NASA TLX

XXVI ENEGEP - Fortaleza, CE, Brasil, 9 a 11 de Outubro de 2006

1 ENEGEP 2006 ABEPRO

Avaliao ergonmica e mensurao do estresse em salas de aula

Fabiano Leal (UNIFEI) [email protected] Andreza Teixeira Goulart (fisioterapeuta) [email protected]

Dagoberto Alves de Almeida (UNIFEI) [email protected] Alexandre Ferreira de Pinho (UNIFEI) [email protected]

Resumo Dentro do contexto da ergonomia, este artigo discute o conceito e tcnicas de mensurao do estresse apresentados na literatura. Esta discusso terica sustenta a questo principal deste trabalho: o estresse em sala de aula. Para tanto, sero analisadas duas turmas de engenharia da Universidade Federal de Itajub, em Minas Gerais. A anlise contar com uma avaliao de postura fsica em sala de aula e uma avaliao de questionrio dividido em duas partes: o Diagrama de Corllet e o NASA-TLX, fornecendo uma anlise de seis sub-escalas. Destacam-se na concluso algumas similaridades encontradas, como nas regies de pescoo e tronco, e a integrao das informaes obtidas com as anlises fsica e mental. Palavras-chave: ergonomia, estresse, sala de aula, NASA-TLX.

1. Introduo Historicamente pode-se perceber o crescimento da busca pela realizao pessoal no trabalho, de sade, do equilbrio entre tempo dedicado ao trabalho e famlia e uma valorizao das relaes sociais. Esta preocupao pode ser inserida no dia a dia das universidades. Segundo Giunta (2004), a preocupao com ambientes escolares, no que diz respeito ao espao fsico, tem sido uma constante, porm ainda muito restrito a pr-escolas e escolas de nvel fundamental. Considerando ser a Ergonomia a cincia que estuda a adaptao do ambiente de trabalho ao homem, pesquisas como a de Tavares (2000) consideraram a Ergonomia como um dos aspectos a ser analisados na relao de ensino-aprendizagem. Paralelo preocupao com o reconhecimento dos esforos relacionados ao trabalho, a literatura apresenta tcnicas para a mensurao deste esforo, seja ele fsico ou mental. Dentro deste contexto, este trabalho tem como objetivo apresentar e aplicar um diagnstico ergonmico em duas turmas de alunos de graduao em engenharia. Para isto, sero aplicados o Diagrama de Corllet e o NASA-TLX, para uma mensurao conjunta. Vale destacar tambm a oportunidade desta pesquisa em termos de seu carter inovador, uma vez que pesquisando as conceituadas bases de pesquisa bibliogrfica Elsevier e Emerald, no se encontrou nenhum resultado associado ao termo NASA-TLX associado a ambientes de ensino (pesquisa realizada em maio de 2006).

2. O conceito de estresse O estresse pode ser definido como a reao do organismo a uma situao ameaadora. O estresse , essencialmente, um fenmeno subjetivo e depende da compreenso individual da incapacidade de gerenciar as exigncias do trabalho (GRANDJEAN, 1998). Considerado at a alguns anos como um estado que predispunha os indivduos s doenas, o estresse , hoje, classificado como uma doena (CID-10, 1994), que pode ter conseqncias



srias para os indivduos e para as organizaes, por representar, geralmente, elevados gastos com assistncia mdica, altos nveis de absentesmo e baixa produtividade. De acordo com Cameron (1973), j h trs dcadas, a fadiga uma resposta generalizada ao estresse sobre um perodo de tempo, com efeitos que podem ser agudos ou crnicos, confinados ao estado subjetivo ou estendido dentro dos aspectos mensurveis do desempenho do indivduo. Cameron colocou ainda em evidncia a questo da importncia de variveis, tais como ansiedade e distrbios do sono, que influenciam diretamente no aparecimento da fadiga. Moraes e MontAlvo (2002) ressaltam que h uma constatao freqente que os trabalhadores que desempenham tarefas com carga mental predominante queixam-se de perturbaes fsicas, tais como dores nas costas e no pescoo e perturbaes visuais (pruridos e sensaes de queimaduras oculares, etc). Tais perturbaes esto relacionadas com o alto grau de imobilidade exigido pela tarefa aliado a uma forte concentrao mental.

