Universidade de Aveiro DEGEI – Departamento de Economia, Gestão e 2008 Engenharia Industrial ÂNGELA MATOS ERGONOMIA E ANTROPOMETRIA. SILVA DIMENSIONAMENTO DE POSTOS DE TRABALHO EM PÉ. Universidade de Aveiro DEGEI – Departamento de Economia, Gestão e 2008 Engenharia Industrial ÂNGELA MATOS ERGONOMIA E ANTROPOMETRIA. SILVA DIMENSIONAMENTO DE POSTOS DE TRABALHO EM PÉ. dissertação apresentada à Universidade de Aveiro para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Engenharia e Gestão Industrial, realizada sob a orientação científica do Dr. Henrique Diz, Professor Catedrático do Departamento de Economia, Gestão e Engenharia Industrial da Universidade de Aveiro o júri presidente Prof. Dra. Maria João Machado Pires da Rosa Professora Auxiliar convidada da Universidade de Aveiro vogais Prof. Dr. Denis Alvez Coelho (Arguente) Professor Auxiliar da Universidade da Beira Interior Prof. Dr. Henrique Manuel Morais Diz (Orientador) Professor Catedrático da Universidade de Aveiro agradecimentos Esta dissertação é o resultado de extensas horas de pesquisa, dedicação e árduo trabalho que, apesar de ser constituído por apenas um autor, só foi possível realizá-lo graças à ajuda, disponibilidade, compreensão e paciência de várias pessoas que para tal contribuíram. Ao meu orientador da Universidade de Aveiro, Professor Doutor Henrique Diz, pela disponibilidade, incentivos, sugestões e críticas que contribuíram para a melhoria contínua deste trabalho. Ao meu orientador da Bosch Termotecnologia S.A., Rui Silva, por toda a disponibilidade (mesmo quando o telefone não pára), paciência, abertura de espírito e confiança depositada o que se revelou fundamental para um desenvolvimento pessoal e profissional. À sua excelente capacidade de liderança com o qual muito aprendi. A toda à equipa do departamento de Métodos e Tempos pelo acolhimento e atenção demonstrada, que permitiram o alargamento de conhecimentos e uma boa integração. Ao Rui Sampaio, meu melhor amigo, por todo o apoio nos bons e maus momentos, compreensão, motivação, incentivo e positivismo presente 24 horas por dia 7 dias por semana. À biblioteca da Universidade de Aveiro, Mediateca e Biblioteca do Instituto Superior de Contabilidade e Administração pelo empréstimo de livros que se revelaram fundamentais e sem os quais este trabalho não seria o mesmo. E porque os últimos são sempre os primeiros, aos meus pais, por me incutirem desde criança o sentido da responsabilidade e importância que o estudo assume na realização profissional. palavras-chave Ergonomia e Antropometria. resumo O trabalho que se apresenta centra-se nas áreas de Ergonomia e Antropometria no dimensionamento de postos padrão para trabalho em pé de modo a haver uma uniformização de dados para futuros projectos. Procura-se fazer a ligação entre a pesquisa efectuada e a realidade da fábrica de modo a adaptar os parâmetros dos postos às características físicas do ser humano. Deste modo, o objectivo primordial é o de satisfazer o maior número de pessoas possível e para isso utilizam-se dados referentes à Antropometria da população Portuguesa, sempre que tal seja possível. Começa-se por apresentar no Capítulo I uma perspectiva teórica sobre Ergonomia e Antropometria onde se descrevem, analisam e sintetizam os conhecimentos existentes sobre estas áreas. No Capítulo II focam-se as opções metodológicas adoptadas para o estudo de caso, antevendo-se de forma global o trabalho que irá ser desenvolvido no capítulo seguinte. No Capítulo III apresenta-se o estudo de caso de uma forma mais pormenorizada e respectivos resultados. Finalmente, no Capítulo IV apresentam-se as conclusões gerais do trabalho e sugerem-se futuras oportunidades de investigação. keywords Ergonomics and Anthropometry abstract The work presented focus on areas of Ergonomics and Anthropometry in workspace design for standing workers so it’s possible a data standardization for future projects. An attempt is also made to connect the research that was developed with the reality of the factory in order to adapt the workplace with the physical characteristics of the human being. So, the aim is to satisfy as many people as possible therefore Portuguese Anthropometry data is used whenever it’s possible. In Chapter I it is given a theoretical perspective on Ergonomics and Anthropometry where is describe analyse and synthesize existing knowledge of these areas. Chapter II focus on the methodological options taken to this case study having a global perspective of the work developed in the following chapter. Chapter III describes in detail the case study and its results. Finally, Chapter IV synthesizes in general the conclusions of the work and suggests opportunities for future research. LISTA DE SIGLAS RB – Robert Bosch IEE – Associação Internacional de Ergonomia SELP – Sociedade de Ergonomia de Língua Francesa ANACT – Agência Nacional para o Desenvolvimento das Condições de Trabalho INIS – Instituto Nacional de Investigação e Segurança APERGO – Associação Portuguesa de Ergonomia ISCA – Instituto Superior de Contabilidade e Administração PLR – Peso Limite Recomendado CC - Constante de Carga MH - Multiplicador Horizontal MV - Multiplicador Vertical MD - Multiplicador da Distância Percorrida MA - Multiplicador de Assimetria MP - Multiplicador da Pega MF - Multiplicador da Frequência DIN – Normas Alemãs IES – Normas Americanas ISHT – Instituto para a Segurança, Higiene e Saúde no Trabalho OCRA - Occupational Repetitive Assessment NIOSH – Institute for Occupational Safety and Health CIP – Continuous Improvement Process MTM- Methods Time Measurements PME- Pequenas e Médias Empresas Dimensionamento de Postos de Trabalho em Pé 1 Índice INTRODUÇÃO ................................................................................................................................... 5  I. ENQUADRAMENTO TEÓRICO ................................................................................................. 7  1. ERGONOMIA ................................................................................................................................ 7  1.1. Definição do conceito de Ergonomia ................................................................................. 