DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E ENGENHARIAS CURSO DE DESIGN
NILTON MARCONDES PORCIUNCULA JÚNIOR
ELETRIC FREEDOM - ADAPTADOR ELÉTRICO PARA CADEIRA DE RODAS
Ijuí 2016
NILTON MARCONDES PORCIUNCULA JUNIOR
ELETRIC FREEDOM - ADAPTADOR ELÉTRICO PARA CADEIRA DE RODAS
Monografia apresentada ao Curso de Design, daUniversidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul – UNIJUI, como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel em Design de Produto e Gráfico.
Orientador: Prof. Me. Carlos Alexandre Alves Colomé
Ijuí 2016
UNIJUÍ –UNIVERSIDADE REGIONAL DO NOROESTE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL
A comissão examinadora, abaixo assinada, aprova a monografia “ELETRIC FREEDOM - ADAPTADOR ELÉTRICO PARA CADEIRA DE RODAS” elaborada por
Nilton Marcondes Porciuncula Júnior como requisito parcial para obtenção do grau Bacharel em Design de Produto e Gráfico.
COMISSÃO EXAMINADORA
_______________________________________________________________ Prof. Me. Carlos Alexandre Alves Colomé – Orientador
_______________________________________________________________ Profa. Me. Diane Meri Weiller Johann – Banca
Agradeço,
A Deus, por guiar os meus caminhos.
Aos meus pais que tornaram isso possível, ao apoio das minhas irmãs, meus sobrinhos e, cunhados.
Ao professor e orientador Carlos, pela paciência e motivação, que tornaram o caminho possível para a conclusão deste trabalho.
Aos meus amigos e colegas, todos aqueles que de alguma forma estiveram e estão próximos demim, fazendo esta vitória e a vida ter mais sentido.
Deficiências
Mário Quintana“Deficiente”
é aquele que não consegue modificar sua vida, aceitando as imposições de outras pessoas ou da sociedade em que vive, sem ter consciência de que é dono do seu destino.
“Louco”
é quem não procura ser feliz com o que possui.
“Cego”
é aquele que não vê seu próximo morrer de frio, de fome, de miséria, e só tem olhos para seus míseros problemas e pequenas dores.
“Surdo”
é aquele que não tem tempo de ouvir um desabafo de um amigo, ou o apelo de um irmão. Pois está sempre apressado para o trabalho e quer garantir seus tostões no fim do mês.
“Mudo”
é aquele que não consegue falar o que sente e se esconde por trás da máscara da hipocrisia.
“Paralítico”
é quem não consegue andar na direção daqueles que precisam de sua ajuda.
“Diabético”
é quem não consegue ser doce.
“Anão”
é quem não sabe deixar o amor crescer. E, finalmente, a pior das deficiências é ser miserável,
pois:
“Miseráveis”
RESUMO
A deficiência física é definida como uma desvantagem, resultante de um comprometimento ou de uma incapacidade, que limita ou impede o desempenho de determinada pessoa, esta deficiência pode ser chamada de deficiência mecânica ou motora. Em função do trabalho realizado ao utilizar a cadeira de rodas comum, o cadeirante sofre entre outros problemas, um desgaste dos membros superiores. O presente trabalho foi realizado tendo como principal objetivo o redesign de um objeto elétrico adaptável a cadeira de rodas, totalmente inovador queatenda às necessidades dos usuários. A pesquisa se caracteriza como bibliográfica, documental, o desenvolvimento do produto utilizou como referencia a metodologia projetual de Bonsiepe (1986), realizando análises acerca dos produtos similares existentes no mercado e gerando alternativas viáveis. O projeto resultou em um adaptador elétrico para cadeira de rodas, funcional, com custo inferior ao valor dos modelos já existentes no mercado, uma vez que, viabiliza a partir da compra de peças e acessórios a montagem de seu próprio produto. Proporcionando assim, as pessoas que não possuem condições financeiras, a oportunidade de adquirir um equipamento que será acoplado na cadeira de rodas com facilidade, sem que o cadeirante necessite da ajuda de terceiros. O mesmo possuirá um motor elétrico alimentado por baterias, sendo leve e funcional oferecendo assim, melhora na qualidade de vida pois respeita o direito de ir e vir.
ABSTRACT
A disability is defined as a disadvantage, resulting from an impairment or a disability, that limits or prevents the fulfillment of a particular person, this deficiency can be called a mechanical failure or motor. Depending on the work carried out using the common chair wheels, wheelchair suffers from other problems, wear of the upper limbs. This study was conducted with the main objective of the redesign of an adaptive electric object wheelchair, totally innovative queatenda the needs of users. The research is characterized as bibliographical, documentary, the development of the product used as a reference to architectural design methodology Bonsiepe (1986), conducting analyzes of existing similar products in the market and generating viable alternatives. The project resulted in an electrical adapter for wheelchair, functional, with lower cost to the value of existing models on the market, since enables from the purchase of parts and accessories to assembling your own product. Thus providing people who do not have financial conditions, the opportunity to purchase equipment that will be attached to the wheelchair with ease, without the wheelchair needs the help of others. The same will have an electric motor powered by batteries, and light and functional thus providing improved quality of life as regards the right to come and go.
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
IBGE –Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística ONU - Organização das Nações Unidas
MEC – Ministério da Educação NBR – Norma Brasileira
LME – Lesão da Medula Espinhal
SNRIPD – Secretariado Nacional para Reabilitação e Integração das pessoas com Deficiência
TICs – Técnologias de Informação e Comunicação TA – TécnologiaAssistiva
CSA – Comunicação Suplementar Alternativa ABS – AcrilonitrilaButadieno-Estireno
PLA – Ácido Polilático
FAB LAB – Fabrication Laboratory
MIT – Instituto de Técnologias de Massachussetts CAD – Computer Aided Design
FDM – Fused Deposition Modeling
GREF – Grupo de Reelaboração do Ensino de Física CONTRAN – Conselho Nacional de Trânsito
LISTA DE FIGURAS
Figura 1– Prótese de uma perna esquerda
Figura 2 – Adaptadora para cadeira de rodas Firefly Figura 3 – Gravura de hefesto em sua cadeira de rodas Figura 4 – Cadeira de rodas aberta
Figura 5 – Cadeira de rodas fechada Figura 6 – Cadeira de rodas elétrica
Figura 7 – Ilustração da cadeira Ibot em uso Figura 8–Ilustração 3D da cadeira Ibot
Figura 9 – Vista lateral Firefly acoplada em uma cadeira de rodas Figura 10 – Vista paralela Firefly
Figura 11 – Electro Drive
Figura 12 – Adaptador Elétrico para cadeira de rodas Smartdrive Figura 13 – Adaptador elétrico instalado na cadeira de rodas Figura 14 – Pulseira componente do adaptador elétrico Smartdrive Figura 15 – Ilustração das medidas antropométricas em cadeirantes Figura 16 – Ilustração das medidas antropométricas da mão do homem Figuras 17 – Coordenadas de um desenho tridimensional
Figura 18 – Chuck Hull à esquerda. Ao lado do primeiro fablab Figura 19 – Impressora 3D em funcionamento
Figura 20 – Plástico ABS granulado Figura 21 – Rolo com filamento PLA
Figura 22 – Desenho tridimensional do Strati Figura 23 – Impressão 3D do Strati
Figura 24 – Ilustração de um motor elétrico Figura 25 – Componentes do motor elétrico
Figura 26 – Roda com motor elétrico em vista explodida Figura 27 – Roda adaptada com motor elétrico
Figura 28 – Cadeira de rodas e suas medidas I Figura 29 – Cadeira de rodas e suas medidas II
Figura 30–Adaptador elétrico para cadeira de rodas analisado Figura 31–Análise de tarefa de um cadeirante
Figura 32–Análise de um passeio público
Figura 33–Estudo da cadeira de rodas em relação ao uso I Figura 34 – Estudo da cadeira de rodas em relação ao uso II Figura 35 – Impressora CUBE X
Figura 36 – Painel Semântico I Figura 37 – Painel Semântico II Figura 38 - Rafe
Figura 39 – Proposta I Figura 40 – Proposta II Figura 41 – Proposta III
Figura 42 – Ilustração proposta III Figura 43 – Desenho Ilustrativo I. Figura 44 – Desenho Ilustrativo II. Figura 45 – Renderização I Figura 46 – Renderização II
Figura 47 – Confecção do Mock-up I Figura 48 – Confecção do Mock-up II. Figura 49 - Confecção do Mock-upIII. Figura 50 - Confecção do Mock-up IV. Figura 51 - Confecção do Mock-up V.
