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22/08/2011

Processo de concepção de uma cabine de ponte rolante na unidade de coque...

Processo de concepção de uma cabine de ponte rolante na unidade de coque de uma refinaria de petróleo


Michel Silvério (UFSCAR) michel@dep.ufscar.br
Daniela da Silva Rodrigues (UFSCAR) daniela@dep.ufscar.br
Fabrício Augusto Menegon (UFSCAR) fabricio@dep.ufscar.br
Elizabeth Garcia de Freitas(UFSCAR) elizabethgf@gmail.com
Nilton Luiz Menegon (UFSCAR) menegon@dep.ufscar.br


Resumo: A participação da ergonomia em projetos de concepção, em especial dentro das refinarias de petróleo, começa a ser incorporada e desenvolvida com a introdução de programas ligados à gerência de Segurança, Meio Ambiente e Saúde. Este artigo objetiva mostrar a atuação da ergonomia no processo de projeto de concepção de uma cabine de ponte rolante na Unidade de Coque de uma refinaria de petróleo. Para tal participação foram utilizadas as abordagens da Análise da Atividade de Trabalho (AET) e Atividade Futura a fim de identificar os contrangimentos aos quais o trabalhador está submetido. Os resultados foram apresentados em duas etapas: na primerira, os critérios e as recomendações para o projeto advindos da análise da tarefa do operador da ponte rolante, considerando-se os principais constragimentos relacionados às cargas física, cognitivas e organizacionais do trabalho. Na segunda etapa o foco foi na participação das diferentes disciplinas envolvidas na negociação do desenvolvimento da cabine, como conceitos da própria cabine e poltrana. Com o desenrolar do projeto, contudo, a ergonomia encontrou barreiras como a impossibilidade de ser incorporada nas etapas inciais do desenvolvimento de novos projetos, sendo chamada, muitas vezes, para atuar de forma corretiva.
Palavra chave: Ergonomia; Concepção; Análise Ergonômica do Trabalho;, Cabine de Ponte Rolante.


1. Introdução
O distanciamento da Ergonomia nos projetos de concepção de futuras instalações na indústria de petróleo pode estar associado à dificuldade de disseminação da cultura em Ergonomia dentro das refinarias, à falta de compatibilidade entre projetistas e ergonomistas e à difícil aceitação da incorporação da disciplina ao processo de projeto a partir do momento que ele se inicia.
Os primeiros trabalhos envolvendo ergonomia na indústria petrolífera brasileira datam dos anos 90, onde as intervenções tinham como objetivo o estudo da modernização tecnológica ocorrida nas refinarias (DUARTE, 1994). Muitas outras intervenções como, por exemplo, Santos (1992) Lima (1999), Duarte (2000) e Santos (2002) foram desenvolvidas, porém somente a partir do ano de 2006, com a estruturação dos programas de ergonomia nas refinarias brasileiras, que a disciplina começa a ser incorporada definitivamente na indústria petrolífera.
Em um primeiro momento os programas tinham como objetivo promover intervenções corretivas em situações consideradas constrangedoras à saúde e a segurança dos operadores. Para que isso ocorresse foi necessária a identificação das situações existentes nas unidades produtivas e o cadastramento destas situações em um banco de dados corporativo. O levantamento das situações de trabalho com riscos ergonômicos foi realizado pelos próprios operadores, comitês internos de ergonomia e profissionais ligados à gerência de Segurança, Meio Ambiente e Saúde (SMS).O estudo apresentado neste artigo decorre do Programa de Ergonomia, que está em vigor desde 2006, inserido em uma das refinarias. Em princípio, como já apresentado, as intervenções ergonômicas estavam voltadas para a solução de passivos. Em um momento posterior, a atuação voltou-se para projetos de concepção com a finalidade de incorporar ao processo aspectos do trabalho e de possibilitar a aproximação entre os projetistas dos espaços de trabalho e os analistas de ergonomia.
Ao se garantir esta compatibilidade, os próximos desafios, dentro da ergonomia de concepção, estão na análise da atividade de trabalho, uma vez que não há como observar e prever os constrangimentos e as variabilidades presentes nessas atividades que são futuras.
Para responder a essa questão é fundamental selecionar uma situação existente semelhante a qual será analisada, denominada de situação de referência. Para Daniellou (2002), é necessário procurar unidades que apresentem características próximas às da futura unidade de produção, para que nestas possam ser realizadas análises a fim de identificar eventuais variabilidades na tarefa do operador, bem como as estratégias empregadas por ele para enfrentá-las. A análise dessa maneira poderia antecipar os constrangimentos da atividade futura possível.
Sendo assim, eleger os critérios para selecionar a situação de referência torna-se fundamental para processo de concepção, uma vez que as situações serão utilizadas como referencial para o desenvolvimento dos novos projetos. Segundo Daniellou (2002), a primeira referência a ser considerada é a própria unidade.
A análise da cabine de ponte rolante apresentada nesse estudo visou à elaboração de novos critérios de projetos a serem utilizados na concepção das instalações. Ambientes em 3D foram construídos, com posterior simulação virtual utilizando-se o software de modelagem e simulação humana Jack (versão Classic 4.1, UGS Siemens) para auxiliar na elaboração e definição do trabalho futuro. Conforme cita Braatz et al (2007), a finalidade principal deste software é a consideração dos fatores humanos (ergonomia) no projeto de produtos orientados aos seres humanos, projeto e avaliação por manufatura virtual e planejamento de tarefas especiais (por exemplo: manutenção, locais de difícil acesso e visibilidade).
Assim, este artigo pretende mostrar a atuação da ergonomia no processo de concepção de projeto da cabine de ponte rolante da Unidade de Coque de uma refinaria de petróleo, utilizando-se da Análise Ergonômica do Trabalho (GUÉRIN et al, 2001) e da abordagem proposta por Daniellou (2002). No trabalho são discutidas questões que abrangem desde critérios de projetos, identificados na análise, até as variabilidades presentes na situação de trabalho.


