Stratégies d'administration à base de domaines

Quando se pensa num assento têm de se considerar as suas propriedades estáticas e dinâmicas. O assento deverá acomodar o seu ocupante/utilizador numa postura adequada para a realização das tarefas que lhe estão cometidas. Esta postura deverá exigir um esforço muscular mínimo para a sua manutenção, de modo a minimizar-se a fadiga muscular. Neste sentido, o corpo humano deverá ser suportado pelo assento, pelo respectivo encosto e pelo chão, de modo a manter um conjunto de curvaturas e ângulos adequados. Mas como não existe nenhuma postura que o ser humano seja capaz de manter indefinidamente, sem que isso represente um esforço acrescido, o assento deverá permitir que o utilizador modifique a sua postura, dentro dos limites aceitáveis para a realização das tarefas de que está incumbido.

A concepção do assento óptimo deve atender a factores como as dimensões dos utilizadores (dados antropométricos), as actividades a desenvolver (ler, escrever, conduzir, comer, etc.), a sua própria manutenção (limpeza e mecanismos de controlo) e aspectos ambientais (propriedades térmicas e dinâmicas). Neste sentido, existem aspectos que não deverão ser esquecidos quando da sua concepção e incluem a forma, a inclinação, a função de suporte, a acessibilidade e, finalmente, a atenuação da transmissão de vibrações ao corpo humano.

Um assento moldável é mais macio, atinge temperaturas menos extremas ao toque, distribui a pressão em torno das tuberosidades isquiáticas, apresenta fricção suficiente na sua superfície para prevenir deslizamentos, pode atenuar a vibração transmitida, tem capacidade para se adaptar a diferentes formas e dimensões de utilizadores, é mais atraente e espera-se que seja mais confortável que um assento rígido.

Quando sentado num assento rígido e plano, existem poucos pontos de contacto do corpo humano com a superfície. No sentido de prevenir pressões excessivas nos principais pontos de suporte, as superfícies dos assentos apresentam contornos, são moldáveis, ou reúnem ambas as características. A superfície de um assento moldável tende a adoptar as formas do ocupante e tem capacidade para modificar a vibração transmitida ao corpo humano.

O assento pode ser complementado com um sistema de suspensão, passivo ou activo, que contribui para a atenuação da vibração que se propaga pela sua estrutura. Os sistemas passivos têm características que, em muitos casos, podem ser ajustadas de acordo com o peso do utilizador, mas que se mantêm face a qualquer tipo de estímulo mecânico. Alguns destes sistemas já se ajustam automaticamente ao peso dos utilizadores. Pelo contrário, os sistemas activos ajustam a sua resposta às características da vibração a que são submetidos e, consequentemente, a sua aquisição representa um investimento bem mais avultado do que a de um sistema passivo.

Tradicionalmente têm-se realizado dois tipos de estudos no âmbito do design de assentos de veículos: estudos acerca dos requisitos dimensionais e de alcance do assento e estudos do respectivo desempenho em termos de conforto. Os primeiros examinam os aspectos antropométricos e biomecânicos do assento, enquanto que os últimos avaliam

o nível de conforto, sobretudo recorrendo a procedimentos subjectivos. Durante algum tempo considerou-se que os requisitos de conforto eram exclusivos dos assentos para passageiros, ficando a concepção do assento do condutor restringida a critérios de alcance e visibilidade, ou seja, relacionados com as tarefas a realizar e com o espaço disponível.

A sensação de conforto proporcionada pelos assentos tem sido analisada por diversos autores em contextos diferenciados (Helander & Zhang, 1997; Kolich, 2003; Mehta & Tewari, 2000; Ng, Cassar, & Gross, 1995; Shen & Parsons, 1997; Tewari & Prasad, 2000; Vergara & Page, 2002). A necessidade de avaliar o conforto do assento, de forma objectiva na tarefa de condução, levou à realização de estudos relativos à postura (Park, Kim, Kim, & Lee, 2000), à distribuição de pressão ao nível das tuberosidades isquiáticas (Gyi & Porter, 1999; Gyi, Porter, & Robertson, 1998; Ng et al., 1995; Shen & Parsons, 1997; Tewari & Prasad, 2000; Wu et al., 1998, 1999a; Wu, Rakheja, & Boileau, 1999b) e às vibrações transmitidas (Wu et al., 1998, 1999a, 1999b).

