Este artigo é uma adaptação da 3ª edição da Enciclopédia de Saúde e Segurança Ocupacional.
A antropometria é um ramo fundamental da antropologia física. Representa o aspecto quantitativo. Um amplo sistema de teorias e práticas é dedicado à definição de métodos e variáveis para relacionar os objetivos nos diferentes campos de aplicação. Nos campos da saúde ocupacional, segurança e ergonomia, os sistemas antropométricos estão preocupados principalmente com a construção, composição e constituição do corpo e com as dimensões da inter-relação do corpo humano com as dimensões do local de trabalho, máquinas, ambiente industrial e roupas.
variáveis antropométricas
Uma variável antropométrica é uma característica mensurável do corpo que pode ser definida, padronizada e referida a uma unidade de medida. As variáveis lineares são geralmente definidas por pontos de referência que podem ser rastreados com precisão até o corpo. Os pontos de referência são geralmente de dois tipos: os anatômicos esqueléticos, que podem ser encontrados e rastreados sentindo as proeminências ósseas através da pele, e os pontos de referência virtuais que são simplesmente encontrados como distâncias máximas ou mínimas usando os ramos de um paquímetro.
As variáveis antropométricas têm componentes genéticos e ambientais e podem ser usadas para definir a variabilidade individual e populacional. A escolha das variáveis deve estar relacionada ao objetivo específico da pesquisa e padronizada com outras pesquisas da mesma área, pois o número de variáveis descritas na literatura é extremamente grande, tendo sido descritas até 2,200 para o corpo humano.
As variáveis antropométricas são principalmente linear medidas, como alturas, distâncias de pontos de referência com o sujeito em pé ou sentado em postura padronizada; diâmetros, como distâncias entre marcos bilaterais; comprimentos, como distâncias entre dois marcos diferentes; medidas curvas, ou seja, arcos, como distâncias na superfície do corpo entre dois pontos de referência; e circunferências, como medidas circulares fechadas em superfícies corporais, geralmente posicionadas em pelo menos um ponto de referência ou em uma altura definida.
Outras variáveis podem exigir métodos e instrumentos especiais. Por exemplo, a espessura das dobras cutâneas é medida por meio de calibradores especiais de pressão constante. Os volumes são medidos por cálculo ou por imersão em água. Para obter informações completas sobre as características da superfície do corpo, uma matriz de computador de pontos de superfície pode ser plotada usando técnicas bioestereométricas.
Instrumentos
Embora instrumentos antropométricos sofisticados tenham sido descritos e utilizados com vistas à coleta automatizada de dados, os instrumentos antropométricos básicos são bastante simples e fáceis de usar. Muito cuidado deve ser tomado para evitar erros comuns resultantes de má interpretação de pontos de referência e posturas incorretas dos sujeitos.
O instrumento antropométrico padrão é o antropômetro - uma haste rígida de 2 metros de comprimento, com duas escalas de leitura, com as quais as dimensões verticais do corpo, como alturas de pontos de referência do chão ou do assento, e dimensões transversais, como diâmetros, podem ser medidas.
Normalmente, a haste pode ser dividida em 3 ou 4 seções que se encaixam uma na outra. Um ramal deslizante com garra reta ou curva permite medir distâncias do chão para alturas, ou de um ramal fixo para diâmetros. Antropômetros mais elaborados possuem uma única escala de alturas e diâmetros para evitar erros de escala, ou são equipados com dispositivos de leitura mecânicos ou eletrônicos digitais (figura 1).
Um estadiômetro é um antropômetro fixo, geralmente usado apenas para estatura e freqüentemente associado a uma balança de feixe de peso.
Para diâmetros transversais pode-se utilizar uma série de paquímetros: o pelvímetro para medidas até 600 mm e o cefalômetro até 300 mm. Este último é particularmente adequado para medições de cabeça quando usado em conjunto com uma bússola (figura 2).