2. Método
O método utilizado neste trabalho foi a Análise Ergonômica do Trabalho (AET) e a Abordagem da Atividade Futura além da reflexão a posteriori do processo de concepção de uma cabine, enfatizando também a participação dos sujeitos (engenheiros, ergonomistas e operadores) no desenvolvimento da nova situação de trabalho. Este procedimento ocorreu em duas fases:

2.1 Fase 1: Análise Ergonômica do Trabalho
Foi realizada a análise do local de trabalho atual, utilizando-se da Análise Ergonômica do Trabalho (AET) para responder as demandas que surgiram no contexto de produção, através da análise da tarefa, atividade e posterior diagnóstico onde são explanados os critérios de projetos. Esses procedimentos foram intercalados com a autoconfrontação que comparou os dados coletados ao que o trabalhador interpreta da atividade.
Segundo Menegon et al. (2004), a AET pode ser caracterizada por uma seqüência de etapas fundamentais para análise de situações produtivas e desenvolvimento de soluções.
2.2 Fase 2: Abordagem da Atividade Futura
Nessa fase considerou-se a abordagem, de acordo com Daniellou (2002, pág. 76), centrada em três pontos: levantamento prévio das características do sistema que vão condicionar a atividade; previsão de manobras que os diferentes operadores provavelmente terão que efetuar sobre o futuro problema; tentativa de previsão da atividade que eles deverão realizar para efetuar estas manobras.
A atuação da ergonomia em projetos de novas tecnologias necessita de atenção mais ampla, voltada para a organização e preocupada com a participação efetiva dos atores na elaboração de projetos por meio de negociações entre os agentes envolvidos nesse contexto.
O projeto é uma construção social e o mais importante não é o produto resultante, mas as pessoas que o fizeram - suas visões de mundo e os meios que escolheram para conceber o novo objeto. (BUCHIARELLI, 1994)
Assim, a relevância das considerações dos operadores sobre a situação de trabalho poderão permitir que o novo projeto tenha uma aproximação com a atividade executada pelo operador, suas representações, variabilidades, modo operatório e carga de trabalho vinculadas ao trabalho real. Para Jackson Filho (2000) a intervenção do ergonomista no projeto necessita de uma construção social que assegure a participação dos operadores nas simulações da atividade futura.
Nesta análise foram levantados os condicionantes dos futuros postos de trabalho, para o entendimento das tarefas realizadas pelos operadores da ponte rolante e por todos os atores envolvidos (produção, manutenção, operação) ocorrendo ainda discussões que serviram de embasamento para a construção de ambientes em 3D que representaram a nova cabine. Também foi utilizada a ferramenta de simulação humana (software Jack - versão Classic 4.1, UGS Siemens) no intuito de analisar as questões antropométricas do projeto.
Nessa perspectiva, a simulação atua como um meio de prever as dificuldades encontradas na situação típica futura e confrontar as visões dos atores envolvidos no processo de concepção.
3. Desenvolvimento
O programa se iniciou por meio da organização de um subcomitê multidisciplinar de Ergonomia, cujo objetivo foi elaborar um levantamento de demandas ergonômicas nas áreas de trabalho. Em seguida foi realizada a contratação de um grupo de pesquisa em ergonomia no intuito destes auxiliarem o subcomitê nos projetos ergonômicos.
O conjunto de constrangimentos identificados em área foi apresentado aos pesquisadores (Ergonomistas) que juntamente com o subcomitê, fez uma priorização das ações a serem encaminhadas para o atendimento das demandas.