LISTA DE TABELAS
TABELA 1 – Componentes de uma roda com motor elétrico TABELA 2 – Análise sincrônica da cadeira de rodas
TABELA 3 – Análise sincrônica dos adaptadores elétricos TABELA 4 – Informações e componentes da cadeira de rodas TABELA 5 – Análise do adaptador elétrico para cadeira de rodas TABELA 6 – Análise dos materiais
SUMÁRIO 1INTRODUÇÃO ... 14 2 REFERENCIAL TEÓRICO ... 16 2.1 DEFICIÊNCIA FÍSICA ... 16 2.2 PARAPLEGIA ... 17 2.3 TECNOLOGIA ASSISTIVA ... 18 2.4 CADEIRA DE RODAS ... 22
2.5 ADAPTADORES ELÉTRICOS PARA CADEIRA DE RODAS EXISTENTES NO MERCADO ... 28 2.5.1 FIREFLY...28 2.5.2 ELECTRO DRIVE...30 2.5.3 SMART DRIVE...31 2.6 ERGONOMIA ... ...33 2.6.1 ERGONOMIA E ACESSIBILIDADE...34 2.7 MEDIDAS ANTROPOMÉTRICAS ... 35 2.8 MATERIAIS E PROCESSOS...37 2.8.1 MATERIAIS...37
2.8.1.1 ACRILONITRILA BUTADIENO - ESTIRENO (ABS)...37
2.8.1.2 ÁCIDO POLILÁTICO (PLA)...38
2.8.2 PROCESSOS...38 2.8.2.1 FABLAB...38 2.8.2.1.1 IMPRESSÃO 3D...40 2.8.2.2 MOTORES ELÉTRICOS...45 3 METODOLOGIA ... 49 3.1 MÉTODO DE ABORDAGEM ... 49 3.2 TÉCNICAS DE PESQUISA ... 49 3.3 METODOLOGIA PROJETUAL ... 50 3.3.1 PROBLEMATIZAÇÃO...50 3.3.1.1 DEFINIÇÃO DO PROBLEMA...50 3.3.1.2 LISTA DE REQUISITOS...51 3.3.1.3 CONCEITO DO PRODUTO...51 3.3.2 ANÁLISES...52 3.3.2.1 ANÁLISE SINCRÔNICA...52 3.3.2.2 ANÁLISE ESTRUTURAL...54 3.3.2.3 ANÁLISE ERGONÔMICA...57
3.3.2.4 ANÁLISE DO PRODUTO EM RELAÇÃO AO USO...59
3.3.2.5 ANÁLISE DOS MATERIAIS...61
3.3.2.6 ANÁLISE DE FABRICAÇÃO...62 3.3.3 PAINEL SEMÂNTICO...64 3.3.4 GERAÇÃO DE ALTERNATIVAS...66 3.3.4.1 RAFE...66 3.3.4.2 PROPOSTA I...67 3.3.4.3 PROPOSTA II:...68 3.3.4.2 PROPOSTA III:...69 3.3.4.4 SELEÇÃO DE ALTERNATIVA...70 3.3.5.1 DESENHO ILUSTRATIVO...70 3.3.5.2 MOCK-UP...73
CONCLUSÃO ... 77 REFERÊNCIAS ... 79
1 INTRODUÇÃO
A deficiência física é definida como uma desvantagem, resultante de um comprometimento ou de uma incapacidade, que limita ou impede o desempenho determinada pessoa, sendo que esta deficiência pode ser chamada de deficiência mecânica ou motora.
Os cadeirantes vêm lutando por seus direitos há muitos anos, no que diz respeito ao processo de inclusão social, ao longo dos anos eles já conseguiram fazer uma grande mudança na história, de acordo com o censo realizado em 2010 pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), 45 milhões de brasileiros alegaram ter algum tipo de deficiência, ou seja, quase 24% da população.
Em função do trabalho realizado ao utilizar a cadeira de rodas comum, o cadeirante sofre um desgaste dos membros superiores além de outros problemas. Com base nesta necessidade de apoio ao cadeirante, a proposta do trabalho a ser realizado segue a linha de pensamento em função da criação de algo que resolva este problema, pois é necessário garantir o direito de ir e vir com autonomia e independência, permitindo seu fortalecimento social como cidadãos plenos que também são.
Atualmente já existem modelos de cadeiras de rodas que facilitam o dia-a-dia dos cadeirantes, mas elas ainda exigem muito desgaste físico para quem as utiliza.
Com este projeto procura-se apresentar um novo conceito de um aparelho que pode ser adaptado à cadeira de rodas, de maneira que auxilie os cadeirantes e os dê mais autonomia para ir de um lugar a outro, de baixo custo, simples de fácil compreensão e elaboração, leve e de fácil manuseio, atendendo às necessidades dos usuários, com ênfase no custo final do modelo, que seja inferior ao valor dos projetos já existentes no mercado.
Este equipamento deverá ser acoplado na cadeira com facilidade sem que o cadeirante necessite da ajuda de terceiros, o mesmo deverá possuir um motor elétrico alimentado por baterias, ser leve e funcional proporcionando tranquilidade e conforto ao usuário de cadeira de rodas.
A proposta deste trabalho é desenvolver um produto que tem por objetivo o auxílio de cadeirantes, de tal forma que estes tenham mais autonomia e conforto ao usar a cadeira de rodas.
Dentre os objetivos específicos estão o de realizar análises de adaptadores existentes no mercado; fazer levantamento de dados sobre as necessidades especifica dos cadeirantes; pesquisar materiais adequados para a aplicação no produto; estudar o adaptador de forma que o mesmo seja funcional e ergonomicamente correto para a sua função.
Este trabalho está estruturado e desenvolvido em trêscapítulos sendo o primeiro com a definição do problema, objetivos gerais e específicos sobre o assunto que será estudado, o capítulo a seguir trata-se de toda parte teórica, sobre deficiência física, estudo das cadeiras de rodas desde o seu surgimento, sua história até os dias atuais e, o levantamento dos adaptadores elétricos para cadeira de rodas existentes no mercado. Na seqüência o terceiro capitulo apresenta através da metodologia as análises e pesquisas realizadas, os resultados das análises acerca dos produtos similares, geração de alternativas, memorial descritivo e protótipo. Por fim, são tecidas as considerações finais.
2 REFERENCIAL TEÓRICO
O Referencial teórico serve como base para a elaboração deste trabalho, nele são apresentadas aspesquisas eanálises relacionadas ao tema escolhido. A investigação está dividida em estudos sobre deficientes físicos cadeirantes, ergonomia de produto e acessibilidade, medidas antropométricas, materiais e processos.
2.1 DEFICIÊNCIA FÍSICA
De acordo com o censo demográfico do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) de 2010, em torno de 45 milhões de pessoas declararam ter ao menos uma deficiência, o que corresponde a 24% da população brasileira.
Dessas pessoas, aproximadamente 38 milhões estão em áreas urbanas e 7 milhões estão nas áreas rurais. Este fator contextualiza a atual situação da população que possui algum tipo de deficiência, no qual em sua grande maioria estão alocadas no meio urbano.
Conforme a Declaração dos direitos das pessoas portadoras de deficiência (1975), escrita pela Organização das Nações Unidas (ONU), “pessoas deficientes”dizem respeito a “qualquer pessoa incapaz de assegurar por si mesma, total ou parcialmente, as necessidades de uma vida individual ou social normal, em decorrência de uma deficiência, congênita ou não, em suas capacidades físicas ou mentais” (BRASIL – MEC).
O Decreto n° 3.298/99, referente à Política Nacional para a Integração da Pessoa Portadora de Deficiência, destaca, no art.3° que,
Deficiência – é toda perda ou anormalidade de uma estrutura e/ou função psicológica, fisiológica ou anatômica que gere incapacidade para o desempenho de atividade, dentro do padrão considerado normal para o ser humano; deficiência permanente – aquela que ocorreu ou se estabilizou durante um período de tempo suficiente para não permitir recuperação ou ter probabilidade de que se altere apesar de novos tratamentos; e incapacidade – uma redução efetiva e acentuada da capacidade de integração social, com necessidade de equipamentos, adaptações, meios ou recursos especiais para que a pessoa portadora de deficiência possa receber ou transmitir informações necessárias ao seu bem-estar pessoal e ao desempenho de função ou atividade a ser exercida (BRASIL, 1999).