Figura 2. Um cefalômetro junto com uma bússola
O estribo é usado para medir os pés e a cabeceira fornece coordenadas cartesianas da cabeça quando orientada no “plano de Frankfort” (um plano horizontal que passa por porção e orbital pontos de referência da cabeça). A mão pode ser medida com um paquímetro ou com um dispositivo especial composto por cinco réguas deslizantes.
A espessura da dobra cutânea é medida com um paquímetro de pressão constante, geralmente com uma pressão de 9.81 x 104 Pa (a pressão imposta por um peso de 10 g em uma área de 1 mm2).
Para arcos e perímetros, é usada uma fita de aço flexível e estreita com seção plana. As fitas de aço auto-alisantes devem ser evitadas.
Sistemas de variáveis
Um sistema de variáveis antropométricas é um conjunto coerente de medidas corporais para resolver alguns problemas específicos.
No campo da ergonomia e segurança, o principal problema é adequar os equipamentos e o espaço de trabalho aos humanos e adequar as roupas ao tamanho certo.
O equipamento e o espaço de trabalho requerem principalmente medidas lineares de membros e segmentos corporais que podem ser facilmente calculadas a partir de alturas e diâmetros de referência, enquanto os tamanhos de alfaiataria são baseados principalmente em arcos, circunferências e comprimentos de fitas flexíveis. Ambos os sistemas podem ser combinados de acordo com a necessidade.
Em qualquer caso, é absolutamente necessário ter uma referência espacial precisa para cada medição. Os pontos de referência devem, portanto, estar ligados por alturas e diâmetros e cada arco ou circunferência deve ter uma referência de ponto de referência definida. Alturas e declives devem ser indicados.
Em uma pesquisa específica, o número de variáveis deve ser limitado ao mínimo para evitar estresse indevido no sujeito e no operador.
Um conjunto básico de variáveis para o espaço de trabalho foi reduzido para 33 variáveis medidas (figura 3) mais 20 derivadas de um cálculo simples. Para uma pesquisa militar de uso geral, Hertzberg e colaboradores usam 146 variáveis. Para roupas e propósitos biológicos em geral, o Conselho de Moda Italiano (Ente Italiano della Moda) usa um conjunto de 32 variáveis de propósito geral e 28 técnicas. A norma alemã (DIN 61 516) de controle de dimensões corporais para roupas inclui 12 variáveis. A recomendação da Organização Internacional de Padronização (ISO) para antropometria inclui uma lista central de 36 variáveis (ver tabela 1). As tabelas International Data on Anthropometry publicadas pela OIT listam 19 dimensões corporais para as populações de 20 diferentes regiões do mundo (Jürgens, Aune e Pieper 1990).
Figura 3. Conjunto básico de variáveis antropométricas
Tabela 1. Lista central antropométrica básica
1.1 Alcance para frente (agarrar a mão com o sujeito em pé contra a parede)
1.2 Estatura (distância vertical do chão ao vértice da cabeça)
1.3 Altura dos olhos (do chão ao canto interno dos olhos)
1.4 Altura do ombro (do chão ao acrômio)
1.5 Altura do cotovelo (do chão à depressão radial do cotovelo)
1.6 Altura da virilha (do chão ao osso púbico)
1.7 Altura da ponta do dedo (do chão ao eixo do punho)
1.8 Largura do ombro (diâmetro biacromial)
1.9 Largura do quadril, em pé (a distância máxima entre os quadris)
2.1 Altura sentada (do assento ao vértice da cabeça)
2.2 Altura dos olhos, sentado (do assento ao canto interno do olho)
2.3 Altura do ombro, sentado (do assento ao acrômio)
2.4 Altura do cotovelo, sentado (do assento ao ponto mais baixo do cotovelo dobrado)
2.5 Altura do joelho (do apoio para os pés até a superfície superior da coxa)
2.6 Comprimento da perna (altura da superfície sentada)