Wu e a sua equipa (1998) verificaram que, na interface Homem-assento, a pressão aumenta com o aumento da intensidade das vibrações verticais, na gama de frequências compreendidas entre 1 e 10 Hz.

Na posição de sentado, a sensação de conforto é influenciada pelas características estáticas (rigidez, por exemplo) e dinâmicas (intensidade vibracional) do assento. Quando o nível vibracional é baixo, a avaliação do desconforto é dominada pelas características estáticas do assento. À medida que vai aumentando, a avaliação do desconforto vai sendo cada vez mais influenciada pelas vibrações (Dhingra, Tewari, & Singh, 2003; Ebe & Griffin, 2000).

A existência e a utilização do encosto alteram as forças transmitidas pelo assento quando submetido a VCI. Contudo, observam-se comportamentos distintos, em função da direcção da vibração: a) no caso de vibrações verticais, as forças transmitidas nas direcções vertical e lateral são menores, enquanto que na direcção antero-posterior, a resposta é condicionada pelo apoio, ou não, dos pés (Nawayseh & Griffin, 2004); b) se as vibrações se propagarem na direcção antero-posterior, verifica-se uma diminuição

das forças nas direcções vertical e antero-posterior, a baixas frequências, e um aumento, para frequências maiores (Nawayseh & Griffin, 2005).

Outro efeito curioso do assento reside no facto de a transmissibilidade vibracional na direcção antero-posterior, desde a base até ao assento e ao encosto, não ser apenas condicionada pelas características daquela vibração no chão, mas também pelas características da vibração vertical a este nível (Qiu & Griffin, 2003).

A quantificação da transmissibilidade vibracional desde o assento até à cabeça permitiu identificar a postura do corpo humano e a inclinação do encosto como dois factores determinantes do nível de conforto sentido pelos utilizadores (Demic, Lukic, & Milic, 2002).

A estabilidade postural, nomeadamente das pernas e do tronco, assume particular relevância na posição de sentado quando se têm de realizar tarefas como a condução. Para essa estabilidade contribuem a inclinação posterior do encosto do assento, o comprimento do próprio assento e respectivos apoios laterais, bem como do encosto (Eklund, 1999).

Segundo Johnson e Nève (2001), estudos recentes revelaram que, devido à estrutura actual dos assentos da maior parte dos veículos, se verifica a ocorrência de um movimento relativo entre o assento e o encosto durante a condução. Este movimento representa um esforço acrescido para a coluna vertebral do condutor e pode ser evitado modificando-se a estrutura do encosto, permitindo o seu deslocamento na direcção vertical.

Se se considerar um assento sem encosto (figura 2.2a), verifica-se que o corpo do condutor tende a afundar-se no assento, como resposta ao primeiro impacto em sentido ascendente, e o efeito inverso ocorre quando o estímulo vertical se faz no sentido descendente. No caso de um assento vulgar (figura 2.2b), com uma ligeira inclinação posterior do encosto, verifica-se um movimento análogo ao descrito na situação anterior, sobre o assento. Mas também é possível verificar, pelas setas a tracejado, que o encosto força as costas a realizar um movimento diferente, com potencial lesivo para a coluna vertebral. Para evitar este efeito, os autores propõem um assento com encosto móvel sobre rolamentos fixos na estrutura do banco (figura 2.2c). Deste modo, a coluna vertebral do condutor acompanha o movimento da pélvis com as

seguintes vantagens: o deslocamento relativo entre o assento e o encosto deixa de se verificar e a amplitude média dos deslocamentos do corpo do condutor diminuem (Johnson & Nève, 2001).

Uma análise da coluna vertebral de uma pessoa sentada no banco de um automóvel bem concebido revela que a zona dorsal e a parte superior da zona lombar estão comprimidas contra o encosto. Por outro lado, as restantes vértebras lombares estão livres, podendo ser submetidas a extensões e compressões.

a)

b)

c)

Figura 2.2 – Interacção inicial entre o corpo do condutor e o assento de um automóvel quando o veículo é submetido a uma vibração vertical: a) um hipotético assento de automóvel sem encosto; b) um assento de automóvel típico, com o encosto fixo; c) um assento de automóvel com encosto móvel (adaptado de Johnson & Nève, 2001).

A utilização correcta dos controlos do assento, no sentido de ajustar a altura e inclinação do assento, a inclinação do encosto e a própria suspensão, condiciona a sensação de conforto produzida e pode ser melhorada através da formação dos utilizadores, com resultados positivos (Perkiö-Mäkelä & Riihimäki, 1997).