Em seguida, os ergonomistas iniciaram a fase de diagnóstico e proposição de melhorias, para as demandas existentes. O constrangimento do operador da ponte rolante surgiu a partir destes procedimentos e foi caracterizado como grave e urgente, devido a tendência de piorar a médio prazo.
As informações coletadas no processo de análise ergonômica, a partir do recorte das principais atividades de trabalho envolvidas no contexto do operador da cabine de ponte rolante, serviram de referência para propostas de soluções.
3.1 Caracterização da área
A Unidade de Coque, onde foi realizada a intervenção, situa-se na área leste da refinaria, onde existe uma casa de controle local (CCL) para que os operadores permaneçam próximos da unidade de processo.
A Unidade é operada por quinze técnicos de operação que estão divididos em cinco grupos, cada um com três operadores. Em cada grupo, dois operadores trabalham nas áreas do Coque e Unidade de Gás Natural (UGN) e um operador trabalha na casa de controle integrado (CCI).
Ele é responsável por controlar os processos automatizados da unidade por meio das informações que chegam via sensores e por informar os operadores de área sobre possíveis anormalidades que necessitem intervenção.
Os operadores de área são responsáveis por manter a unidade em operação e executar os procedimentos e manobras solicitadas pela CCI, bem como realizar rotinas de vistoria de área para identificar anormalidade. A divisão do trabalho é feita geograficamente, sendo um operador responsável pelo pátio de bombas, torres e UGN e outro pelos reatores, fornos e sistema de piscinas, águas e torre de resfriamento. A divisão é feita em consenso entre todos os trabalhadores da unidade podendo sofrer alterações no decorrer dos dias de trabalho.
O período de trabalho segue um sistema de turno e os horários contemplam os seguintes períodos: de 7h00 às 15h00, de 15h00 às 23h00 e de 23h00 às 7h00.
O processo de obtenção do coque na indústria petroquímica segue as etapas de recebimento da carga, craqueamento térmico (injeção de carga térmica para a quebra de moléculas) e filtração, afim de separar os produtos pesados (coque) dos produtos leves (vapores). Tais vapores gerados no reator são enviados para a torre de fracionamento de onde são retirados gasolina (nafta), gasóleo leve e gás liquefeito de petróleo (GLP). O produto pesado restante no reator é retirado por meio do descoqueamento que faz com que o material seja dividido em pequenas "pedras" as quais são depositadas nas rampas localizadas na parte inferior do equipamento.
A etapa de transferência do coque da saída dos reatores para o pátio de estocagem é realizada por funcionários de empresa terceirizada que fazem uso de pontes rolantes para a movimentação do material.
3.2 Caracterização da demanda: o trabalho do operador da ponte rolante
O trabalho do operador da ponte rolante reúne atividades como a remoção de material descoqueado, o empilhamento do mesmo no pátio de estocagem temporário e o abastecimento de silo com posterior envio do coque para a área de estocagem.
A jornada de trabalho de um operador da ponte rolante é de seis horas diárias, sem pausas programadas e sua divisão segue o sistema de turnos (três turno) que é composto por
três funcionários. Estes se comunicam nas trocas de turno para a passagem de informação sobre o andamento das atividades. A casa de controle local também mantém contato com o operador da ponte com o objetivo de acompanhar o processo.
Durante seu turno de trabalho o operador permanece sentado em uma cadeira localizada entre os comandos (joystiks) que são utilizados para movimentar a caçamba (Clamshell Grab), bem como a ponte.
O diagnóstico da situação de trabalho provém da demanda dos operadores que relataram queixas relacionadas à visibilidade, falta de conforto térmico e reduzido espaço de trabalho. Neste sentido, as modificações do novo posto de trabalho visam melhorar as condições de saúde, segurança e conforto dos operadores.


