O sistema estrutural consiste no quadro da cadeira de rodas, onde se fixam todas as outras partes. O quadro também é chamado de monobloco. Caracteriza-se pelo seu peso que deve ser leve e, ao mesmo tempo, rígido. Suas qualidades mecânicas dependem dos materiais de que é feito e das tecnologias de fabricação utilizadas.
O quadro, geralmente, é construído em tubos de metal soldados e pode apresentar-se na forma rígida ou com articulação. Essa articulação é denominada de sistema de dobramento ou sanfonamento da cadeira de rodas, que pode ser em “X” (FIGURA 3.58) “L” (FIGURA 3.59).
FIG. 3.58 FIG. 3.59
FIGURA 3.58 – Cadeira de rodas da Wardray Premise á “X” FIGURA 3.59 – Cadeira “Light Travel Wheelchair in a Holdall” á “L”
Medina e Coelho (2007) apontam que a leveza da cadeira de rodas é uma das características mais importantes na prescrição, especialmente quando o usuário apresenta comprometimento biomecânico nos membros superiores.
Os primeiros quadros de cadeira de rodas foram construídos em madeira. Hoje existem diferentes tipos de materiais, alguns extremamente leves como a fibra de carbono da cadeira de rodas Phantera X (FIGURA 3.60), cujo quadro pesa 2,1 kg. A base da leveza do quadro de uma cadeira de rodas está na escolha do material e, diante dos conceitos da sustentabilidade, vale destacar a proposta desenvolvida pelo designer Flavio Deslandes (FIGURA 3.61) para quadros de bicicletas.
CARRIEL, Ivan Ricardo Rodrigues
FIG. 3.60 FIG. 3.61
FIGURA 3.60 – Quadro da cadeira de rodas Phantera X. FIGURA 3.61 – Quadro de bibicleta em bambu.
Segundo Deslandes (1999), a principal característica do bambu é a flexibilidade e quando utilizado nos quadros de bicicleta, resiste bem a trepidações e tem excelente durabilidade. O material é 17% mais resistente que o aço, quando forçado no sentido longitudinal, e tem a leveza do alumínio, sem contar que os danos ambientais causados por sua fabricação é quase nula.
Considerando essas características do bambu, um experinte artesão japonês desenvolveu uma cadeira de rodas com bambu laminado (FIGURA 3.62 e 3.63). O peso da cadeira chega a 17 kg e, segundo relatos, o objeto transmite delicadeza, sofisticação e as fibras naturais provocam sentimentos de tranquilidade e relaxamento.
FIG. 3.62 FIG. 3.63
FIGURA 3.62 – Cadeira de rodas de bambu laminado. FIGURA 3.63 – Processo de conformação do bambu.
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Segundo LaMere (1984), citado por Calucci (1995), o modelo de cadeira de rodas Univesal Standard Adult, fabricado pela Everest & Jennings, foi adotada como padrão em competições pela National Wheelchair Athletic Association (NWAA), e sua estrutura tubular, em aço cromado e abundante estofamento, pesava cerca de 25 kg.
Estudos de Colucci (1995) revelaram que neste mesmo período os atletas faziam suas próprias modificações nos assentos de suas cadeiras de rodas, para melhorar o desempenho na propulsão; e essas diferenças anatômicas, de estilo ou específica a cada deficiência, proporcionou estímulo para o design das cadeiras de rodas de corrida.
Embora o uso das cadeiras de rodas de corrida seja bem específico, é relevante para o design de cadeiras gerais, destacar algumas dessas características, as quais podem ser adequadas para melhorar o desempenho e o conforto dos usuários comuns, especialmente, visando à mobilidade.
A principal modificação realizada no padrão Univesal Standard Adult foi a estrutura de aço que passou a ser feita de alumínio 6061, titânio ou materiais compostos, como kevlar e fibra de carbono, objetivando uma melhor rigidez e leveza, propriedades que favoreceram consideravelmente a capacidade de manobras na cadeira e, consequentemente, a usabilidade.
A confiabilidade de uma cadeira de rodas é determinada pela durabilidade do produto, ou seja, um produto para ser confiável deve apresentar pouca manutenção; porém, quando houver falhas, o usuário deverá ter disponibilidade de assistência técnica especializada e peças de reposição no mercado.