Além disso, a Norma Brasileira (NBR) 9050, que trata da acessibilidade a edificações, mobiliário, espaços e equipamentos urbanos, datada de 31 de maio de 2004, consideram portadores de deficiência física, os indivíduos que apresentam desde algum problema ortopédico, até uma pessoa que não consegue movimentar os membros inferiores de modo parcial ou total. A normativa ainda define como deficiência ambulatória total, a deficiência que obriga a pessoa a utilizar, temporária ou permanentemente, cadeira de rodas.
Para a Legislação Brasileira, a deficiência física é definida pelo artigo 4° do decreto n° 3.298/99, que consiste na
Alteração completa ou parcial de um ou mais segmentos do corpo humano, acarretando o comprometimento da função física, apresentando-se sob a forma de paraplegia, paraparesia, monoplegia, monoparesia, tetraplegia, tetraparesia, triplegia, triparesia, hemiplegia, hemiparesia, amputação ou ausência de membro, paralisia cerebral, membros com deformidade congênita ou adquirida, exceto as deformidades estéticas e as que não produzam dificuldades para o desempenho de funções (BRASIL, 1999).
Neste caso, o presente trabalho irá se aprofundar na questão da paraplegia, que se equivale na perda total dos movimentos inferiores.
2.2 PARAPLEGIA
A Paraplegia ou Lesão da Medula Espinhal (LME) é conceituada por Melo (2012) como sendo todo ou qualquer tipo de dano ocasionado na medula espinhal do ser humano, onde atinge parte do sistema nervoso central que faz a ligação entre os membros superiores e inferiores com o cérebro, através da medula da coluna.
Conforme Defino (1999 apud MELO, 2012, p.1), paraplegia é à perda da função motora e ou sensitiva nos segmentos torácicos, lombares e sacrais da medula espinhal, secundária à lesão dos elementos neurais no interior do canal vertebral. A medula está localizada nas costas, e vai desde a nuca até o cóccix, ela é protegida pela coluna vertebral, onde é envolvida pelos chamados discos vertebrais. Os mesmos servem como amortecedores quando o corpo sofre um
impacto, como ao correr ou saltar, e são os discos vertebrais que possibilitam os movimentos e flexões da coluna.
Segundo Melo (2012) o cérebro e a medula espinhal se comunicam através do sistema nervoso, a medula tem uma importante função no corpo humano, pois é ela que realiza a transferência de “mensagens” entre o cérebro e os membros superiores e inferiores (braços e pernas). Quando uma pessoa sofre algum acidente na coluna e afeta a medula, o cérebro perde contato com os membros e então surge a Paraplegia.A pessoa paraplégica não consegue executar movimentos com os membros inferiores e em alguns casos membros superiores. Isto pode acontecer por diversas causas, como a má formação do feto, um ferimento por acidente de automóvel, um choque elétrico, ou queda de uma grande altura.
Neste viés Abc.med. (2013)refere que, existem poucos casos de paraplegias reversíveis, o tratamento é o da enfermidade causal.
O tema concernente à Paraplegia dos membros inferiores, é aprofundado no decorrer deste trabalho, onde apresenta o estudo dos limites de um cadeirante através de análises de ergonomia e medidas antropométricas, para que o produto final seja funcional e adequado ao uso destas pessoas.
2.3 TECNOLOGIA ASSISTIVA
ParaBersch (2013) um recurso utilizado para auxiliar, facilitar e, transformar o dia-a-dia de pessoas que possuem uma deficiência pode ser chamado de Tecnologia Assistiva. Esta é conhecida por ser uma forma de serviço ou equipamento que venha auxiliar uma pessoa com deficiência ou alguma limitação, a realizar tarefas, viabilizando a sua independência, melhorando sua qualidade de vida, sendo ela através da mobilidade ou comunicação.
De acordo com o Secretariado Nacional para a Reabilitação e Integração das Pessoas com Deficiência (SNRIPD) de Portugal apudBersch (2013),
Entende-se por ajudas técnicas qualquer produto, instrumento, estratégia, serviço e prática utilizada por pessoas com deficiência e pessoas idosas, especialmente, produzido ou geralmente disponível para prevenir, compensar, aliviar ou neutralizar uma deficiência, incapacidade ou desvantagem e melhorar a autonomia e a qualidade de vida dos indivíduos.
Sartoretto e Bersch (2014) explicam que estes equipamentos geralmente são fabricados sob medida, mas já existem equipamentos que são fabricados em larga escala, e que podem ser comprados na farmácia ou pela internet, eles servem para manter ou melhorar as capacidades da pessoa portadora de uma deficiência, os produtos podem variar desde um simples talher que auxilie uma pessoa em suas refeições até um complexo software que auxilie um deficiente visual.
Filho (2009) assevera que a Tecnologia Assistiva, refere-se a um recurso, produto ou serviço que favoreça a autonomia, a atividade e a participação da pessoa com deficiência, e que encontra um forte aliado nas Tecnologias de Informação e Comunicação (TICs).
Os serviços de Tecnologia Assistiva que são realizados com a pessoa portadora de deficiência normalmente são transdisciplinares, de acordo com Sartoretto e Bersch (2014) estes são prestados profissionalmente por diversas áreas como: Fisioterapia, Terapeuta Ocupacional, Fonoaudiologia, Educação, Psicologia, Enfermagem, Medicina, Engenharias, Arquitetura e Design. Existem onze categorias para a Tecnologia Assistiva conforme Sartoretto e Bersch (2014), que podem ser classificadas de acordo com sua importância e área de conhecimento, onde são catalogados e formando um banco de dados para serem aprimoradas de acordo com as necessidades dos usuários, estas categorias são:
Materiais ou Produtos: que devem servir como auxilio durante o dia-a-dia da pessoa com deficiência, no momento das suas refeições, na hora de cozinhar, ao vestir-se, nas suas necessidades pessoais;
A Comunicação Suplementar e Alternativa (CSA): são aparelhos eletrônicos como vocalizadores a partir de um software ou imagens que permitem uma comunicação através de símbolos, fazendo com que pessoas com alguma limitação de fala ou sem a mesma consigam se comunicar;
Acessibilidade ao computador: são auxílios como teclado em braile, computadores acionados por reconhecimento de voz, o que permite as pessoas com determinada deficiência poder usar a máquina;
Os Sistemas de controle para Ambiente: são aparelhos eletrônicos assim como um sistema de segurança, que podem ser manuseados por controle em um quarto, cozinha, escritório;
Projetos Arquitetônicos: adaptações para melhor acessibilidade, uma reforma em uma casa ou ambiente de trabalho, um banheiro adaptado para cadeirantes, ou escadas que seriam uma barreira, transformadas em rampa, ou seja, tudo aquilo que possa ser modificado para facilitar a locomoção e aumentar a segurança para a pessoa com deficiência;
As Órteses e as Próteses: membros artificiais ou outro tipo de solução ortopédica que possa se ajustar como parte do corpo para o auxílio de uma deficiência motora, assim como uma mão mecânica ou uma perna impressa em 3D, como na Figura 1.
Figura 1 – Prótese de uma perna esquerda.
Fonte:Enciclomedica (2015).1
Adequação Postural: consiste em adaptações como almofadas especiais, assentos anatômicos ou encosto, que auxiliem na distribuição
adequada do corpo, tendo em vista o conforto e o posicionamento adequado do tronco, cabeça e dos membros da pessoa com deficiência;
Auxílios de Mobilidade: são aparelhos adaptáveis a cadeira de rodas assim como na Figura 2, scooters ou qualquer equipamento que sirva para melhorar ou proporcionar mobilidade ao cadeirante;
Figura 2 – Adaptador para cadeira de rodas Firefly.
Fonte:Firefly (2015).2
Auxílios para Deficientes Visuais: produtos como lentes, lupas, transmissores de voz, sistemas em braile;
2
Auxílios para Deficientes Auditivos: dentre eles os mais utilizados seriam aparelhos inseridos no ouvido que amplificam o som, telefones com teclado — teletipo (TTY), imagens e sinais;
Adaptações em Veículos: acessórios que possibilitem uma pessoa com deficiência conduzir o veículo de modo seguro, conforme as limitações que a pessoa possui, existem os elevadores para cadeira de rodas, entre outros.