4. Resultados
Os resultados serão apresentados de acordo com cada fase descrita no método.
4.1 Recomendações para a construção da nova cabine
Os critérios e as recomendações para o projeto foram sugeridas a partir da AET, que possibilitou o diagnóstico dos constrangimentos contidos na atividade do operador da ponte rolante, e são apresentados na tabela 1.
TABELA 1 - Relação dos constrangimentos observadas na análise da tarefa do operador de ponte rolante da Unidade de Coque de uma refinaria de petróleo
VARIÁVEL
CONSTRANGIMENTOS IDENTIFICADOS
Espaço de trabalho
1. O espaço de trabalho no interior da cabine é reduzido;
2. Limitação dos movimentos dos membros inferiores;
3. Poltrona da cabine inadequada, uma vez que não possue regulagens da altura do assento, apoio dos braços e apoio das costas.
Posturas e Movimentos
1. Manutenção de postura estática (pescoço, costas) para visualização do coque;
2. Movimentos repetitivos para manuseio dos "Joystiks" (punho e mão)
3. O operador mantém os membros superiores em postura estática devido à ausência de apoio para os braços;
4. O operador permanece na postura sentada durante toda a jornada de trabalho. Isso leva à necessidade de mudança de posição, a qual é dificultada pela falta de espaço no interior da cabine.
Cargas Cognitivas
1. A atenção durante o processo é constante, pricipalmente no masueio da caçamba; na tansferência do coque para o silo.
Cargas Organizacionais
1. O ritmo de trabalho é intenso. São seis horas contínuas para a realização das tarefas;
2. Alta carga física e mental e pouco tempo para pausas;
3. Baixa comunicação com outros colegas de trabalho fazendo com que o operador da cabine sinta-se isolado de relações interpessoais.
Visibilidade
1. Campo de visão do operador comprometido pela presença de Barras (Estrutura da cabine) na parte frontal da cabine.
2. Visão prejudicada devido ao reflexo nos vidros;
3. O operador tem dificuldade de ver a caçamba no carregamento
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do coque, devido a estrutura da parte inferior da cabine, fazendo com que ele se incline para visualizar o equipamento.
Ambiente
1. A cabine apresenta vidros deteriorados deixando o operador exposto a agentes agressivos, tais como vapores e resíduo de coque;
2. A cabine não apresenta ajuste térmico, no local existe um ventilador adaptado;
3. Dificuldade de comunicação verbal entre os operadores e o pessoal da segurança do trabalho.
4.2 Desenvolvimento participativo
Durante o processo de concepção da nova cabine foi discutido entre os atores envolvidos - engenheiros da refinaria, ergonomistas, operadores, empresa contratada para elaboração do projeto - os principais elementos que a nova cabine deveria contemplar. Este processo permitiu aos atores, com as suas respectivas representações, debater sobre as intervenções físicas e características desejáveis para o novo local de trabalho.
O espaço criado para a autoconfrontação revelou os elementos a serem adicionados sobre diferentes funções e perspectivas:
? Engenheiros da refinaria - responsáveis pela coordenação e desenvolvimento do projeto;
? Consultores de ergonomia - responsáveis pelas análises da situação de trabalho, levantamentos dos critérios de projeto e elaboração dos conceitos do projeto
? Operadores da ponte rolante - contribuição na integração de aspectos técnicos e organizacionais das atividades reais ocorridas no desenrolar das atividades;
? Equipe de manutenção da refinaria - atendimento as necessidades dos trabalhores responsáveis pela manutenção da cabine;
? Empresa executora do projeto - empresa terceirizada responsável em elaborar, detalhar e executar os conceitos do projeto.
4.2.1 Construção social da cabine
A concepção da nova cabine iniciou-se com a pesquisa, realizada pela equipe de ergonomia, das cabines existentes no mercado no intuito de identificar as tecnologias existentes a fim de servirem como referência para o desenvolvimento do novo projeto.
