
não apresentarem diferença significativa com relação ao nível de força aplicada. Também
não apresentaram diferença a digitação com Teclado Inclinado, com Tala de Punho e com
Tala Suspensa.
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