Portanto, as recomendações projetuais para melhorar a confiabilidade da cadeira de rodas está associada à boa seleção dos materiais construtivos. Um design com menos peças, evitar o mecanismo de sanfonamento da estrutura se, de fato, não for uma necessidade, empregar materiais e elementos mecânicos normalizados, que sejam de fácil manutenção e higienização.
No levantamento realizado, os materiais construtivos mais encontrados para as estruturas das cadeiras de rodas de propulsão manual foram o aço carbono e o alumínio; porém, em alguns modelos exclusivos, foi empregado o bambu, por exemplo. O QUADRO 3.21 traz uma breve descrição de cada um desses materiais.
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QUADRO 3.21 – Materiais Empregados na Estrutura de Cadeira de Rodas
MATERIAL DESCRIÇÃO
Aço Carbono O aço é considerado ser de aço carbono, quando não é especificado o conteúdo mínimo exigido para o crómio, cobalto, colômbio [nióbio], molibdénio, níquel, titânio, tungsténio, vanádio ou de zircónio, ou qualquer outro elemento de ser adicionadas para obter um efeito desejado liga e, quando a mínima especificada de cobre não deve exceder 0,40 %, ou quando o teor máximo fixado para qualquer dos seguintes elementos não exceda 1,65% manganês, 0,60% silício e 0,60% cobre.
Aço Cromo-molibdênio O cromo e o molibdênio aumentam individualmente a temperabilidade de aços de baixa liga. Importantes efeitos sinérgicos, ainda não totalmente definidos; também podem ocorrer quando o cromo e o molibdênio são usados em substituição a elementos únicos. O cromo fornece resistência à corrosão, oxidação, altas temperaturas e à abrasão. O molibdênio ajuda a manter uma temperabilidade especificada e aumenta a resistência à tração e à deformação causadas por altas temperaturas. Essas classes são normalmente tratadas termicamente de acordo com propriedades específicas.
Alumínio O alumínio é um metal leve, macio e resistente. Possui um aspecto cinza prateado e fosco, devido à fina camada de óxidos que se forma rapidamente quando exposto ao ar. O alumínio não é tóxico como metal, não-magnético, e não cria faíscas quando exposto a atrito. O alumínio puro possui tensão de cerca de 19 megapascais (MPa) e 400 MPa se inserido dentro de uma liga. Sua densidade é aproximadamente de um terço do aço ou cobre. É muito maleável, muito dúctil, apto para a mecanização e fundição, além de ter uma excelente resistência à corrosão e durabilidade devido à camada protetora de óxido. É o segundo metal mais maleável, sendo o primeiro o ouro, e o sexto mais dúctil. Por ser um bom condutor de calor, é muito utilizado em panelas de cozinha.
Titânio O titânio é um material muito leve e resistente empregado na indústria aeronáutica: o seu peso é por volta da metade de um quadro de aço, e apresenta a melhor relação peso/resistência, porêm, é muito caro, por isso é, geralmente, utilizado pela elite esportiva.
Fibra de carbono A fibra de carbono é uma fibra sintética composta de finos filamentos com diâmetros de 5 a 10 mm composta principalmente de carbono. Cada filamento é a união de milhares de fibras de carbono produzida a partir de poliacrilonitrila. As propriedades mecânicas são semelhantes a do aço e a leveza com a madeira ou plástico. Por sua dureza tem maior resistência ao impacto do que o aço. A principal aplicação é a fabricação de compósitos na maioria dos casos, cerca de 75% - com polímeros termofixos. O polímero é geralmente resina epóxi do tipo termofixa, mas também pode ser associado com outros polímeros, tais como poliéster ou viniléster.
Bambu O Bambu é da família Poaceae, da sub-família Bambusoideae e tem uma utilização comercial bem explorada devido a rigidez de seus caules lenhificados. Utilizado na construção civil e na manufatura de diversos produtos, inclusive na feitura de cadeiras de rodas. O bambu é um material anisotrópico e suas propriedades são: fibra homogênea, pesada, resistente e antibacteriana. Estudos apontam que a tração pode chegar a 195 MPa.
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3.5.1 Transportar a Cadeira de Rodas.
Para transportar com conforto uma cadeira de rodas, por exemplo, em um porta malas de um carro, as principais características envolvidas são o tamanho e os materiais empregados na construção.