Sartoretto e Bersch (2014) consideram que, estes auxílios para a vida diária da pessoa com deficiência, são produtos que favorecem a autonomia e aumentam a autoestima pois, auxiliam na realização de uma “grande tarefa” que, para uma pessoa normal seria algo de simples execução.
2.4 CADEIRA DE RODAS
A cadeira de rodas é basicamente uma cadeira montada sobre duas rodas. Ela é utilizada por pessoas que estão impossibilitadas de caminhar, ou por algum motivo não movimentam os membros inferiores, isso possibilita que a mesma seja movida manualmente pelo ocupante, eletronicamente com motores ou até mesmo empurrada por alguém.
Conforme a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT, 2015) “a cadeira de roda é um dispositivo para fornecer mobilidade sobre rodas com um sistema de suporte de assentos para uma pessoa com mobilidade reduzida”.
Depois de fabricadas, muitas cadeiras de rodas passam por um processo de adaptação, sendo osfisioterapeutas ou terapeutas ocupacionais que realizam a adaptação de acordo com o portador de deficiência física.Segundo Ossada (2015) “a Cadeira de Rodas deve promover apoio ao esqueleto, manter a integridade física, proporcionar mobilidade por ser um meio de locomoção, é um importante fator de integração comunitária e de participação social”.
O surgimento da cadeira de rodas é datado desde os primórdios da Idade Média, onde pessoas que possuíam alguma deficiência nos membros inferiores eram carregadas por homens, ou eram puxadas sobre uma prancha trançada de
cipós, uma espécie de trenó, isso variava muito de acordo com a raça ou etnia de cada local. No século IV A.Cfoi identificada uma das primeiras gravuras de uma cadeira de rodas em um vaso grego de acordo com a Figura 3. Nela aparece muito claramente Hefesto (Hefáistos), o Deus grego das artes em metais, comodamente sentado em uma cadeira de rodas com aros, o que era muito inovador para a época.
Figura 3 - Gravura de Hefesto em sua cadeira de rodas
Fonte: Cadeira de Rodas e sua Evolução Histórica.3
Em 1783, na Inglaterra John Dawson inventa um novo modelo de cadeira de rodas, leve e prático para sua época, este foi o primeiro modelo comercial de cadeiras.
Em 1932 surgiu à cadeira de rodas dobrável assim como as Figuras 4 e 5 que, poderia ser levada num automóvel. Harry Jennings a projetou com ajuda de
Herbert Everest um cadeirante norte-americano. A partir deste, os inventores melhoraram os modelos até chegar à cadeira de rodas elétrica, como apresentado na Figura 6. O modelo de Harry Jennings foi utilizado por décadas, com a marca Everest/Jennings, antes que outros surgissem no mercado.
Figura 4 - Cadeira de rodas Aberta
Fonte: FisioStore.4
4 http://www.fisiostore.com.br/cadeira-de-rodas-dobravel--mod.-1009-nylon--baxmannjaguaribe,product,BXJR-1009N,788.aspx
Figura 5 - Cadeira de rodas Fechada
Fonte: FisioStore.5
No decorrer dos anos adaptações se tornaram indispensáveis para que as cadeiras de rodas ficassem ágeis e seguras. Nas paraolimpíadas em determinados esportes tais como: as corridas e maratonas, o basquetebol e o tênis em cadeiras de rodas.Foram desenvolvidos modelos surpreendentes nesse campo, extremamente leves, com eixos especiais e com muito menor proximidade do solo.
Com o avanço industrial e com o surgimento de matéria-prima desde a primeira década do século XX, as cadeiras de rodas evoluíram de uma forma surpreendente, seria praticamente impossível levantar um histórico de todos os modelos existentes, desde as dobráveis ou não, às hospitalares, às adaptadas a situações específicas e também às motorizadas, que aos poucos foram tomando conta do mercado.
5 http://www.fisiostore.com.br/cadeira-de-rodas-dobravel--mod.-1009-nylon--baxmannjaguaribe,product,BXJR-1009N,788.aspx
Figura 6 – Cadeira de Rodas Elétrica
Fonte: Cadeira de Rodas e sua Evolução Histórica.6
A Ibot é uma versão de alta tecnologia, criada pelo Dr. Dean Kamen que, fundou a Corporação DEKA de Pesquisa e Desenvolvimento, ela é uma versão totalmente nova de cadeiras de roda, automatizada e com muita tecnologia aplicada, possui quatro rodas diferente das cadeiras de rodas convencionais, que possuem apenas duas rodas, ela possibilita ao cadeirante descer e subir degraus de escadas, e até mesmo ficar na posição em pé vide Figura 7, de acordo com a regulagem do seu assento que, é articulável.
Figura 7 - Ilustração da Cadeira Ibot em Uso
Fonte: Cadeira de Rodas.7
De acordo com o portal da Revista Globo, o Ibot,Figura 8, custava cerca de R$ 50 mil Dólares quando entrou no mercado, mas devido ao alto custo em relação àscadeiras convencionais ela parou de ser fabricada.
Figura 8 - Ilustração 3D cadeira Ibot
Fonte: revista globo notícias/tecnologias.8
7https://suzanifs.wordpress.com/2011/11/24/cadeiras-de-rodas/ 8https://suzanifs.wordpress.com/2011/11/24/cadeiras-de-rodas/
2.5 ADAPTADORES ELÉTRICOS PARA CADEIRA DE RODAS EXISTENTES NO MERCADO
É de grande importância realizar um estudo dos produtos existentes no mercado, para isso foram verificados alguns dos modelos mais conhecidos que são:
Firefly, Electro Drive, Smart Drive.
Estes aparelhos podem ser facilmente acoplados na parte frontal de qualquer cadeira de rodas comum, são compostos por comandos como: freio, acelerador, controle de tração e velocidade. O equipamento é basicamente um eixo que compõe uma coluna de direção acoplado a uma roda e uma bateria.
A coluna de direção é ajustável ao usuário cadeirante, a mesma é acoplada a um suporte que é fixado a cadeira de rodas, esta fixação se dá por presilhas na parte debaixo do assento na estrutura da cadeira, o próprio cadeirante pode fazer o acoplamento do equipamento.
2.5.1 FIREFLY
De acordo com o portal UOL notícias, acesso em 29 de maio de 2015, o
Firefly é um produto que começou a ser estudado em 2011, projetado pelo
Engenheiro Mecatrônico Júlio Oliveto Alves, ao cursar seu mestrado em engenharia mecânica. A ideia surgiu ao constatar a necessidade em criar algo que pudesse ser acoplado em qualquer tipo de cadeira de rodas não motorizada, transformando-a em triciclo e, como um meio de transporte.
Quatro anos depois o Engenheiro Mecatrônico apresentou o equipamento a 14ª edição da Feira Internacional de Tecnologias em Reabilitação, Inclusão e Acessibilidade (Reatech). No ano de 2012, conseguiu o requerimento de patente sob o produto, todaviaAlves não conseguiu nenhuma parceria de empresas para a produção, somente após alguns anos o engenheiro, em parceria com seu irmão Lucio Oliveto Alves, abriu uma fábrica onde o kit foi lançado levando em conta as limitações e deficiências de cada usuário.
Conforme o portal smartcr.com.br, acesso em 02 de junho de 2015,o kit
motor elétrico que pode ser de três modelos distintos: 250 watts (considerado kit para criança), 350 watts (modelo padrão), 500 watts (para cadeirantes acima de 120 kg). A velocidade dos modelos varia entre 20 e 35 km/h, o pneu também tem variações de aro, entre 16 e 20 polegadas, a bateria no formato de bolsa, como na Figura 9, ou, no formato de garrafa Figura 10; Sua autonomia é de 20 km, podendo ser carregada em aproximadamente quatro horas em uma tomada convencional 220 volts.
O preço do Equipamento varia entre R$ 8.500,00 e R$ 11.000,00, por enquanto são fabricadas por encomenda, entrando em contato direto com a empresa.
Figura 9– Vista lateral Firefly acoplada em uma cadeira de rodas
Fonte: Firelfy (2015).9
9
Figura 10– Vista paralela Firefly
Fonte:Firefly (2015).10
2.5.2 ELECTRO DRIVE
De acordo com a Fundação Garches (2016), o sistema Electro Drive,Figura 11,é um equipamento que auxilia o cadeirante a se locomover em longas distancias e terrenos irregulares, seu sistema permite que ele desacelere em descidas, o que traz mais segurança ao usuário, este aparelho possui duas velocidades que podem chegar de 6 a 10 km/h, e é composto por duas muletas laterais, faróis de luz, freio manual, luz traseira, buzina e um bagageiro.