7  1.2. Génese e evolução da Ergonomia..................................................................................... 9  1.3. Ergonomia como área pluridisciplinar .............................................................................. 11  1.4. Correntes da ergonomia .................................................................................................. 12  1.4.1. Análise da tarefa vs análise da actividade .................................................................... 13  1.5. Tipos de ergonomia ......................................................................................................... 16  1.5.1. Ergonomia de concepção e correcção ......................................................................... 16  1.5.2 Ergonomia do produto e produção ................................................................................ 17  1.5.3. Ergonomia antropométrica, informacional, dos sistemas e heurística ......................... 18  1.6. Manuseamento de Cargas ............................................................................................... 19  1.6.1. Cuidados a ter ............................................................................................................... 19  1.6.2. Cargas Máximas Permitidas ......................................................................................... 21  1.7. Iluminação ........................................................................................................................ 26  1.7.1. Tipo de Lâmpadas ........................................................................................................ 30  2. ANTROPOMETRIA ....................................................................................................................... 31  2.1. Definição do conceito de Antropometria e sua relevância no mundo do trabalho .......... 31  2.2. Antropometria estática e dinâmica................................................................................... 33  2.3. Variabilidade física ........................................................................................................... 35  2.4. Princípios antropométricos .............................................................................................. 37  2.4.1. Dimensões mínimas e máximas ................................................................................... 39  2.5. Dados antropométricos .................................................................................................... 41  2.5.1. Estáticos ........................................................................................................................ 42  2.5.1.1. Base de dados de Pheasant (1986) .......................................................................... 42  2.5.1.2. Base de dados da população portuguesa ................................................................. 44  2.5.2. Dinâmicos ..................................................................................................................... 47  3. DIMENSIONAMENTO DO ESPAÇO DE TRABALHO ............................................................................ 50  3.1. Constrangimentos no dimensionamento ......................................................................... 52  3.1.1. Espaço Livre ................................................................................................................. 53  3.1.2. Alcance ......................................................................................................................... 54  3.1.3. Força ............................................................................................................................. 56  3.1.4. Postura .......................................................................................................................... 57  3.2. Posto de trabalho em Pé ................................................................................................. 60  3.3. Alcances numa superfície de trabalho ............................................................................. 67  II. METODOLOGIA ...................................................................................................................... 69  III. CASO DE ESTUDO ................................................................................................................ 72  1. A EMPRESA ............................................................................................................................... 72  2. DIMENSIONAMENTO DE POSTOS DE TRABALHO PADRÃO ............................................................... 73  2.1. Dimensionamento de um Posto Padrão com Bancada ................................................... 75  2.1.1. Bancada de Trabalho e Centro da Área de Trabalho ................................................... 76  2.1.2. Altura da Bancada de Trabalho e Altura de Trabalho .................................................. 78  2.1.3. Número Máximo de Rampas e respectiva Inclinação .................................................. 79  2.1.4. Local para Retorno ....................................................................................................... 81  2.1.5. Distância de Alcance às Peças..................................................................................... 82  2.1.6. Local para Quadro Eléctrico e Folhas de Registo ........................................................ 83  2.1.7. Power Point e Construção da Mock-up ........................................................................ 84  2.2. Dimensionamento de um Posto Padrão com Tapete Rolante ........................................ 85  2.2.1. Bancada de Trabalho e Centro da Área de Trabalho ................................................... 86  2.2.2. Altura do Tapete Rolante e Altura de Trabalho ............................................................ 87  2.2.3. Número Máximo de Rampas e respectiva Inclinação .................................................. 88  2.2.4. Local para Retorno ....................................................................................................... 88  2.2.5. Distância de Alcance às Peças..................................................................................... 