Também foram identificados os condicionantes físicos relacionadas a cabine a ser projetada (altura, largura, comprimento). Estas medidas foram importantes na definição do espaço de trabalho do interior da cabine, devido à estrutura de fixação da ponte rolante já existir, ou seja, a cabine deveria ser concebida de modo a se adaptar ao ambiente já existente.
Uma primeira proposta de conceito foi apresentado a engenharia da refinaria e a empresa contratada para construir a cabine. Tal conceito tinha como objetivo validar se a proposta atendia as especificações sugeridas pelos participantes do projeto.
A Figura 01 representa esta primeira proposta e foi desenvolvida no intuito de atender as seguintes questões:
? Apoio para os pés do operador da cabine - a nova cabine contempla inclinação para o apoio dos pés o qual deverá ser construído de material transparente (vidro) para que permita a visibilidade do operador;
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? Visibilidade frontal da cabine - a parte da frente da cabine deve ser construída de modo a não prejudicar o campo visual do trabalhador;
? Tratamento térmico e ventilação - a nova cabine deve possibilitar ao operador a regulagem de temperatura e ventilação no interior da cabine;
? Comunicação - a cabine deve possibilitar a comunicação das pessoas externas com o operador da ponte rolante para que este fique ciente da presença destas.
FIGURA 1 - Proposta inicial da estrutura da cabine
Após a apresentação dessa proposta houve uma primeira confrontação na qual foram recomendadas, pelo engenheiro da refinaria, alterações na parte frontal da cabine (Figura 02), que passou a ser inclinada. Tal mudança foi sugerida com o objetivo de evitar eventuais problemas relacionados a reflexo de luz.
FIGURA 2 - Estrutura cabine da ponte rolante com frente inclinada
Esta segunda proposta também sofreu alterações, conforme proposto pela empresa tercerizada, com relação ao modelo de ar condicionado a ser utilizado que possou a ser Split e não mais o convencional.
Também foi sugerido pelos operadores da ponte rolante a colocação de armários para armazenagem de objetos pessoais.
Maiores detalhes sobre o conceito final podem ser observado na Figura 4.
4.2.2 Construção social da poltrona.
Paralelamente a construção da cabine foi desenvolvido o conceito da poltrona, conforme pode ser observado na Figura 3.
FIGURA 3 - Evolução do conceito da poltrona da cabine
Nessa etapa se considerou as recomendações observadas na análise da tarefa tais como: possibilidade de ajuste da poltrona, apoio para os braços, duplo manete. Outros critérios foram incorporados no decorrer do processo de projeto, entre eles o apoio para garrafa de água.
Um fato importante na concepção da poltrona foi a evolução que o conceito sofreu durante o projeto. Esta evolução ocorreu por meio das reuniões entre as equipes (Operadores, Ergonomia, Engenharia da refinaria e Fornecedor), para se chegar próximo a um conceito que atendesse a situação de trabalho futura possível.
Posteriormente, com os conceitos da cabine e poltrona definidos entre os envolvidos no desenvolvimento do projeto, o posto de trabalho do operador da ponte rolante passou por um processo de simulação a fim de verificar questões antropométricas, bem como os impactos da nova instalação sobre a atividade do operador e os futuros constrangimentos que o operador poderá sofrer com a nova cabine.
De acordo com Menegon et al (2002), medidas antropométricas são dados de base, essenciais para a concepção e dimensionamentos adequados para os produtos, ambientes e postos de trabalho, propiciando segurança e conforto aos usuários.
Esta etapa foi realizada com o auxílio do software Jack (versão Classic 4.1, UGS Siemens) e foi aplicada aos percentis 5 e 95 (BRAATZ, 2002).
A Figura 4 abaixo demonstra esse processo de verificação.
EVOLUÇÃO