O baixo peso da cadeira de rodas é o fator essencial para que haja facilidade no transporte, durabilidade e baixo custo. O peso é determinado pelas quantidades de componentes e o tipo de material, como já citado no tópico anterior.
Outras maneiras de tornar mais fácil o transporte de uma cadeira de rodas são apresentadas pelo QUADRO 3.22, além das vantagens e desvantagens de cada uma dessas recomendações.
QUADRO 3.22 – Facilitar o Transporte da Cadeira de Rodas
RECOMENDAÇÕES VANTAGENS DESVANTAGENS
Reduzir o peso da cadeira de rodas Mais conveniente para o usuário,
familiares e cuidadores. Redução da durabilidade do produto. Facilita a mobilidade e produtividade.
Estrutura com mecanismo de
dobragem (Sanfonamento) Menor volume para transporte e armazenamento. Torna a cadeira mais pesada se comparada com outra sem sistema de dobragem.
Facilita o carregamento e o transporte. Componentes removíveis (Apoios de
cabeça, braços, pernas e pés) Reduz o peso e o volume. Partes removíveis podem se perder, danificar e quebrar com mais facilidade.
Torna a cadeira de rodas mais fácil de
carregar, transportar e armazenar. O sistema para liberação rápida de eixos são mais caros em comparação aos eixos fixos e nem sempre são disponiveis.
Engates rápidos normalmente têm vida útil menor e sofrem travamentos em condições de uso ásperas como areia, poeira e alta umidade. Engates rápidos se não bem fixados provocam riscos acidentários ao usuário, como o deslizamento da roda do eixo que pode chegar a sair da cadeira de rodas.
Outros Fatores A cambagem aumenta a largura da
cadeira de rodas quando dobrada. Quadros longos são mais estáveis, porém, mais difíceis de transportar. Em pneus com cravos há um maior impregnamento de barro/sujeira do que em pneus lisos e isso provoca sujeira em compartimentos de carros, táxis e ou ônibus.
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3.4.2 Manobrabilidade
Quando o assunto é manobrabilidade, o principal desafio do usuário de uma cadeira de rodas de propulsão manual é vencer um obstáculo; ou seja, esse usuário terá o desafio de manobrar a cadeira em torno de um obstáculo, ou vencendo um obstáculo, passando sobre ele.
A manobrabilidade em torno de um obstáculo é determinado pela capacidade do usuário em realizar manobras em um ambiente com espaços confinados, tais como um banheiro, uma porta estreita ou qualquer outro espaço com áreas reduzidas.
A largura de uma cadeira de rodas é a distância entre os pontos extremos de cada lateral. Essa distância é determinante para que haja facilidade na movimentação em passagens estreitas, ou seja, quanto menor for a largura do objeto, mais fácil será manuseá-lo diante desses obstáculos. Portanto, para aumentar a capacidade de movimentação, designers devem buscar o estreitamento desse produto.
Outro problema enfrentado pelos usuários é a autonomia na transferência da cadeira de rodas para um outro lugar. Essa dificuldade é gerada pela distância frontal ou lateral que a cadeira de rodas possui, devido a suas caracteristicas morfológicas e construtivas.
O design da estrutura da cadeira de rodas e os apoios de pés e braços não possibilitam ao usuário chegar mais próximo do lugar para onde ele deseja transferir-se; e, também, esses elementos dificultam o acesso a superficies e objetos. Portanto, para a cadeira de rodas ser mais eficiente e amigável, recomenda- se o ajuste da altura do assento e demais elementos.
O fator determinante para o usuário de cadeira de rodas se ajustar sob superficies, como mesas, escrivaninhas ou bancadas de trabalho em geral, é determinada pela altura dos joelhos, na posição sentada. Alguns apoiadores de braços também dificultam a realização dessa tarefa, especialmente, por serem fixos.
A menor área de manobrabilidade de uma cadeira de rodas em espaços reduzidos é determinado pela medição máxima da diagonal.
CARRIEL, Ivan Ricardo Rodrigues QUADRO 3.23 - Aumentar a Manobrabilidade em Espaços Reduzidos
RECOMENDAÇÕES VANTAGENS DESVANTAGENS
Desenvolver uma cadeira de rodas que
seja mais curta e estreita Reduzir o peso Perda da estabilidade
Facilidade de manuseio e transporte Há um limite dimensional que é definido pelo corpo do usuário e as rodas. Mover a roda de propulsão para frente
do usuário Fácil acesso aos aros de propulsão e possibilita um curso de propulsão tanto para frente ou para trás mais longo.
