Exoesqueleto Para Pessoas Paraplégicas

Exoesqueleto para pessoas paraplégicas

Leonardo Rossini [e-mail] 

Resumo

O desenvolvimento de exoesqueletos para pessoas deficientes começou logo após as   duas guerras mundiais, onde muitas pessoas sofreram mutilações, desta forma pesquisadores começaram a trabalhar em soluções para esses indivíduos. Com o passar dos anos surgiram várias alternativas, para suprir essas deficiências, que vem sendo aperfeiçoadas. Existem alguns tipos de exoesqueletos sendo eles, mecânicos onde a pessoa realiza todo o esforço com trabalho manual e os exoesqueletos robóticos, os quais o indivíduo pode se locomover sem realizar muito esforço. A finalidade deste artigo será um esclarecimento sobre como é o funcionamento de um exoesqueleto em um indivíduo sem o movimento dos membros inferiores. Com a evolução destes aparatos foi perceptível um maior interesse em desenvolver os exoesqueletos robóticos, visto que, a eletrônica avança em um nível extremamente rápido, sendo possível estar atualizando cada vez mais estes dispositivos.

Palavres chave: exoesqueleto, exoesqueleto robótico, paraplégico.

1.Introdução

Como a expectativa de vida da população está aumentando com o passar dos anos o número de pessoas portadoras de paraplegia também vem aumentando, e, consequentemente a quantidade de estudos para suprir essas necessidades estão sendo cada vez mais requeridos. Segundo uma pesquisa feita pelo IBGE (2015) o número de pessoas portadoras de deficiência física representam 1,3% da população brasileira, mas essa porcentagem é sobre os deficientes físicos em geral. Pode não parecer muito, mas, se convertermos esse valor para números, a quantidade de brasileiros portadores de deficiência física é de aproximadamente 2 milhões de pessoas.

A falta de movimentação dos músculos gera sérios problemas, tais como, a diminuição da massa muscular, diminuição da capacidade aeróbica, infecção urinaria disfunção renal e problemas cardíacos, isso contribui para a diminuição da expectativa de vida da pessoa. Conforme Moore (1988) “se os paraplégicos ficassem em pé e andassem, estes teriam enormes benefícios físicos”.

Existem diversas soluções para pessoas com esse tipo de deficiência, a que será abordada neste artigo é o exoesqueleto robótico, este tipo de dispositivo tem por finalidade permitir ao usuário se locomover independentemente, alguns modelos necessitam de uma muleta para auxiliar o indivíduo a manter o equilíbrio, outros possuem um número maior de articulações possibilitando maior mobilidade, enfim, cada montadora desenvolve seu próprio sistema de acordo com a necessidade do cliente.

Por ter muita eletrônica envolvida, e os materiais serem relativamente caros, o valor de um exoesqueleto robótico está muito acima do poder aquisitivo da maior parte da população, isso explica o fato de não se ver nas ruas pessoas utilizando estes dispositivos. Um exemplo é o exoesqueleto robótico comercializado pela empresa Parker Hannifin que custa cerca de US$ 80 mil (sem taxas ou impostos, cerca de R$ 305 mil). Como foi dito no texto, existem diversos tipos de dispositivos para paraplégicos, ao decorrer deste artigo serão apresentados e comparados alguns modelos em relação ao seu custo e tecnologia.

2.Referencial teórico

Pessoas que possuem paralisia muscular dos membros inferiores são denominadas paraplégicas, essa deficiência pode ser adquirida de várias maneiras sendo elas:

Doenças como por exemplo a poliomielite, neuropatia, lesão do nervo focal, entre outras; Acidentes nos quais a vítima tenha sofrido lesão na coluna espinhal, mais precisamente entre as vertebras T2 e L1; Falta de alguns elementos importantes para o bom funcionamento dos nervos e músculos como vitaminas do complexo B, podendo ser reversíveis ou permanentes dependendo da gravidade da situação. (OHARA, 2016)

2.1.Exoesqueleto

Exoesqueleto (desenvolvido para seres humanos) é o nome dado para a estrutura esquelética localizada fora do corpo responsável por dar equilíbrio e sustentação ao seu usuário,

Segundo Santos (2011) um exoesqueleto pode ser definido como uma órtese capaz de fornecer estrutura para sustentação do membro afetado ele também é capaz de realizar movimentos automáticos que podem ter sido perdidos pela pessoa.

2.2.Exoesqueleto robótico

O exoesqueleto robótico funciona basicamente através de estrutura feita de um material resistente, e um sistema responsável pelas articulações, geralmente são utilizados motores elétricos com redutores. Alguns modelos utilizam muletas para auxiliar no equilíbrio do indivíduo, outros fazem esse controle através de sensores conectados a musculatura, que recebem sinais do cérebro e acionam os atuadores elétricos fazendo com que a pessoa consiga se deslocar sem perder o equilíbrio.

Mas para construir um equipamento desses é necessário um estudo dos movimentos humanos como a marcha, subir e descer escadas, levantar e sentar e também para a escolha dos atuadores é preciso ter e mente qual será a utilização do exoesqueleto.

De acordo com a autora Garcés (2013), será realizado um breve comparativo com relação aos três tipos de sistemas de atuadores:

Um sistema hidráulico tem como vantagens:

 - A Possibilidade de se obter forças maiores que as forças obtidas com sistemas elétricos ou pneumáticos, devido à característica incompressível dos líquidos;

- As velocidades obtidas são menores em comparação aos sistemas elétricos ou pneumáticos;

E as principais desvantagens deste sistema são:

 - A necessidade de manutenção constante;

- O fato de que os atuadores hidráulicos, bombas, válvulas entre outros equipamentos básicos que compõem este sistema são em geral mais caros que os componentes elétricos;

Um sistema pneumático apresenta algumas vantagens sobre outros tipos de sistemas, entre elas se encontram:

 - O fluido de trabalho é o ar, o qual é abundante e ilimitado.

- O ar é um elemento antideflagrante com o qual este sistema não apresenta o risco de iniciação ou propagação de uma explosão em ambientes inflamáveis.

- Não são requeridos canais de retorno, pois uma vez que a tarefa termina, o ar pode voltar diretamente à atmosfera.

- Devido ao ar comprimido ser armazenado em acumuladores e ser possível transportar estes acumuladores, há a possibilidade de realizar as tarefas onde e quando sejam necessárias.

-  Devido à característica compressível do ar, é possível atingir pressões altas; as quais são transformadas em forças e torques altos.