89  2.2.6. Local para Quadro Eléctrico ......................................................................................... 89  2.2.7. Power Point e Construção da Mock-up ........................................................................ 89  2.3. Dimensionamento de um Posto Padrão sem Bancada ................................................... 90 2 Ergonomia e Antropometria 2.3.1. Bancada de Trabalho e Centro da Área de Trabalho ................................................... 91  2.3.2. Altura da plataforma e Altura de Trabalho .................................................................... 91  2.3.3. Número Máximo de Rampas e respectiva Inclinação .................................................. 92  2.3.4. Local para Retorno ....................................................................................................... 92  2.3.5. Distância de Alcance às Peças..................................................................................... 92  2.3.6. Local para Quadro Eléctrico ......................................................................................... 92  2.3.7. Power Point e Construção da Mock-up ........................................................................ 93  2.4. Dimensionamento de um Bordo de linha ......................................................................... 93  2.4.1. Número Máximo de Rampas e respectiva Inclinação .................................................. 94  2.4.2. Alcances às caixas ....................................................................................................... 96  2.4.3. Power Point e Construção da Mock-up ........................................................................ 96  3. PROCEDIMENTO ......................................................................................................................... 97  4. ERGO CHECKLIST ...................................................................................................................... 97  5. SOFTWARE IGEL ....................................................................................................................... 99  6. WORKSHOPS ........................................................................................................................... 100  IV. CONCLUSÕES E INVESTIGAÇÃO FUTURA ..................................................................... 103  BIBLIOGRAFIA .............................................................................................................................. 106 APÊNDICES………………………………………………………………………………………………108 ÍNDICE DE TABELAS Tabela 1 – Pesos Limite, em Kg, para transporte manual de cargas ......................................... 21 Tabela 2 – Capacidade de levantamento para homens e mulheres em Kg ............................... 22 Tabela 3 – Limites máximos para o levantamento de cargas com utilização pouco frequente . 22 Tabela 4 - Limites máximos para o levantamento de cargas com utilização frequente ............. 23 Tabela 5 - Multiplicadores de pega ............................................................................................. 24 Tabela 6 - Multiplicador de frequência ........................................................................................ 25 Tabela 7 – Comparação entre as normas alemãs e americanas ............................................... 28 Tabela 8 – Níveis de Iluminação recomendadas para algumas tarefas típicas ......................... 29 Tabela 9 – Dados antropométricos estáticos da População Portuguesa Masculina .................. 45 Tabela 10 – Dados antropométricos estáticos da População Portuguesa Feminina ................. 46 Tabela 11 – Alturas máximas para homens e mulheres dependendo do percentil .................... 55 Tabela 12 – Contribuição de cada parte do corpo para o peso total .......................................... 58 Tabela 13 – Medidas antropométricas para o dimensionamento dos postos de trabalho ......... 62 Tabela 14 – Medidas recomendas para a altura de uma bancada de trabalho ......................... 63 Tabela 15 – Dimensões para as diversas posturas que se podem adoptar no posto de trabalho ..................................................................................................................................................... 65 Tabela 16 – Altura de trabalho óptima dependendo do tipo de tarefa e de acordo com o sexo e percentil ....................................................................................................................................... 66 Tabela 17 - Intensidades de iluminação dependendo do tipo de tarefa a executar ................... 74 Tabela 18 – Comprimento das rampas e altura dos diferentes níveis ........................................ 81 Tabela 19 – Distâncias de alcances às peças nos diferentes níveis .......................................... 83 Tabela 20 – Comprimento das rampas e altura dos diferentes níveis ........................................ 88 Tabela 21 – Distâncias de alcances às peças nos diferentes níveis .......................................... 89 Tabela 22 – Alturas das rampas para bordo de linha sem retorno ............................................. 95 Tabela 23 – Alturas das rampas para bordo de linha com retorno ............................................. 95 Tabela 24 – Alcances posteriores para o bordo de linha sem retorno ....................................... 96 Tabela 25 – Alcances posteriores para o bordo de linha com retorno ....................................... 96 Tabela 26 – Capítulos da Ergo Checklist e respectivas avaliações ........................................... 97 Tabela 27 – Significado da cor resultante da análise ................................................................. 99 Tabela 28 – Parâmetros necessários para a análise NIOSH ................................................... 100 Tabela 29 – Comparação de resultados entre o ano de 2007 e 2008...................................... 102 Dimensionamento de Postos de Trabalho em Pé 3 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1 - Interacção entre a ergonomia de concepção e correcção ......................................... 