10
Figura 11 – Electro Drive
Fonte: Fundação Garches (2014).11
2.5.3 SMART DRIVE
O SmartDrive Figura 12, é um modelo inovador de adaptador eletrico para cadeira de rodas que, de acordo com o portal max-mobility.com (2016), tem a mesma função dos outros equipamentos eletronicos acopláveis a cadeira de rodas, auxiliam no deslocamento do cadeirante, porém o modo de usa-lo é o seu diferencial, é leve e pode ser fácilmente acoplado a cadeira de rodas.
11
Figura 12– Adaptador elétrico para cadeira de rodas - Smartdrive
Fonte: Portal max-mobility.com (2016).12
Este equipamento tem um atributo de anti-reversão, isso permite que o usuário possa parar em uma subida e seguir facilmente, isto só é possivel graças a seu design inovador com duplo rodado, que possibilita ao cadeirante realizar manobras diversas, ao contrário dos modelos convencionais, o SmartDrive é encaixado pela parte traseira da cadeira de roda assim como representado na Figura 13.
Figura 13– Adaptador elétrico instalado na cadeira de rodas
Fonte:Portal max-mobility.com (2016).13
12http://www.max-mobility.com/smartdrive
Seu funcionamento é moderno, ele possui uma pulseira como na Figura 14, que o acompanha, e conforme o usuário empurra a roda para a cadeira se movimentar, o SmartDrive o auxilia de acordo com a velocidade do empurrão, sendo simples e prático, e com apenas um toque ela aciona o freio.
Figura 14– Pulseira componente do adaptador elétrico Smartdrive
Fonte:Portal max-mobility.com (2016).14
2.6 ERGONOMIA
A Ergonomia tem por objetivo adaptar tarefas ao ser humano, ou seja, estudar as ações entre o homem e o trabalho, Iida (1990, p.1) assinala que: “a ergonomia é o estudo da adaptação do trabalho ao homem”.
Para isto deve-se estudar alguns pontos importantes: o homem, a máquina, o ambiente, a informação, a organização, as consequências do trabalho. A busca por uma boa ergonomia consiste em proporcionar satisfação, segurança e o bem-estar dos trabalhadores em relação ao serviço.
2.6.1 ERGONOMIA E ACESSIBILIDADE
Um dos objetivos deste trabalho é desenvolver e aplicar a ergonomia no processo de fabricação de um adaptador para cadeira de rodas, levando em consideração que as pessoas com deficiência física farão uso do produto. Para isso, é realizado um estudo da interação das pessoas com o produto e o ambiente, esses e outros parâmetros são especificados e possuem uma finalidade: atender aos requisitos para a criação do produto com conforto e segurança.
No ponto de vista de Iida (1990) a ergonomia é o estudo de aspectos do trabalho e sua relação com o conforto e bem-estar do trabalhador, ou ainda, o estudo da adaptação do trabalho ao homem. Ou seja, estudo é realizado a fim de proporcionar mais qualidade no produto que está sendo criado adequando-o ao homem que, tem as suas limitações com relação as necessidadese/ou exigências, das tarefas a serem executadas por ele.
De acordo com o Art. 8°/ I das condições gerais da acessibilidade,
Acessibilidade condição para utilização, com segurança e autonomia, total ou assistida, dos espaços, mobiliários e equipamentos urbanos, das edificações, dos serviços de transporte e dos dispositivos, sistemas e meios de comunicação e informação, por pessoa portadora de deficiência ou com mobilidade reduzida;
Com base nestes aspectos se faz necessário lançar um olhar acerca do ser humano no que diz respeito, às suas características:
Físicas (antropométricas, biomecânicas e fisiológicas); Cognitivas (memória, atenção e vigilância) ;
Socioculturais (classe social e nível cultural).
Este conhecimento é de fundamental importância para se prever, as possíveis consequências com relação a saúde, segurança, e sua interação com produtos mal concebidos.
2.7 MEDIDAS ANTROPOMÉTRICAS
Para Roebuck (1995, apud HENRY DREYFUSS ASSOCIATES, 2005, p.9) “A antropometria é o estudo da forma e do tamanho do corpo humano”.
Conforme Boueri (2008),
A aplicação dos métodos científicos de medidas físicas nos seres humanos, buscando determinar as diferenças entre indivíduos e grupos sociais, com a finalidade de se obter informações utilizadas nos projetos de arquitetura, urbanismo, desenho industrial, comunicação visual e de engenharia, de um modo geral, para melhor adequar esses produtos a seus usuários, denomina-se antropometria.
Com base em dados obtidos em medidas do corpo do homem e da mulher,Figura 15, com ênfase em pessoas com necessidades especiais e, por meio da coleta de dados, foi realizado um estudo antropométrico com relação aos usuários cadeirantes, e a proposta de produto.
Figura 15 - Ilustração das Medidas Antropométricas em Cadeirantes
A ilustração anterior, representaas medidas de uma cadeira de rodas nas vistas, frontal e lateral, com medidas do homem em relação a cadeira de rodas.
A Figura 16, contém medidas antropométricas da mão do homem, onde são realizados estudos em relação ao manejo, tanto como para o adaptador quanto, com relação ao cadeirante que irá usá-la.
Figura 16 - Ilustração das Medidas Antropométricas da Mão do Homem
Fonte: Medidas do Homem e da Mulher
Logo podemos compreender melhor a necessidade das medidas antropométricas, pois a partir destas medidas serão definidas regulagens, alturas, ângulos e demais restrições de movimento.
2.8 MATERIAIS E PROCESSOS
Levando em consideração que, o Design em sua essência é a busca pela forma e, poderia ser lida como “a forma segue a função”, para compreender melhor sua forma, se faz pertinente estudar os materiais e os processos para sua fabricação. Para isto, foi realizada uma pesquisa dos materiais e dos processos de fabricação usados em equipamentos já existentes, assim como, metais e os seus processos de fabricação e conformação, também foram estudados novos produtos e tecnologias que possivelmente serão utilizadas para a fabricação, como impressora 3D.
2.8.1 MATERIAIS
2.8.1.1 ACRILONITRILA BUTADIENO - ESTIRENO (ABS)
O ABS é polímero termoplástico composto por acrilonitrilabutadieno-estireno, um termoplástico amorfo resistente ao calor e a impactos. As unidades de estireno proporcionam uma superfície rígida e lisa que permite a adição de uma camada de revestimento, cromada ou acetinada (SMITH, 2012).
Os polímeros ABS exibem uma excelente combinação de propriedades mecânicas, térmicas, elétricas e químicas, bem como facilidade de processamento e moderado preço. Conforme Mano (2000) o ABS possuí as seguintes características:
a) Boa resistência mecânica; b) Bom aspecto visual; c) Fácil moldabilidade;
d) Boa resistência ao impacto; e) Boa resistência à tração; f) Boa dureza;
g) Cromável;
O material ABS demonstra com essas características que é um polímero extremamente resistente, porém não é ecologicamente correto, pois ele é um derivado do petróleo.
2.8.1.2 ÁCIDO POLILÁTICO(PLA)
De acordo com o portal 3dprnting.com.br, acesso em 10 de maio de 2016, o PLA é um termoplástico biodegradável derivado de fontes renováveis como amido de milho, raízes de mandioca e de cana, por isso seria a opção ecologicamente amigável. Degrada-se em torno de 24 meses enterrado ou em 48 meses em água, o que é um tempo bem inferior quando comparado às centenas de anos dos outros plásticos.
Sua alta fluidez de extrusão e baixa contração produz peças mais dimensionalmente precisas e, com maior fidelidade aos detalhes, cantos mais acentuados e melhor acabamento de superfície do que os outros termoplásticos.Indicado para produção de protótipos que, não sejam submetidos a condições de esforços mecânicos, atritos ou altas temperaturas, ótimo para produção de maquetes, propôs para cosplayers, peças decorativas ou se você procura peças mais rígidas, dimensionalmente fieis, melhor nos detalhes e com melhor acabamento possível, sem necessidade de pós processamento/acabamento na peça.
Não indicado para peças sujeitas a esforços mecânicos ou, que possuam montagem ou, necessitem de certa flexibilidade do plástico para montagem que, possam estar em contato com ambientes ou, peças que possuam temperaturas mais elevadas.