Redução da estabilidade quando a cadeira de rodas está sendo empurrar por outra pessoa.
Possibilita menos manobra em espaços confinados.
O peso do usuáro sobre os rodízios facilita a a mudança de direção. Se a cadeira de rodas possuir apoios
para os pés removíveis Maior capacidade de puxar a cadeira de rodas para cima proximo a superficies e objetos.
Partes removiveis são mais faceis de se perder ou quebrar.
Fonte: WHO (2008, p.49)
A manobrabilidae sobre obstáculos é determinada pela capacidade que o usuário de cadeira de rodas tem para vencer os obstáculos provocados por superfícies macia, que afundam a roda aumentando a área de contato ou por pisos com saliências; ambas as situações exigem um aumento da força de propulsão. Além de exigir um aumento dessa força, essas situações provocam uma instabilidade levando o usuário a riscos acidentários, devido às inclinações que a cadeira de rodas possa assumir.
Para trafegar com eficiência em superfícies macias e fofas como areia, grama, carpetes altos, a área de contato das rodas com o solo e o peso sobre as rodas são os fatores determinantes para o projeto.
Vale destacar que as garantias de aumento do desempenho funcional não está somente na substituição dos rodízios e/ou das rodas traseiras da cadeira de rodas por elementos mais macios, largos e com diâmetros maiores, mas também, depende do ângulo do assento, ângulo do mancal do rodízio e da altura do assento.
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QUADRO 3.24 - Aumentar a Manobrabilidade sobre Superfícies Macias
RECOMENDAÇÕES VANTAGENS DESVANTAGENS
Aumentar a largura, o diâmetro e a maciez do rodízio para aumentar a área de contato e assim evitar que a roda afunde em superfícies macias
Uma roda com um ponto saliente na bandagem de rolamento pode favorecer a baixa resistência ao rolamento em superfícies duras e bom desempenho em superfícies macias.
Menos peso nas rodas dianteiras irá reduzir a resistência ao rolamento, permitindo que a cadeira de rodas role mais facilmente.
O aumento da área de contato da roda com o chão pode tornar mais difícil o giro, especialmente em lugares apertados e na realização de curvas.
Aumentar a largura, o diâmetro e a maciez da rodas traseira para aumentar a área de contato e assim evitar que a roda afunde em superfícies macias
Rodas traseiras com diâmetros maiores podem facilitar o deslocamento em terrenos acidentados.
Pneus de bicicleta de 28 polegadas são amplamente disponíveis, já pneus aro 26 são um pouco menos e os de 24 polegas são mais dificies de encontrar.
Rodas traseiras maiores e macias podem tornar mais difícil o giro, especialemente em lugares apertados e na realização de curvas.
Rodas traseiras com diâmetros grandes dificulta o transporte.
Trazer os rodizios para a frente com o objetivo de reduzir o peso sobre eles e torná-los menos susceptíel a afundar em superfícies macias
O peso do usuário sobre as rodas traseiras ajudará na propulsão quando a superfície de contato for macia.
O aumento do comprimento da cadeira de rodas dificultará as manobras em pequenos espaços
Mover as rodas traseiras para a frente em relação ao usuário para reduzir o peso nos rodízios e torná-los menos susceptível a afundar em superfícies macias
Ao mover as rodas traseiras para a frente em relação ao usuário reduz o peso sobre os rodizios frontais e torna- os menos propenso a afundar em solo macio.
O peso do usuário sobre a roda traseira ajudará na propulsão, especialemente em solo macio.
n R educed tendência para transformar downhill em inclinação lateral, que requer menos energia do usuário corrigir para downhill torneamento.
O usuário tem melhor acesso ao aro de propulsão, o que torna mais fácil propulsionar a cadeira de rodas, especialmente para as pessoas com restrições nos membros superiores. É mais fácil de manobrar a cadeira de rodas diante dos obstáculos e de manobrar em espaços confinados.
Reduz a estabilidade traseira
Utilizar rodas traseiras com cravos para aumentar a tração e o rolamento em superfícies instáveis
Pneus com cravos proporcionam uma flexão adcional e, portanto, uma maior resistência ao deslizamento.