17 Figura 2 - Postura da coluna no levantamento de cargas .......................................................... 20 Figura 3 - Recomendações para o manuseamento de cargas ................................................... 20 Figura 4 - Distâncias consideradas na equação NIOSH ............................................................ 24 Figura 5 - O efeito da intensidade de iluminação na produção e na rejeição de uma fiação americana de algodão ................................................................................................................. 26 Figura 6 – Variações do rendimento e da fadiga visual em função do nível de iluminamento (Hopkinson e Collins, 1970) ........................................................................................................ 27 Figura 7 – Diferentes tipos de intensidade de iluminação .......................................................... 29 Figura 8 – Local recomendado para colocação da iluminação num posto de trabalho .............. 30 Figura 9 - Exemplos de dimensões antropométricas estáticas .................................................. 34 Figura 10 - Dimensões importantes da mão para o dimensionamento de uma chave de fendas ..................................................................................................................................................... 34 Figura 11 - Exemplos de dimensões antropométricas dinâmicas .............................................. 35 Figura 12 – Relação entre antropometria ergonomia e design ................................................... 35 Figura 13 – Três tipos básicos do corpo humano segundo Sheldon (1940) .............................. 36 Figura 14 – Relação entre a altura da porta e a estatura de uma pessoa ................................. 39 Figura 15 – Exemplos de dimensões mínimas ........................................................................... 40 Figura 16 – Exemplos de dimensões máximas .......................................................................... 41 Figura 17 – Exemplo de dimensões mínimas e máximas usadas num posto de trabalho ......... 41 Figura 18 - Dimensões antropométricas estudadas segundo Pheasant (1986) ......................... 43 Figura 19 – Dimensões do corpo humano segundo Pheasant (1986) ....................................... 43 Figura 20 – Dimensões corporais estudadas .............................................................................. 44 Figura 21 – Dimensões antropométricas estudadas para a população portuguesa .................. 45 Figura 22 - Planos triortogonais .................................................................................................. 47 Figura 23 - Antropometria Dinâmica para uma pessoa sentada ................................................ 48 Figura 24 - Alcances óptimos dependendo da postura .............................................................. 48 Figura 25 - Rotações voluntárias do corpo humano ................................................................... 49 Figura 26 – Rotação do pé .......................................................................................................... 50 Figura 27 – Postura com uma forte inclinação do tronco ........................................................... 50 Figura 28 – Execução de uma tarefa que exige uma elevação dos ombros constante ............. 51 Figura 29 – Altura de trabalho para uma postura natural do corpo ............................................ 51 Figura 30 - Apoios para diversos membros do corpo ................................................................. 52 Figura 31 – Espaços de trabalho recomendados para algumas posturas típicas ...................... 53 Figura 32 – Dimensões de segurança recomendadas pela DIN 31 001 .................................... 54 Figura 33 – Alcance posterior do percentil 5º (masculino e feminino) e alcance para movimentos esporádicos ............................................................................................................. 54 Figura 34 – Relação entre a estatura e o alcance máximo dos homens e mulheres ................. 55 Figura 35 – Relação entre o sexo, a idade e a força muscular .................................................. 56 Figura 36 – Força máxima de puxar (esquerda) e de empurrar (direita) .................................... 57 Figura 37 – Relação entre o espaço livre, força, alcance e postura ........................................... 58 Figura 38 – Distribuição das dores resultantes de posturas inadequadas ................................. 60 Figura 39 – Alturas das bancadas de trabalho dependendo da altura do cotovelo e do tipo de trabalho a ser efectuado .............................................................................................................. 61 Figura 40 – Relação entre a estatura de um indivíduo e a altura de trabalho ............................ 62 Figura 41 – Dimensões para um posto de trabalho em pé ......................................................... 63 Figura 42 – Dimensões segundo a norma DIN 33 406 ............................................................... 64 Figura 43 – Dimensões do local de trabalho segundo norma DIN 33 406 ................................. 65 Figura 44 – Alturas da bancada para trabalho em pé ................................................................. 66 Figura 45 – Alcances óptimos e máximos numa superfície de trabalho .................................... 67 Figura 46 – Zonas de alcance horizontal na superficie de trabalho ........................................... 68 Figura 47 – Posto com bancada visto de frente .......................................................................... 76 Figura 48 – Posto com bancada visto de lado ............................................................................ 76 Figura 49 – Centro da área de trabalho ...................................................................................... 77 Figura 50 - Posto com tapete rolante visto de frente .................................................................. 86 Figura 51 – Posto com tapete rolante visto de lado .................................................................... 86