4A - Possibilidade de manuseio dos manetes (Joystiks)
4C - Localização da poltrona no interior da cabine
4B - Visão Lateral
4D - Visões frontal e inferior do operador
FIGURA 4 - Simulação da nova cabine
A simulação da atividade futura possível no trabalho de operação da ponte rolante, se deu a partir dos critérios de projetos levantados nas análises, das considerações de elementos técnicos sobre a ótica de cada especialidade presente no projeto, além das discussões entre os participantes do processo de concepção da cabine.
A representação da cabine no software de simulação humana possibilitou a verificação de fatores como visibilidade frontal, lateral e inferior do operador. Verificou-se também o espaço de trabalho no interior da cabine, assim como o espaço reservado para a movimentação do operador (membros inferiores e apoio para os pés).
A distância entre os manetes e o apoio para os braços foram outros critérios averiguados com a utilização do software.
A cabine também foi concebida de maneira a garantir o isolamento ao ambiente externo com o objetivo de possibilitar a eliminação de agentes particulados durante o processo, além de auxiliar o conforto térmico no interior da mesma.
A comunicação do operador da ponte com outros trabalhares, principalmente com as pessoas que acessam a área da ponte rolante, foi contemplada com a introdução de um "interfone" no interior da cabine.


5. Discussão e Considerações


A análise ergonômica realizada na situação de trabalho do operador da ponte rolante permitiu a identificação das variáveis presentes na tarefa e os constrangimentos sofridos pelo operador no realizar de suas atividades, possibilitando a elaboração, por parte da ergonomia, dos conceitos de projeto.
A não representação das componentes existentes na situação de trabalho real, bem como a desconsideração dos princípios antropocêntricos no processo de projeto são fatores que dificultam ainda mais a vida dos operadores nas refinarias.
Outra questão é a determinação da fronteira das ergonomias (concepção, correção), que não está claramente definida. Para Sagot et al (2003) a ergonomia de concepção entra em contraste com a ergonomia de correção, na medida em que a segunda envolve poucas modificações em produtos existentes, na maioria das vezes com limites restritos para melhorar questões relacionadas à segurança, saúde, conforto e eficiência do sistema homem-produto, enquanto a primeira possibilita maiores intervenções.
Apesar da não definição dos limites entre uma e outra, se observa que muitos dos projetos de concepção em ergonomia se baseiam na análise da atividade, visando à concepção de sistemas técnicos ou organizações futuras, tendo como base a análise da atividade do operador (BÉGUIN, 2004).
Buscou-se na abordagem proposta por Daniellou (2002) complementar a análise ergonômica da situação do trabalho, uma vez que, segundo Jakson Filho (2000) essa está focada em uma visão clínica e a análise da atividade futura voltada ao processo de concepção
Outro ponto a ser abordado nos projetos envolvendo a indústria de refino é o momento em que a ergonomia deve ser introduzida ao processo de projeto. Para Maline (1994), a participação da ergonomia nos projetos deve ocorrer o quanto antes, uma vez que, quanto mais avançado está o desenvolvimento desses, menor é o espaço de manobras para alterações.
Este fato pode ser observado neste trabalho no que diz respeiro a introdução dos ergonomistas no desenvolvimento do projeto, pois este estava na fase final de detalhamento, iniciando a construção. Em função disso, alguns requisitos de projeto apresentados para a engenharia da refinaria não puderam ser incorporados à cabine. O artefato criado atendeu as questões relativas ao trabalho, mas não atendeu as questões da organização.
A falta de tecnologia ou o aprimoramento desta às situações de trabalho dificultou a atuação da ergonomia, assim como a variável tempo. Quanto ao tempo, os cronogramas de projeto não contemplam as necessidades da ergonomia (tempo para realização das análises, tempo para concepção e tempo para discussão entre os atores envolvidos).
No decorrer do processo de concepção da cabine, a simulação teve papel importante como um meio de interpretar as dificuldades encontradas na situação futura e possibilitar a confrontação com os envolvidos no projeto do novo posto de trabalho.
Entretanto, é importante que essa simulação contemple as várias representações de maneira mais global da Unidade de Coque, ou seja, seus fatores externos e internos que condicionam a execução da atividade dentro do contexto de produção. Esta etapa será discutida em posterior estudo.


6. Conclusão


O desenvolvimento de um novo dispositivo a partir de considerações emanadas da análise da atividade de trabalho, contemplou aspectos do trabalho importantes para o desempenho do operador. Outras abordagens para a condução de projetos de novos
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dispositivos ou situações de trabalho se prestam ao mesmo propósito. Contudo, somente o olhar para a situação do ponto de vista da atividade permite a integração de conteúdos raramente considerados nos processos convencionais de condução de projetos.


7. Referências


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Autor: Michel Silverio, et al