3. A mensurao da carga de trabalho A International Organization Standardization (ISO) vem buscando uma padronizao nos mtodos de mensurao de cargas de trabalho nos quais vrios ndices fisiolgicos provocam efeitos, como fadiga, monotonia, e que so nomeados como carga de trabalho mental (ISO, 1998). A literatura vem apresentando trabalhos cujo enfoque a mensurao de cargas de trabalho mental (mental workload), destacando sua importncia nas taxas de produtividade, taxas de acidentes, absentesmo e qualidade de vida no trabalho (MIYAKE, 2001; SATO et al., 1998) Buscando registrar em um diagrama os pontos de dores, Corllet et al. (1979) desenvolveram um mapa do corpo humano, tanto nas suas faces anterior e posterior. Em cada face do corpo humano, so definidas algumas zonas, e para cada zona estipulada uma escala bipolarizada em pouca dor e muita dor. Quanto aos mtodos de mensurao do estresse, encontram-se na literatura duas abordagens distintas: a abordagem subjetiva e a fisiolgica. Os mtodos subjetivos baseiam-se nas impresses subjetivas dos indivduos em relao carga mental. Colle e Reid (1998) afirmam que a medida subjetiva o que se tem de mais confivel e com melhor performance. Esta afirmao compartilhada por Schonblum (2004), ao afirmar que as medidas subjetivas constituem um dos mtodos mais importantes e freqentemente utilizados para medir a carga mental. Seu pressuposto terico se apia na hiptese que um maior gasto de capacidade est associado com os sentimentos subjetivos de esforo, e que estes podem ser avaliados adequadamente pelos trabalhadores. Existem diversos instrumentos para a avaliao subjetiva da carga mental. A literatura destaca a SWAT (COLLE e REID, 1998), o NASA-TLX (Task Load Index), desenvolvido por Hart e Staveland (1988), entre outros. Devido s caractersticas de suas sub-escalas, o NASA-TLX foi selecionado para uso nesta pesquisa, levando-se em considerao as caractersticas do ambiente a ser analisado. Os procedimentos para aplicao do NASA-TLX foram desenvolvidos pelo Grupo de Desempenho Humano do Centro de pesquisa NASA AMES, durante 3 anos de pesquisa e esforos que envolveram mais de 40 laboratrios de pesquisa e simulaes de vos. O instrumento foi desenvolvido pelos pesquisadores Hart e Staveland a partir da medida multidimensional de carga mental, que prov uma pontuao global da carga de trabalho baseada na mdia ponderada de avaliaes de seis sub-escalas: trs dimenses relatam as



demandas (exigncias) impostas no sujeito (mental, fsica e temporal) e trs dimenses na relao entre o sujeito e a tarefa (esforo, frustrao e realizao), como demonstrado na Tabela 01. Essas taxas so determinadas a partir de um valor numrico, determinado a partir de um protocolo que contm as seis demandas, sendo que cada uma delas apresenta uma escala graduada sem valores numricos.

SUB-ESCALA LIMITE BAIXO LIMITE ALTO Exigncia Mental Tarefas consideradas fceis,

simples, com objetivos alcanados sem dificuldades.

Tarefas difceis, complexas, exigindo muito esforo mental para

se atingir o objetivo. Exigncia Fsica Tarefa leve, lenta, facilmente

realizada, com tranqilidade. Tarefa pesada, rpida, vigorosa e

agitada. Exigncia Temporal Ritmo de trabalho lento e

tranqilo, com baixa presso exercida para o trmino das

atividades.