2.8.2 PROCESSOS
Fabricationlaboratory ou FabLab, é descrito por Eychenne e Neves (2013)
como uma plataforma de prototipagem de objetos, que se propõe aauxiliar pessoas que necessitam ter em mãos o protótipo em um menor tempo. Este foi implantado por uma rede mundial de laboratórios, que realizam um compartilhamento de maquinas e invenções, motivando uma evolução que auxilia a criação de uma infinidade de projetos.A interdisciplinaridade desta tecnologia abrange áreas da física, computação e nanotecnologia.
O projeto FabLab teve início no Instituto de Tecnologias de Massachusetts (MIT), foi implantado pelo professor e diretor Neil Gershenfeld em 2001, este projeto de dispositivo foi criado para ser controlados através de um software de computador, que possibilita diversos modos de criar peças, como por exemplo, uma maquina de corte a laser, ou, uma maquina fresadora para criar moldes.
Os FabLabs podem ser divididos em três categorias: O FabLab Acadêmico, que são patrocinados por universidades e recebem projetos específicos para estudantes; O FabLab Profissional, que são adquiridos por empresas, para o uso comercial; E os FabLab Públicos, que são os Projetos amparados por verbas de governo, para institutos e comunidades, eles podem ser acessíveis a qualquer pessoa e são gratuitos.
De acordo com Gomes (2016) os equipamentos FabLabs têm uma característica única, pois funcionam com comandos numéricos, traduzindo arquivos que gerados por um software geralmente por Auto CAD (computeraided design) para a máquina, com as coordenadas X, Y e Z da Figura 17, de um desenho tridimensional, definindo então suas posições, velocidade, o corte ou a extrusão que são reconhecidos pela máquina.
Figura 17– Coordenadas de um desenho tridimensional
Fonte: Portal PokeBlast (2016).15
Dentre as maquinas que usam este parâmetro numérico como base de um
FabLab temos os seguintes tipos: A Cortadora de Vinil, o Corte a Laser, a Fresadora
de Precisão, a Fresadora de Grande Formato e a Impressão 3D.
2.8.2.1.1 IMPRESSÃO 3D
Segundo o Portal Super Interessante (2016) a impressão 3D está revolucionando o mundo, atualmente existem impressoras que são capazes de imprimir de tudo um pouco, por exemplo: a criação de instrumentos musicais, carros, casas, comida, braços mecânicos, órgãos, próteses, ossos, roupas, tecidos do corpo e armas já foram impressos.
Conforme o portal Tec. mundo (2016), a Primeira Impressora
FusedDepositionModeling (FDM), ou impressora de modelagem por fusão e
depósito foi inventada no estado da Califórnia, por um norte-americano chamado Chuck Hull em 1984, utilizando como principal recurso da impressora a estereolitografia, conforme a Figura 18.
Figura 18– Chuck hullà esquerda, ao lado do primeiro protótipo fab lab.
Fonte: Portal techtudo(2016).16
De acordo com o portal techtudo.com.br antes que Chuck inventasse a impressora 3D, as pessoas tinham um serviço muito moroso e cansativo para produzir um protótipo, era preciso modelar manualmente com argila para depois criar um molde para uma futura peça, isso demorava de um a dois meses para se ter o produto final, pois devido a problemas e pequenos detalhes, as peças deveriam ser feitas novamente.
A Impressora funciona da seguinte forma, para se criar um produto impresso em 3D, primeiramente ele deve ser modelado em um software de computador, ou seja, um programa de modelagem tridimensional. Após o objeto formado no programa, o mesmo deve ser inserido na impressora, lembrando que o programa e a impressora 3D devem ter o software compatível ou não será possível imprimir o produto, pois o software vai separar o desenho em camadas automaticamente, fazendo com que a impressora execute o projeto de acordo como foi desenhado.
Neste sentido,Eychenne e Neves (2013) assinalam que ao iniciar a impressão, o injetor da impressora começa a esquentar fazendo com que o filete de plástico que esta na bobina comece a derreter em sua ponteira, conforme este material vai derretendo, a impressora movimenta nos eixos X, Y e Z. Fazendo com
16
que a ponteira, ao executarestes movimentos crie uma primeira camada, após isto a impressora sobe alguns milímetros e cria outra camada, e assim por diante, até finalizar a impressão conforme o que foi a ela solicitado com o que estava no software, assim como na Figura 19.
Figura 19– Impressora 3D em funcionamento
Fonte: Portal Rotix Sistemas (2016).17
As Impressoras 3D geralmente usam Plásticos AcrilonitrilaButadieno Estireno (ABS) ou Ácido Poliático (PLA), o ABS é um polímero rígido e leve que tem resistência e flexibilidade (figura 20), já o PLA é um polímero biodegradável produzido através do ácido lactio fermentado.
Figura 20– Plástico ABS granulado
Fonte: Portal Soluções Industriais (2016).18
O portal oficinadanet.com.br, acesso em 22 abril de 2016, revela que também existem impressoras 3D que funcionam a laser, elas são diferentes dos modelos convencionais e, neste caso, a matéria prima é composta por um pó ultrafino, a impressora possui um rolo como na ilustração da Figura 21.
Ela deposita uma fina camada do material na base de impressão, então a impressora bombardeia com laser de alta potência o material em pó até que o mesmo atinja o ponto de fusão, formando uma camada do produto a ser impresso, e assim por diante com este processo até finalizar a impressão. Nos anos 90 era preciso aproximadamente um milhão de dólares para comprar uma impressora, no Brasil à impressora 3D convencional tem um custo variável entre R$ 2.000,00 e R$ 10.000,00; o preço do material (Figura 21) varia entre R$ 100,00 e R$ 500,00 por quilo.
Figura 21– Rolo com filamento PLA
Fonte:Portal G1 tecnologias (2016).19 18http://www.solucoesindustriais.com.br/empresa/quimico-petroleo plastico/polibalbino/produtos/plastico/abs-granulado 19 http://g1.globo.com/tecnologia/noticia/2013/05/brasileiros-apostam-no-uso-de-impressoras-3d-em-casa.html
Esta Tecnologia já revolucionou e vem revolucionando os dias atuais, um de seus grandes feitos é o carro STRATI representado na Figura 22, ele é o primeiro carro impresso em 3D, por mais que somente sua carroceria tenha sido fabricada em uma impressora, este automóvel é o primeiro que possui uma grande porcentagem de material polímero assim como na Figura 23.
Figura 22– Desenho tridimensional do Strati
Fonte:Tecmundo (2016).20
Figura 23 – Impressão 3D do Strati
Fonte:Tecmundo (2016).21
20 http://www.tecmundo.com.br/impressora-3d/62866-carro-confeccionado-impressora-3d-45-horas-video.htm
2.8.2.2 MOTORES ELÉTRICOS
Osis (2007) destaca que, o motor elétrico é uma máquina destinada a transformar energia elétrica em energia mecânica. Existem dois tipos de motores que são os mais comuns, os motores de corrente contínua e os motores de corrente alternada como a ilustração da Figura 24.
Figura 24– ilustração de ummotor elétrico
Fonte:Portal textosgrátis.com.br (2016).22
Para o Grupo de Reelaboracão do Ensino de Física – GREF (2000), os motores de modo geral são constituídos de um enrolamento preso em uma forma cilíndrica que inclui o eixo, sendo este denominado como rotor, que é fixado a uma carcaça do motor denominada estator, representados na Figura 25.
21 http://www.tecmundo.com.br/impressora-3d/62866-carro-confeccionado-impressora-3d-45-horas-video.htm
Figura 25– Componentes do motor elétrico
Fonte:Portal Saber Eletrônica (2016).23
O motor elétrico, conforme Bernardes (2015), foi criado em 1866 quando o cientista Werner Von Siemens, inventou o primeiro gerador de corrente contínua, o dínamo. Este poderia funcionar tanto como um gerador de energia elétrica, como também um motor elétrico.
Os avanços tecnológicos dos dias de hoje possibilitam inúmeras maneiras de aplicação deste motor, um destes modos é o motor adaptado a uma roda assim como na figura 26 e 27.