Lama vai encrostar mais em pneus com cravos dificultando a propulsão.
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Um bom exemplo de aplicação dessas recomendações está no design da cadeira de rodas inglesa Hippocampe Beach Wheelchair (FIGURA 3.64 e 3.65), uma cadeira projetada por deficientes para deficientes, com a proposta de atender às necessidades específicas desse público; porém, pode ser utilizada por qualquer pessoa, pois os conceitos projetuais mostram-se bem fundamentados do ponto de vista do design.
FIG. 3.64 FIG. 3.65
FIGURA 3.64 – Cadeira de rodas Hippocampe
FIGURA 3.65 – Cadeira de rodas Hippocampe http://www.hippocampe.co.uk/
O produto apresenta leveza, pesando 14 kg, rodas largas e robustez e, somado à morfologia do assento, que é baixo, o produto apresenta boa estabilidade e manobrabilidade sobre superfícies fofas. A barra para empurrar e as rodas traseiras são removíveis e são de fácil montagem, o que possibilita uma compactação e praticidade no transporte. O encosto é dobrável e de alta resistência à corrosão, qualidade garantinda pela estrutura em aluminio.
A cadeira não possui dimensionais ajustáveis, o que restringe o produto para uma parcela da população (adultos). Há cinco acessórios disponíveis para essa cadeira de rodas: um esqui fixado na roda dianteira, para uso em superfície nevada; um apoio de braço que protege o usuário em trilhas; c g a ça “X”, de neoprene, em dois tamanhos (masculino e feminino); e um apoio para a cabeça.
Vale ressaltar que esses acessórios, além de garantirem uma boa estabilidade e manobrabilidade em diferentes superfícies, fazem do produto um exemplo de design inclusivo, possibilitando a integração social do usuário em diferentes atividades, conforme as premissas de Papanek (1973) e Whiteley (1997).
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Quando os obstáculos são salientes, como calçadas levantadas, pedras, irregularidades do piso de chão batido, os fatores que influenciam na manobrabilidade da cadeira de rodas são o tamanho do rodízio, diâmetro e largura, a cota entre o rodízio e o centro de gravidade do usuário e a elasticidade desse rodízio.
A irregularidade do piso associado à velocidade pode provocar a vibração do rodízio e, consequentemente, instabilidade para manobrar a cadeira de rodas. Portanto, para melhorar a manobrabilidade sobre obstáculos salientes, são apontadas algumas recomendações com suas respectivas vantagens e desvantagens, no QUADRO 3.25, a seguir:
QUADRO 3.25 - Aumentar a Manobrabilidade sobre Obstáculos Salientes
RECOMENDAÇÕES VANTAGENS DESVANTAGENS
Aumentar a distância entre o rodízio e
o centro de gravidade do usuário Garante maior estabilidade e segurança. Facilita a realização de movimentos corporais fora do centro de gravidade.
Dificulta a realização de manobras e o transporte, pois aumenta o dimensional das longarinas da cadeira cadeira. Aumentar o diâmetro do rodízio e da
roda traseira Facilita a transposição de obstáculos. Quando maior a roda propulsora mais leve será a propulsão, porém, o ideal é um diametro de 24 a 26 polegas.
Se instalados em quadros não adequados pode elevar a altura da cadeira e provocar instabilidade. Aumentar a elasticidade (maciez) do
rodízio Maior conforto no deslocamente especialmente em superfícies irregulares e rugosas.
Rodízios mais macios podem se tornar mais difícil de girar, especialmente em espaços apertados e curvas. Rodizios pneumáticos carecem de manutenção constante e a troca é mais complicada.
Fonte: WHO (2008, p.54)
Embora alguns usuários apresentem habilidades para mover o seu próprio corpo para vencer obstáculos salientes no piso, é importante destacar que essa atitude pode colocar em risco a segurança e a integridade física, pois se houver a perda do equilíbrio, certamente ocorrerá o tombamento da cadeira de rodas e possibilidades de lesão.
CARRIEL, Ivan Ricardo Rodrigues QUADRO 3.26 - Requisitos necessários para resistência, durabilidade e segurança
PEÇA RECOMENDAÇÕES DE RESISTÊNCIA, DURABILIDADE E SEGURANÇA