Ritmo rpido e frentico, com muita presso exercida para o

trmino das atividades.

Nvel de Realizao Voc se sente muito satisfeito e elogiado quando alcana as metas.

Voc fica pouco satisfeito e quase ningum nota seu trabalho.

Nvel de Esforo Para que a tarefa seja desempenhada com sucesso,

necessria concentrao superficial, fora muscular leve,

raciocnio simples, pouca destreza.

Necessria concentrao profunda, fora muscular intensa, raciocnio

complexo e muita destreza.

Nvel de Frustrao Voc se sente seguro, contente e tranqilo quando executa a tarefa.

Voc se sente inseguro, desencorajado, irritado,

incomodado com a execuo da tarefa.

Tabela 01 Sub-escalas consideradas no instrumento NASA-TLX. Fonte: Adaptado de NASA-TLX MANUAL, 1986.

Na literatura nacional podem-se encontrar trabalhos com a aplicao do NASA-TLX, como Villa Verde (2003), analisando o trabalho no ramo de processamento de dados; Diniz (2003), analisando o trabalho de cirurgies em hospitais; Corra (2003), analisando o trabalho em Call Center em uma empresa de Telecomunicaes.

4. Metodologia A pesquisa apresentada neste artigo tem natureza aplicada, ou seja, objetiva gerar conhecimentos para aplicao prtica e dirigida soluo de problemas especficos. As etapas executadas podem ser descritas da seguinte forma: - Etapa 01: Apresentao geral: realizada uma apresentao aos alunos a serem avaliados,

explicando a importncia da pesquisa e os conceitos envolvidos no questionrio. Alguns dados preliminares so obtidos atravs de um questionrio, como altura, sexo e idade. Estes dados sero importantes na anlise dos resultados.

- Etapa 02: Diagnstico fsico: esta etapa conta com o uso do Diagrama de Corllet. Este diagrama tem como objetivo indicar os locais em que so sentidas as dores por problemas de postura. Alm do Diagrama de Corllet, so utilizadas observaes sistemticas. Para tanto, uma profissional da rea de fisioterapia analisou as posturas e as condies da sala.



- Etapa 03: ainda na coleta de dados, utilizado o instrumento NASA-TLX. A obteno das taxas se d atravs do preenchimento de escalas, onde o aluno orientado a marcar na escala o impacto observado em cada sub-escala. A explicao do que considerado baixo ou alto na escala foi dada na etapa 01 desta pesquisa, sendo estas explicaes concentradas na Tabela 01 deste artigo. As escalas tambm so ponderadas, de acordo com respostas obtidas em um questionrio. Para isto, so apresentados pares de sub-escalas, colocadas lado a lado, onde o entrevistado deve assinalar aquela que julga mais impactante na sensao de estresse. Com as seis sub-escalas, chega-se a um total de quinze pares. As sub-escalas sero ponderadas de acordo com o nmero de marcaes que cada uma recebeu em cada confronto dois a dois. Esta ao se justifica pelo fato de que as sub-escalas tm impactos diferentes nas pessoas, conforme Villa Verde (2003).

- Etapa 04: Resultados do NASA-TLX: calculada a taxa global ponderada da carga mental de trabalho do entrevistado.

- Etapa 05: Resultados do Diagrama de Corllet e observaes sistemticas: os diagramas so analisados de acordo com a incidncia dos pontos de dores, associados com as observaes realizadas no ambiente da sala de aula.

- Etapa 06: Concluses e propostas: o cruzamento das anlises das etapas 05 e 06 permite um entendimento maior da carga de estresse dos alunos, atravs da avaliao fsica e mental.