23 http://www.sabereletronica.com.br/artigos/2840-comparativo-entre-os-motores-eltricos-ca-e-cc-vantagens-e-desvantagens-dessas-duas-tecnologias
Figura 26 – Roda com motor elétrico em vista explodida
Fonte: Portal Techtudo (2016).24
Figura 27 – Roda Adaptada com motor elétrico
Fonte:Portal Bikemoto (2016).25
24 http://www.techtudo.com.br/noticias/noticia/2014/11/roda-com-motor-eletrico-promete-deixar-toda-bike-hibrida-entenda.html
TABELA 1- Componentes de uma roda com motor elétrico
Componentes e informações gerais da roda com motor elétrico
MOTOR 600W-36V
ARO aro 20”, 700 mm em alumínio com raios zincados grossos (2,5mm)
PESO (kg) 11 Kg
DIMENSÕES 65 x 65 x 25 Cm
CARREGADOR Sistema OFF de carga completa) 36V
BATERIA Bateria de LITHIUM 36 V
FREIO Disco de freio com adaptador para o motor
MÓDULO Módulo controlador inteligente 36V – 22AH
ACELERADOR Acelerador de mão, com chave para ligar o sistema
CABOS DE ENERGIA
Cabos de energia para ligação do motor ao módulo e bateria
PAINEL Display LCD digital com cinco velocidades, indicador de carga da
bateria, odômetro e indicador de velocidade em Km/h
VELOCIDADE Velocidade máxima em local plano de 35 Km/h
Neste Capítulo, apresentou-se uma revisão da literatura a respeito de: deficiência física, tecnologia assistiva, cadeira de rodas, adaptadores elétricos, ergonomia, medidas antropométricas e materiais, que fundamentam a presente investigação com foco na “Eletric Freedom – Adaptador Elétrico para Cadeira de Rodas”.
3 METODOLOGIA
Neste capitulo são apresentados os meios que dão o apoio e orientam o projetista a realizar o trabalho, para isto foi estudada metodologia de Bonsiepe (1986), as metodologias são compostas por análises e pesquisas realizadas através de pesquisa bibliográfica e/ou pesquisa documental, uma geração de alternativas, memorial descritivo e protótipo.
3.1 MÉTODO DE ABORDAGEM
O método de abordagem para este projeto é o dedutivo, pois, parte de um raciocínio geral para um específico. “Parte de princípios reconhecidos como verdadeiros e indiscutíveis e possibilita chegar a conclusões de maneira puramente formal, isto é, em virtude unicamente de sua lógica” (GIL, 2008, p. 9).
3.2 TÉCNICAS DE PESQUISA
A técnica de pesquisa utilizada é a qualitativa, que tem como objetivo conseguir informações e dados relacionados com o desenvolvimento do adaptador elétrico para cadeira de rodas. Dentre estes temas deve haver uma comunicação, para que seja possível desenvolver o adaptador adequadamente. Existindo ainda a necessidade de outras técnicas, quais sejam:
- Pesquisa bibliográfica: é a pesquisa que traz todo o embasamento teórico ao projeto, através uso de livros, artigos, materiais publicados;
- Pesquisa documental: A pesquisa documental será realizada em fontes como, fotografias, relatórios, obras originais de qualquer natureza, projetos de lei, documentos informativos arquivados. Esta análise constitui uma técnica importante na pesquisa qualitativa, seja complementando informações obtidas por outras técnicas, seja desvendando aspectos novos de um tema ou problema.
3.3 METODOLOGIA PROJETUAL
Para o desenvolvimento do projeto foi definido como base a metodologia de Bonsiepe (1986), pois fornece uma orientação, apresentando técnicas e métodos que facilitam o processo projetual, pelo qual segue os seguintes passos: Problematização, Análises, Geração de Alternativas Preliminares, Geração Final de Alternativas, Desenho Técnico, Confecção de Mocape e Protótipo.
3.3.1 PROBLEMATIZAÇÃO
De acordo com Bonsiepe (1986) a fase de problematização está estruturada em três partes sendo elas: O que?Por quê? Como?.Estas perguntas servirão para descobrir o problema em questão que se deve solucionar, os objetivos a serem alcançados, e quais os meios que serão utilizados para chegar à solução.
3.3.1.1 DEFINIÇÃO DO PROBLEMA
Segundo Bonsiepe (1984), o objetivo da definição do problema consiste em listar os requisitos funcionais e os parâmetros condicionantes (materiais, processos, preços) incluindo uma estimativa de tempo para as diversas etapas e dos recursos humanos necessários.
Através de uma lista de requisitos, a estruturação do problema, serve para organizar os requisitos e a hierarquização dos requisitos, que estabelece prioridade tais como:
- Locomoção de longa distância dos cadeirantes;
- Custo elevado dos adaptadores eletrônicos de locomoção de cadeiras de rodas; - Difícil acoplagem do adaptador na cadeira de rodas.
3.3.1.2 LISTA DE REQUISITOS
Para Bonsiepe (1984), a lista de requisitos serve para orientar o processo projetual em relação ás metas a serem atingidas. Já as restrições estabelecem os limites para a criação de um produto e garantem que as metas estabelecidas serão implantadas.
De acordo com a resolução n° 315 do Conselho Nacional de Trânsito (CONTRAN, 2009), é estabelecido à equiparação de veículos ciclo elétricos com os equipamentos obrigatórios para condução em vias públicas e áreas abertas a circulação. Ainda, esta mesma resolução, prevê em ser art.2° que:
Além de observar os limites de potência e velocidade previstos no artigo anterior, os fabricantes de ciclo-elétrico deverão dotar esses veículos dos seguintes equipamentos obrigatórios:
1. Espelhos retrovisores, de ambos os lados; 2. Farol dianteiro, de cor branca ou amarela; 3. Lanterna, de cor vermelha, na parte traseira; 4. Velocímetro;
5. Buzina.
Então, para este projeto, foram definidos os seguintes requisitos e algumas restrições. Como requisitos: o adaptador deve ser impresso em 3D ABS; e, deve ser leve e de fácil manuseio. Já, as restrições seriam o tamanho, o peso e o material.
3.3.1.3 CONCEITO DO PRODUTO
Este produto tem como principal objetivo atender toda e qualquer necessidade para os fins em que está relacionado, ele é um produto leve e de fácil manuseio, pode ser adquirido através de uma impressora 3d, e alguns componentes, com um baixo custo de fabricação, disponibilizando conforto, aliado a tecnologia para o usuário cadeirante.
3.3.2 ANÁLISES
Bonsiepe (1984) ressalta que, as análises servem para esclarecer a problemática projetual, colecionando e interpretando informações que serão relevantes ao projeto.
3.3.2.1 ANÁLISE SINCRÔNICA
A análise sincrônica conforme Bonsiepe (1984), serve para reconhecer o “universo” do produto em questão e para evitar reinvenções. Para isto, foi realizada uma pesquisa sobre os materiais e componentes das cadeiras de rodas existentes no mercado, bem como dos adaptadores elétricos.
Tabela 2 - Análise sincrônica da cadeira de rodas
MODELOS
NOME Dinâmica Plus OrtomixSw estilo Ortomix basquete
MATERIAL Alumínio Alumínio Alumínio
ESTOFAMENTO Nylon impermeável Almofada Nylon
CHASSI Duplo X Monobloco Estrutura fixa
PESO 12 Kg 11 Kg 13 Kg
RODAS Em alumínio raiado Liga leve em X Em alumínio raiado
Fonte: Portal Lojão das clínicas(2016).26
Tabela 3 - Análise sincrônica dos adaptadores elétricos
MODELOS
NOME Firefly Electro drive Smartdrive
MATERIAL Alumínio Alumínio Polipropileno
LOCAL ACOPLAMENTO Parte dianteira cadeira rodas Parte dianteira cadeira rodas Parte traseira cadeira rodas PESO Kg 50 Kg 60 Kg 20 Kg
BATERIA Bateria de chumbo 36 v LITHIUM em formato de garrafa Bateria de LITHIUM RODA 20 “ 16 “ 10 ”
MOTOR 500 Watts 300 Watts 300 Watts
VELOCIDADE 20 e 35 Km/h 6 a 10 Km/h Não consta
PAINEL Painel LCD Não possui Não possui
ACESSÓRIOS Par espelho retrovisor Muletas laterais e um bagageiro Pulseira que aciona o motor CAPACIDADE 120 Kg 80 Kg 70 Kg
BUZINA Não possui Possui Não possui
FAROL Não possui Possui Não possui
ESPELHOS Possui Não possui Não possui
3.3.2.2 ANÁLISE ESTRUTURAL
Já a análise estrutural, é referida por Bonsiepe (1984), para reconhecer e compreender tipos e, o número de componentes, subsistemas, princípios de montagem, tipologia de uniões e tipo de carcaça de um produto. Portanto, foram realizadas duas análises:
a) Análise de uma cadeira de rodas;
b) Análise estrutural de um adaptador elétrico.