2.7 Comprimento antebraço-mão (da parte de trás do cotovelo dobrado até o eixo da pegada)
2.8 Profundidade do corpo, sentado (profundidade do assento)
2.9 Comprimento nádega-joelho (da rótula até o ponto mais traseiro da nádega)
2.10 Cotovelo à largura do cotovelo (distância entre as superfícies laterais dos cotovelos)
2.11 Largura do quadril, sentado (largura do assento)
3.1 Largura do dedo indicador, proximal (na articulação entre as falanges medial e proximal)
3.2 Largura do dedo indicador, distal (na articulação entre as falanges distal e medial)
3.3 Comprimento do dedo indicador
3.4 Comprimento da mão (da ponta do dedo médio ao estiloide)
3.5 Largura da mão (nos metacarpos)
3.6 Circunferência do pulso
4.1 Largura do pé
4.2 Comprimento do pé
5.1 Circunferência térmica (na glabela)
5.2 Arco sagital (da glabela ao ínion)
5.3 Comprimento da cabeça (da glabela ao opistocrânio)
5.4 Largura da cabeça (máximo acima da orelha)
5.5 Arco Bitragion (sobre a cabeça entre as orelhas)
6.1 Circunferência da cintura (no umbigo)
6.2 Altura da tíbia (do chão ao ponto mais alto da margem ântero-medial da glenoide da tíbia)
6.3 Altura cervical sentado (até a ponta do processo espinhoso da 7ª vértebra cervical).
Fonte: Adaptado de ISO/DP 7250 1980).
Precisão e erros
A precisão das dimensões do corpo vivo deve ser considerada de maneira estocástica porque o corpo humano é altamente imprevisível, tanto como estrutura estática quanto dinâmica.
Um único indivíduo pode crescer ou mudar em musculatura e gordura; sofrem alterações esqueléticas como consequência do envelhecimento, doenças ou acidentes; ou modificar o comportamento ou a postura. Assuntos diferentes diferem por proporções, não apenas por dimensões gerais. Sujeitos de alta estatura não são meras ampliações de outros baixos; os tipos constitucionais e somatotipos provavelmente variam mais do que as dimensões gerais.
O uso de manequins, particularmente aqueles que representam os percentis padrão 5, 50 e 95 para testes de adaptação, pode ser altamente enganoso, se as variações corporais nas proporções corporais não forem levadas em consideração.
Erros resultam de má interpretação de pontos de referência e uso incorreto de instrumentos (erro pessoal), instrumentos imprecisos ou inexatos (erro instrumental) ou mudanças na postura do sujeito (erro do sujeito - este último pode ser devido a dificuldades de comunicação se o contexto cultural ou linguístico do o assunto difere daquele do operador).
tratamento estatístico
Os dados antropométricos devem ser tratados por procedimentos estatísticos, principalmente no campo dos métodos de inferência aplicando métodos univariados (média, moda, percentis, histogramas, análise de variância, etc.), bivariados (correlação, regressão) e multivariados (correlação e regressão múltiplas, análise fatorial , etc.) métodos. Vários métodos gráficos baseados em aplicações estatísticas foram concebidos para classificar os tipos humanos (antropometrogramas, morfossomatogramas).
Amostragem e pesquisa
Como os dados antropométricos não podem ser coletados para toda a população (exceto no caso raro de uma população particularmente pequena), a amostragem geralmente é necessária. Uma amostra basicamente aleatória deve ser o ponto de partida de qualquer levantamento antropométrico. Para manter o número de indivíduos medidos em um nível razoável, geralmente é necessário recorrer à amostragem estratificada em vários estágios. Isso permite a subdivisão mais homogênea da população em várias classes ou estratos.
A população pode ser subdividida por sexo, faixa etária, área geográfica, variáveis sociais, atividade física e assim por diante.