5. Aplicao e resultados Nesta pesquisa dois grupos foram analisados. Ser referenciada neste trabalho como turma A uma sala de aula com 23 alunos, com aulas dirias, cursando o quarto ano (penltimo) de um curso de engenharia. Outra sala, tambm de um curso de engenharia, com 14 alunos e aulas concentradas em dois dias por semana (estgio nos demais dias), cursando o quinto ano (ltimo), ser referenciada como turma B. Ambas as turmas estudam na Universidade Federal de Itajub. Os dados foram coletados em abril de 2006, em sala de aula. Em ambos os casos os conceitos envolvidos na pesquisa foram apresentados s turmas. Os dados preliminares, referentes ao reconhecimento de ambos os grupos, esto apresentados nas Tabelas 02 e 03.

Masculino Feminino95,6% 4,4%

Idade (mdia) [anos] Idade (desvio) [anos]22,13 1,54

Altura (mdia) [m] Altura (desvio) [m]1,75 0,06

Total de alunos23

Masculino Feminino50,0% 50,0%

Idade (mdia) [anos] Idade (desvio) [anos]23 1,07

Altura (mdia) [m] Altura (desvio) [m]1,69 0,11

Total de alunos14

Tabela 02 Dados preliminares da turma A.

Tabela 03 Dados preliminares da turma B.

Os grupos analisados utilizam uma infra-estrutura muito semelhante: salas de aula com as mesmas caractersticas, cadeiras e mesas com as mesmas dimenses. A turma B apresenta um maior desvio na altura devido presena dividida entre homens e mulheres. Na etapa seguinte foi aplicado o Diagrama de Corllet (face anterior e face posterior). Os alunos foram orientados a marcar somente as zonas do corpo onde sentiam alguma intensidade de dor, quantas zonas ele julgasse conveniente. A Figura 01 mostra as zonas do Digrama de Corllet, aplicadas tanto para a face anterior do corpo quanto para a face posterior do corpo.



Com os diagramas preenchidos pelas turmas A e B, foi possvel realizar um somatrio de pontos. No caso da turma A, com 23 alunos, o mximo somatrio de uma zona seria 230 pontos (23 alunos x 10 pontos). J no caso da turma B, este mximo de 140 pontos. A anlise da Figura 02 mostra que existe um certo equilbrio de pontuao nas zonas da face anterior do corpo. Porm, analisando a face posterior, percebe-se uma forte queixa nas zonas 2 (pescoo), 9 (tronco) e 10 (bacia), sobretudo nas duas primeiras. As informaes obtidas com a turma B mostram, atravs da Figura 03, uma forte queixa tambm nas zonas 2, 9 e 10.

Figura 01 Face anterior do corpo humano e sua escala de dor, utilizada no Diagrama de Corllet.

0

20

40

60

80

100

120

Som

atr

io de

po

nto

sTu

rma

A

1 2 3e 3d 4e 4d 5e 5d 6e 6d 7e 7d 8e 8d 9 10 11e 11d 12e 12d 13e 13d 14e 14d

Zonas do Diagrama de Corllet

Face anteriorFace posterior



Figura 02 Somatrio de pontos no Diagrama de Corllet, nas faces anterior e posterior, aplicado turma A.

Juntamente com o Diagrama de Corllet, a observao do local permite algumas anlises complementares. As fotos mostradas na Figura 04 foram obtidas durante uma aula (100 minutos), onde vrias fotos foram tiradas em intervalos de tempos aleatrios para no gerar a tendncia de posturas foradas. As fotos a seguir foram obtidas aps um tempo de acomodao inicial da aula.

0

10

20

30

40

50

60

Som

atr

io de

po

nto

sTu

rma

B

1 2 3e 3d 4e 4d 5e 5d 6e 6d 7e 7d 8e 8d 9 10 11e 11d 12e 12d 13e 13d 14e 14d

Zonas do Diagrama de Corllet

Face anteriorFace posterior

Figura 03 Somatrio de pontos no Diagrama de Corllet, nas faces anterior e posterior, aplicado turma B.

Figura 04 Posturas encontradas nos grupos analisados.

