[pt] A presente dissertação teve como objetivo analisar a transmissão de impacto de três diferentes modelos de um calçado militar por meio de sua influência na aceleração tibial. A variável pico de aceleração e as intensidades da frequência do sinal em determinadas faixas foram medidas no eixo vertical, por intermédio da técnica de acelerometria, visando caracterizar os coturnos quanto sua adequação ergonômica e biomecânica como ferramenta de trabalho para os militares. Dez (10) sujeitos caminharam numa esteira ergométrica em velocidade constante e padronizada, descalços e com três calçados diferentes. As variáveis foram medidas por meio de um acelerômetro capacitivo fixado sobre a pele, na tíbia, e o procedimento reavaliado em dois dias diferentes. Os valores encontrados apresentaram excelente confiabilidade. O valor médio de redução do pico de impacto mensurado na tíbia dos sujeitos utilizando os coturnos foi próximo de 50 por cento, em relação à situação descalço. Após a análise da média de pico da aceleração, os resultados encontrados não foram conclusivos quanto à diferença significativa de absorção de impacto entre os tipos de coturno, porém em conjunto com as avaliações de intensidades de faixas de frequência da transmissão do impacto, parece que o coturno comum apresentou melhor resultado. Existe a necessidade de novos estudos com outros equipamentos, como palmilhas instrumentadas e plataformas de força, para caracterização mais precisa dos calçados, bem como realizar testes de reavaliação de propriedades mecânicas após ciclos de desgastes dos calçados. / [en] The dissertation aimed to analyze the transmission of impact of three different models of a military boot through its influence on tibial acceleration. The variable peak acceleration, and the intensities of the signal in certain frequency bands, were measured on the vertical axis using accelerometer, in order to characterize the boots suitability as ergonomic and biomechanics tool for the military. Ten (10) subjects walked on a treadmill at constant and standard speed, barefoot and with three different shoes. The variables were measured using a capacitive accelerometer fixed to the skin on the tibia and the procedure reevaluated on two different days. The values found showed excellent reliability. The average reduction in peak impact measured in the tibia of the subjects using the boots was near 50 per cent, as compared to the barefoot. After analysis of the average peak acceleration, the results were not conclusive as to the significant difference in shock absorption between the types of boots. Studying the acceleration data in conjunction with assessments of intensities of frequency bands of the transmission of impact, it seems that the common buskin had the best result. There is a need for further studies with other equipment, such as instrumented shoe insoles and force platforms, for more precise characterization of the military boots as well as testing of mechanical properties after shoe degradation cycles.

[pt] Esta pesquisa é um estudo de caso que tem como tema os riscos músculoesqueléticos que os operadores de Steadicam estão sujeitos durante a realização da sua tarefa. A fim de estabelecer os principais constrangimentos sofridos pelo operador e suas causas, foram avaliados o funcionamento do equipamento determinando suas interações com o operador e as características físicas do ser humano, relacionadas às exigências da tarefa, a partir de conceitos básicos da biomecânica. Foram utilizados métodos ergonômicos de análise da tarefa, cujos resultados evidenciaram que para todas as posturas estudadas existe uma grande exigência física associada a um alto grau de risco para o sistema músculoesquelético do operador. / [en] This research is a case study focused on musculoskeletal risks that may affect Steadicam operators in their working environment. To evaluate the operators stress risks, the interaction between the equipment and the operator was analyzed. The related human physical characteristics were also accessed, using basic biomechanics concepts. Ergonomics methodologies for task analysis were applied and results confirm that for all evaluated postures there is an extremely high physical demand in association to a high risk of musculoskeletal injuries.

[pt] A simulação do movimento do corpo humano é uma ferramenta valiosa para diferentes campos, como robótica e biomecânica. Mesmo com o crescente número de pesquisas, ainda existem poucos grupos no Brasil que trabalham desenvolvendo modelos de movimento humano. Tal simulação tem sido um problema desafiador do ponto de vista de modelagem e computacional. Esta dissertação traz uma revisão bibliográfica de conceitos de dinâmica estrutural e dos principais determinantes da dinâmica do caminhar humano. Quatro modelos bidimensionais de crescente complexidade encontrados na literatura são inicialmente analisados para entender a influência dos diversos elementos e graus de liberdade na qualidade dos resultados obtidos. Antes de introduzir estes modelos, uma investigação de algumas variáveis cinemáticas, conhecidas como determinantes da caminhada, é realizada para a fase de apoio simples. O modelo mais simples considera um pêndulo invertido e, em seguida, articulações são adicionadas para simular o quadril, joelho, tornozelo/pé e, finalmente, todo o mecanismo de perna é substituído por uma mola. Os efeitos das adições sucessivas de graus de liberdade são analisados e os resultados são comparados com os resultados experimentais de Winter para torques e forças de reação. Com base nestas análises este trabalho propõe um modelo bidimensional do caminhar humano durante a fase de apoio simples (SSP) com sete graus de liberdade. As forças resultantes das ações musculares são representadas por torques em cada articulação. Todas as massas de segmentos corporais superiores são agrupadas. O modelo é baseado na dinâmica inversa, sendo os deslocamentos angulares interpolados por B-splines de 5º grau e a cinemática do corpo é calculada usando a formulação robótica de Denavit-Hartenberg (DH). As equações de movimento são obtidas com base em uma formulação Lagrangiana recursiva, em virtude de sua eficiência computacional. Um problema de otimização é estabelecido para obter os pontos de controle das B-splines, onde a função objetivo é definida pelo o esforço dinâmico. As restrições impostas ao movimento são de dois tipos: as restrições dependentes do tempo (limites de torque/ângulo e estabilidade dinâmica definida pelo critério do Zero Moment Point) e as restrições independentes do tempo (estado inicial e final). Os resultados do modelo são favoravelmente comparados com os dados experimentais de Winter, em particular as forças de reação do solo. / [en] The simulation of human body movement is a valuable tool for different fields such as robotics and biomechanics. Even with the growing number of researches, there are still few groups in Brazil that work on developing models of human movement. Such simulation has been a challenging problem from a modeling and computational point of view. This dissertation brings a bibliographical review of concepts of structural dynamics and the main determinants of the dynamics of human walking. Four two-dimensional models of increasing complexity found in the literature are initially analyzed to understand the influence of the various elements and degrees of freedom on the quality of the obtained results. Before introducing these models, an investigation of some kinematic variables, known as determinants of walking, is performed for the simple support phase. The simpler model considers an inverted pendulum, and then joints are added to simulate the hip, knee, ankle/foot, and finally the entire leg mechanism is replaced by a spring. The effects of successive additions of degrees of freedom are analyzed and the results are compared with Winter s experimental results for torques and reaction forces. Based on these analyzes, this work proposes a two-dimensional model of human walking during the simple support phase (SSP) with seven degrees of freedom. The forces resulting from muscular actions are represented by torques at each joint. All masses of upper body segments are grouped. The model is based on inverse dynamics, with angular displacements being interpolated by 5th degree B-splines and the body kinematics is calculated using the Denavit-Hartenberg (DH) robotic formulation. The equations of motion are obtained based on a recursive Lagrangian formulation, due to its computational efficiency. An optimization problem is established to obtain the B-splines control points, where the objective function is defined by the dynamic effort. The constraints imposed on movement are of two types: the time-dependent constraints (torque/angle limits and dynamic stability defined by the Zero Moment Point criterion) and the independent time constraints (initial and final state). The results of the model are favorably compared with Winter s experimental data, in08:22 23/07/2019 particular the ground reaction forces.