Os formulários de pesquisa devem ser projetados tendo em mente o procedimento de medição e o tratamento de dados. Um estudo ergonômico preciso do procedimento de medição deve ser feito para reduzir a fadiga do operador e possíveis erros. Por este motivo, as variáveis devem ser agrupadas de acordo com o instrumento utilizado e ordenadas em sequência de forma a reduzir o número de flexões do corpo que o operador deve realizar.
Para reduzir o efeito de erro pessoal, a pesquisa deve ser realizada por um operador. Caso seja necessário utilizar mais de um operador, é necessário treinamento para garantir a replicabilidade das medições.
Antropometria populacional
Desconsiderando o conceito altamente criticado de “raça”, as populações humanas são, no entanto, altamente variáveis em tamanho de indivíduos e em distribuição de tamanho. Geralmente as populações humanas não são estritamente mendelianas; eles são comumente o resultado da mistura. Às vezes, duas ou mais populações, com origens e adaptações diferentes, convivem na mesma área sem cruzar. Isso complica a distribuição teórica dos traços. Do ponto de vista antropométrico, os sexos são populações diferentes. Populações de empregados podem não corresponder exatamente à população biológica da mesma área em consequência de possível seleção aptitudinal ou auto-seleção por opção de trabalho.
Populações de diferentes áreas podem diferir em consequência de diferentes condições de adaptação ou estruturas biológicas e genéticas.
Quando o ajuste perfeito é importante, é necessário um levantamento em uma amostra aleatória.
Ensaios de montagem e regulamentação
A adaptação do espaço de trabalho ou equipamento ao usuário pode depender não apenas das dimensões corporais, mas também de variáveis como tolerância ao desconforto e natureza das atividades, vestimentas, ferramentas e condições ambientais. Pode ser usada uma combinação de uma lista de verificação de fatores relevantes, um simulador e uma série de testes de ajuste usando uma amostra de indivíduos escolhidos para representar a faixa de tamanhos corporais da população de usuários esperada.
O objetivo é encontrar intervalos de tolerância para todos os assuntos. Se os intervalos se sobrepõem, é possível selecionar um intervalo final mais estreito que não esteja fora dos limites de tolerância de qualquer assunto. Se não houver sobreposição, será necessário tornar a estrutura ajustável ou fornecê-la em tamanhos diferentes. Se mais de duas dimensões forem ajustáveis, um sujeito pode não ser capaz de decidir qual dos ajustes possíveis se ajustará melhor a ele.
A capacidade de ajuste pode ser uma questão complicada, especialmente quando posturas desconfortáveis resultam em fadiga. Indicações precisas devem, portanto, ser dadas ao usuário que frequentemente sabe pouco ou nada sobre suas próprias características antropométricas. Em geral, um projeto preciso deve reduzir ao mínimo a necessidade de ajuste. De qualquer forma, deve-se ter sempre em mente que se trata de antropometria, não apenas de engenharia.
antropometria dinâmica
A antropometria estática pode fornecer informações amplas sobre o movimento se um conjunto adequado de variáveis for escolhido. No entanto, quando os movimentos são complicados e um ajuste próximo ao ambiente industrial é desejável, como na maioria das interfaces usuário-máquina e homem-veículo, é necessário um levantamento exato das posturas e movimentos. Isso pode ser feito com maquetes adequadas que permitem traçar linhas de alcance ou por fotografia. Nesse caso, uma câmera equipada com uma teleobjetiva e uma haste antropométrica, posicionada no plano sagital do sujeito, permite fotografias padronizadas com pouca distorção da imagem. Pequenos rótulos nas articulações dos sujeitos possibilitam o traçado exato dos movimentos.
Outra forma de estudar os movimentos é formalizar as mudanças posturais de acordo com uma série de planos horizontais e verticais que passam pelas articulações. Novamente, o uso de modelos humanos computadorizados com sistemas de desenho assistido por computador (CAD) é uma maneira viável de incluir a antropometria dinâmica no projeto ergonômico do local de trabalho.