As regies do pescoo e a musculatura das costas apresentaram os maiores problemas. A postura no natural do corpo e as condies inadequadas para sentar podem provocar um desgaste maior dos discos intervertebrais. Segundo Grandjean (1998), existe um conflito de interesses entre a necessidade dos msculos e a necessidade dos discos intervertebrais. Para a musculatura, uma posio levemente inclinada para frente o recomendvel; j para os discos seria melhor uma posio ereta. Assim, torna-se compreensvel que a postura do sentar um problema para a coluna vertebral e para a musculatura das costas. A nutrio dos discos intervertebrais promovida pela alternncia de carga e alvio dos discos. Da conclui-se que em sala de aula deveria haver uma eventual alternncia de sentar curvado para frente e sentar ereto. O apoio das costas em um encosto provoca a transferncia de uma parte significativa do peso do tronco sobre o encosto, o que diminui sensivelmente a presso e o desgaste dos discos intervertebrais. Segundo Grandjean (1998), uma considerao ergonmica relevante refere-se superfcie do assento, a qual deve ter inclinao para trs, para que as ndegas no



escorreguem para frente. A inclinao recomendada de 14 a 24 graus em relao horizontal. Com as pontuaes obtidas no preenchimento das escalas do NASA-TLX, e definidas as ponderaes aplicadas, calcula-se o indicador global do NASA-TLX para cada aluno, atravs da equao 1:

15

)).((6

1==

iPSiSi

IGN (Equao 1)

onde IGN representa o ndice global do NASA-TLX para cada aluno; Si representa o nmero de pontos atribudos sub-escala i; PSi representa o peso atribudo a cada sub-escala i. Os resultados encontrados com o IGN foram compilados na forma de mdia e desvio padro, para as turmas A e B, como mostra a Tabela 04. Vale destacar os valores mximo e mnimo para IGN: mximo de 20 e mnimo de 1.

IGN Mdia por aluno Desvio padroTurma A 10,19 2,68Turma B 9,96 3,6

Tabela 04 ndice global mdio do NASA-TLX para as turmas A e B.

Ao se analisar a ponderao atribuda a cada uma das sub-escalas, observa-se um resultado diferente entre as duas turmas. A Figura 05 representa o peso mdio atribudo a cada uma das sub-escalas. Vale lembrar que o peso de cada sub-escala mostra o grau de importncia de cada uma de acordo com a sensao do entrevistado.

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0Exigncia Mental

Exigncia Fsica

Exigncia Temporal

Nvel de Realizao

Nvel de Esforo

Nvel de Frustrao

Turma ATurma B

Figura 05 Pesos atribudos a cada sub-escala, de acordo com os resultados mdios de cada turma analisada.

6. Concluso



Aps a anlise dos resultados finais, podem-se perceber pontos comuns de queixas de dores para ambas as turmas. Este resultado vem a confirmar o esforo da musculatura das costas. Esta constatao foi claramente identificada atravs do uso das tcnicas do Diagrama de Corllet. O NASA-TLX, por sua vez, demonstrou ndices de estresse considerados mdios, no havendo grande variao entre as duas turmas analisadas. A diferena encontrada nos pesos atribudos a cada sub-escala, representada na Figura 05, pode ser explicada pela prpria caracterstica das turmas. A turma B atribuiu uma ponderao maior para a sub-escala frustrao, o que pode ser entendido pela possvel insegurana no estgio. J a maior ponderao na sub-escala exigncia mental, feita pela turma A, pode ser justificada pela maior carga de aulas. Interessante observar que as demais sub-escalas apresentaram uma ponderao muito semelhante. Pde-se perceber um entendimento rpido do uso das ferramentas por parte dos alunos, o que favorece seu uso. Um ponto importante desta anlise a manuteno da idiossincrasia de cada individuo e da sua percepo s condies ambientais. O prprio mecanismo de clculo do NASA-TLX constri o indicador a partir da ponderao individual dos integrantes do grupo analisado. Vale lembrar que turmas de alunos que utilizam a mesma sala de aula, com a mesma dinmica de ensino, podem apresentar resultados de estresse diferentes. Como sugesto para pesquisas futuras, pode-se apontar o uso destas ferramentas para avaliar o nvel de estresse em dias de prova, ou mesmo na avaliao de turmas com recente ingresso na universidade, a fim de monitorar a evoluo do estresse.