A) ANÁLISE DE UMA CADEIRA DE RODAS
Tabela 4 - Informações e componentes da cadeira de rodas
Informações técnicas da cadeira de rodas Sol Plus
CHASSI Em alumínio, quadro dobrável em duplo X
RODAS TRASEIRAS Aro 24 “ removíveis com pneus infláveis
RODAS DIANTEIRAS Aro 06 ” em silicone com rolamentos
PESO BRUTO (kg) 15,5 Kg
CAPACIDADE Capacidade de carga até 100 Kg
FREIO Freios bilaterais de mão
ASSENTO / ENCOSTO Em nylon reforçado e almofadado
APOIOS Apoio para os pés com regulagem, e apoios para os braços
Fonte: Portal Scielo (2016).27
Figura 28 - Cadeira de rodas e suas medidas I.
Fonte: o autor
Figura 29 - Cadeira de rodas e suas medidas II.
B) ANÁLISE ESTRUTURAL DE UM ADAPTADOR ELÉTRICO
Tabela 5 - Análise do adaptador elétrico para cadeira de rodas
Pontos Positivos Pontos negativos
O chassi é fabricado em metal Não possui regulagem de altura do volante.
Possui baterias de Lithium Não possui regulagem do ângulo do volante
em relação à cadeira de rodas e o chão.
Velocidade pode chegar a 35 km/h Não possui farol para iluminação noturna
Tem autonomia de 20 km com a carga de uma bateria
Não possui espaço adequado para bateria, a mesma fica presa ao chassi
Possui bateria em formato de garrafa Seu volante não proporciona conforto
_ Apresenta dificuldade ao realizar o
acoplamento na cadeira de rodas
_ O freio não é adequado para a tarefa do
mesmo
_ Não possui painel com instrumentos
Figura 30 – Adaptador elétrico para cadeira de rodas analisado
Fonte: Firefly (2015).28
3.3.2.3 ANÁLISE ERGONÔMICA
A análise ergonômica para Pequini (2005), permite aprofundar os problemas priorizados e testar predições, considerando o ambiente físico e o ambiente organizacional da tarefa, registrando as informações sobre posturas, acionamentos e deslocamentos. Para isto, foi analisada a tarefa de um cadeirante ao usar um adaptador conforme a figura 31.
28 http://estadodeminas.vrum.com.br/app/noticia/noticias/2015/04/24/interna_noticias,50849/bom-exemplo-engenheiro-transforma-cadeira-de-rodas-em-triciclos.shtml
Figura 31 – Análise de tarefa de um cadeirante com adaptador elétrico.
Fonte:Portal Efdeportes(2016).29
Segundo Iida (1990), a ergonomia é uma ciência experimental, cujas conclusões dependem de experimentos realizados com seres humanos. Para isso foram analisados locais onde o cadeirante poderia utilizar a cadeira de rodas com o adaptador elétrico, assim como o passeio público da figura 32.
Figura 32 – Medidas de um passeio público
Fonte: Portal Efdeportes(2016).30
3.3.2.4 ANÁLISE DO PRODUTO EM RELAÇÃO AO USO
A análise de um produto em relação ao uso conformeBonsiepe(1984), serve para detectar pontos negativos e criticáveis. Para este fim,convém utilizar técnicas fotográficas e de documentação para localizar detalhes problemáticos.
Ao analisar uma a cadeira de rodas Sol Plus, foram constados alguns problemas:
- Apoio para os pés não possuem regulagem; - Encosto nas costas não é confortável; - Não possui regulagem do apoio nas costas;
- É necessário o uso de almofadas pois o material de assento não proporciona conforto.
Figura 33 - Estudos da cadeira de rodas em relação ao uso I.
Fonte: O autor
30http://www.efdeportes.com/efd139/acessibilidade-em-locais-publicos-e-privados.htm
Figura 34 - Estudos da cadeira de rodas em relação ao uso II.
3.3.2.5 ANÁLISE DOS MATERIAIS
A análise de matériais serve para definir o melhor material a ser usado no produto, para isto foi analisada uma tabela comparativa dos materiais, de acordo com o portal impressão3dfacil.com
Tabela 6 – Análise dos materiais
PROPRIEDADE/
DESEMPENHO MENOR MÉDIO MAIOR
ECOLÓGICO ABS PETG PLA
BRILHO ABS PLA PETG
TRANSPARÊNCIA ABS PLA PETG
RIGIDEZ/DUREZA PETG ABS PLA
RESISTÊNCIA IMPACTOS PLA ABS PETG
FLEXIBILIDADE PLA ABS PETG
CONTRAÇÃO/WARP PLA PETG ABS
PRECISÃO EM DETALHES
E CANTOS ABS PETG
PLA
QUALIDADE DE
SUPERFÍCIE DA PEÇA ABS PETG
PLA
RESISTÊNCIA A ATRITOS PLA ABS PETG
RESISTÊNCIA QUIMICA ABS PLA PETG
RESISTÊNCIA ALTAS
TEMPERATURAS PLA PETG
ABS
FACILIDADE DE PÓS
PROCESSAMENTO PLA PETG
ABS
USINABILIDADE PLA PETG ABS
DENSIDADE ABS PLA PETG
PREÇO POR
CM3/GRAMA/HORA PLA ABS
PETG
Fonte: Portal Impressão 3D fácil(2016).31
31 http://www.impressao3dfacil.com.br/conheca-os-diferentes-tipos-de-materiais-para-impressao-3d-fdm/
De acordo com o portal 3dprinting.com.br, acesso em 10 maio de 2016, o PLA é tão duro que chega a ser frágil, pois não possui flexibilidade, e ao sofrer uma queda, o material impresso em PLA se fragmenta em vários pedaços, ou seja, quebra.
O portal impressora3d.pt menciona que, PLA é um polímero que ao derreter não solta gases nocivos no ambiente, já o ABS é um derivado do óleo e ao derreter solta gases nocivos, porém sua resistência é muito maior que a do PLA.
Portanto foi escolhido através destas análises o ABS para impressão do adaptador, pois o produto necessita de grande resistência e um tempo de vida maior.
3.3.2.6 ANÁLISE DE FABRICAÇÃO
A análise de fabricação servirá para definir um equipamento e o processo de fabricação que irá constituir o produto final, o adaptador elétrico para cadeira de rodas.
O portal gruposea.com acesso em 12 de maio de 2016, refere que, a impressora de nome CUBE x, é uma máquina que possibilita impressões em até dezoito cores em PLA ou ABS, os cartuchos de materiais são acessíveis e podem ser trocados facilmente, a máquina também é composta por um painel touchscreen na própria impressora, isso facilita na configuração da impressão.
Conforme o portal 3d-printer.co.za acesso em 12 de maio de 2016, a área máxima de impressão da CubeX, é de 240x 265 x 240mm, o que permite imprimir produtos com o tamanho de uma bola de basquete conforme a Figura 35.
Figura 35 – Impressora CUBE X
Fonte: Portal 3DPrinter(2016).32
3.3.3 PAINEL SEMÂNTICO
Fonte: O autor
Figura 37– Painel Semântico II
3.3.4 GERAÇÃO DE ALTERNATIVAS
3.3.4.1 RAFE
De acordo com Dias (2012), o rafe ou rough é o esboço de uma ideia executada de maneira rápida, sem muitos detalhes, que pode ser feito à lápis, também chamado de esboço ou croqui.
Os rafes são essenciais na geração de alternativas, pois são eles que darão a base de idéias para o surgimento das propostas, que definirão um produto final, estes rafes contém todos tipos de idéias, partes, traços que poderão sugerir um novo modelo, na Figura 38 estão representadas idéias de guidão e modelos de encaixe para a cadeira de rodas.
Figura 38 - Rafe
3.3.4.2 PROPOSTA I
Um adaptador para cadeira de rodas, com estilo de uma scooter, o desenho foi formado através da idéia minimalista da motocicleta, é uma versão compacta pois não possui as bordas laterais, possui um pára-lamas inteiriço junto com toda carcaça, ela tem somente um encaixe à cadeira de rodas, o que por um lado facilita o acoplamento, por ser somente um encaixe, porém isto poderá causar incômodo as pernas do usuário.
Figura 39 – Proposta I