Referncias

CAMERON, C. Theory of fatigue. Ergonomics, v. 16, n. 5, p. 633-648, 1973. CID 10. CLASSIFICAO ESTATSTICA INTERNACIONAL DE DOENAS E PROBLEMAS RELACIONADOS SADE (10 reviso). Organizao Mundial de Sade. Centro Colaborador da OMS para Classificao de Doenas, em Portugus. So Paulo: EDUSP, vol. 1, 1994.

COLLE, H. & REID, G.B. Context effects in subjective mental workload ratings. Human Factores. vol 40 (4), p. 591-600, 1998.

CORLLET, N.; MADELEY, J. & MANENICA, I. Posture Targetting: A technique for Recording Working Postures. Ergonomics, 22 (3), 357 366, 1979. CORRA, F. de P. Carga Mental e Ergonomia. Dissertao submetida ao programa de Ps-Graduao em Engenharia de Produo da Universidade Federal de Santa Catarina, UFSC, Florianpolis, 2003.

DINIZ, R.L. Avaliao das demandas fsica e mental no trabalho do cirurgio em procedimentos eletivos. Tese submetida ao programa de Ps-Graduao em Engenharia de Produo da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, UFRS, Porto Alegre, 2003.

GRANDJEAN, E. Manual de Ergonomia. Editora Bookman, quarta edio, 1998. GIUNTA, M.A.B. Ambiente para o ensino do desenho adequado s inovaes tecnolgicas e s novas propostas metodolgicas. Tese submetida ao programa de Ps-Graduao em Engenharia Civil, da Universidade de So Paulo, USP, So Paulo, 2004.

HART, S.G. & STAVELAND, L.E. Development of a NASA-TLX (Task Load Index): Results of empirical and theoretical research. In: Hancock, P.A., Meshkati, N. (Eds.), Human Mental Workload. Elsevier, Amsterdam, 1988.

ISO 10075. Ergonomics principles related to mental work-load. Part 3: measurement and assessment of mental work-load. published internal Working Draft WD, 1998.

MIYAKE, S. Multivariate workload evaluation combining physiological and subjective measures. International Journal of Psychophysiology, 40, p. 233 a 238, 2001.



MORAES, A. de & MONTALVO, C. Ergonomia, Conceitos e Aplicaes Rio de Janeiro, 2AB, 2002. NASA-TLX MANUAL. NASA Ames Research, Califrnia, EUA, 1986. SATO, N., KAMADA, T., MIYAKE, S., AKATSU, J., KUMASHIRO, M. & KUME, Y. Subjective mental workload in Type A women. International Journal of Industrial Ergonomics, 24, p. 331 a 336, 1999.

SCHONBLUM, R. Atributos Psicomtricos necessrios construo de uma medida de carga mental de trabalho. Dissertao submetida ao Programa de Ps Graduao em Psicologia, UFSC, Florianpolis, 2004.

TAVARES, C.R.G. A ergonomia e suas contribuies para o processo de ensino-aprendizagem: uma anlise das salas de aula do CEFET/RN. Dissertao submetida ao programa de Ps-Graduao em Engenharia de Produo, da Universidade Federal de Santa Catarina, UFSC, Florianpolis, 2000.

VILLA VERDE, R. Avaliao da freqncia cardaca como indicador biolgico na preveno dos distrbios osteomusculares relacionados ao trabalho. Dissertao submetida ao programa de Ps-Graduao em Engenharia de Produo da Universidade Federal de Santa Catarina, UFSC, Florianpolis, 2003.

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