O autor agradece a ajuda do Sr. E. Messer e do Prof. W. Laurig por sua contribuição aos aspectos biomecânicos e de design, e ao Prof. H. Stein e ao Dr. R. Langer por sua ajuda com os aspectos fisiológicos do polimento processar. A pesquisa foi apoiada por uma doação do Comitê de Pesquisa e Prevenção em Segurança e Saúde Ocupacional, Ministério do Trabalho e Assuntos Sociais, Israel.

O design das bancadas de trabalho operadas manualmente e os métodos de trabalho na indústria de polimento de diamantes não mudaram por centenas de anos. Estudos de saúde ocupacional de polidores de diamante identificaram altas taxas de distúrbios musculoesqueléticos das mãos e braços, especificamente, neuropatia ulnar no cotovelo. Isso se deve às altas demandas musculoesqueléticas impostas à parte superior do corpo na prática dessa profissão manual intensiva. Um estudo realizado no Technion Israel Institute of Technology dedicou-se à investigação dos aspectos ergonômicos e doenças ocupacionais relacionadas às questões de segurança entre artesãos da indústria de lapidação de diamantes. As tarefas nesta indústria, com suas altas demandas por movimentos manipulativos, incluem movimentos que requerem esforços manuais frequentes e rápidos. Uma revisão epidemiológica realizada durante os anos de 1989-1992 na indústria de diamantes israelense apontou que os movimentos manipulativos experimentados no polimento de diamantes muitas vezes causam sérios problemas de saúde ao trabalhador nas extremidades superiores e na parte superior e inferior das costas. Quando esses riscos ocupacionais atingem os trabalhadores, ocorre uma reação em cadeia que acaba afetando também a economia do setor.

Por milhares de anos, os diamantes foram objetos de fascínio, beleza, riqueza e valor de capital. Artesãos e artistas habilidosos tentaram, ao longo dos tempos, criar beleza aprimorando a forma e os valores dessa forma única de formação de cristal de carbono duro. Em contraste com as conquistas contínuas da criação artística com a pedra nativa e o surgimento de uma grande indústria internacional, muito pouco foi feito para melhorar algumas condições de trabalho questionáveis. Uma pesquisa nos museus de diamantes na Inglaterra, África do Sul e Israel permite tirar a conclusão histórica de que o local de trabalho tradicional de polimento não mudou por centenas de anos. As ferramentas típicas de polimento diamantado, a bancada de trabalho e os processos de trabalho são descritos por Vleeschdrager (1986) e são universalmente comuns a todas as configurações de polimento.

A avaliação ergonômica realizada nos setups de fabricação de diamantes aponta para uma grande falta de projeto de engenharia da estação de trabalho de polimento, o que causa dores nas costas e estresse no pescoço e nos braços devido à postura de trabalho. Um estudo de micromovimento e análise biomecânica dos padrões de movimento envolvidos na profissão de polimento de diamantes indicam movimentos de mão e braço extremamente intensos que envolvem alta aceleração, movimento rápido e alto grau de repetitividade em ciclos de curto período. Uma pesquisa de sintomas de polidores de diamante indicou que 45% dos polidores tinham menos de 40 anos de idade e, embora representem uma população jovem e saudável, 64% relataram dor nos ombros, 36% dor na parte superior do braço e 27% dor no braço inferior. O ato de polir é realizado sob uma grande quantidade de pressão “manual na ferramenta” que é aplicada a um disco de polimento vibratório.

A primeira descrição conhecida de uma estação de trabalho de polimento de diamantes foi dada em 1568 pelo ourives italiano Benvenuto Cellini, que escreveu: “Um diamante é friccionado contra o outro até que, por abrasão mútua, ambos tomem a forma que o polidor habilidoso deseja alcançar”. A descrição de Cellini poderia ter sido escrita hoje: o papel do operador humano não mudou nesses 400 anos. Se examinarmos as rotinas de trabalho, as ferramentas manuais e a natureza das decisões envolvidas no processo, veremos que a relação usuário-máquina também pouco mudou. Esta situação é única entre a maioria das indústrias onde grandes mudanças ocorreram com a entrada de automação, robótica e sistemas de computador; estes mudaram completamente o papel do trabalhador no mundo de hoje. No entanto, descobriu-se que o ciclo de trabalho de polimento é muito semelhante, não apenas na Europa, onde a arte de polir começou, mas na maioria das indústrias em todo o mundo, seja em instalações avançadas nos Estados Unidos, Bélgica ou Israel - que se especializam em geometria sofisticada e produtos de diamante de alto valor - ou as instalações na Índia, China e Tailândia, que geralmente produzem formas populares e produtos de valor médio.

O processo de polimento baseia-se na retificação do diamante bruto fixo sobre o pó de diamante aderido à superfície do disco de polimento. Devido à sua dureza, apenas a retificação por fricção contra material de carbono semelhante é eficaz na manipulação da forma do diamante para seu acabamento geométrico e brilhante. O hardware da estação de trabalho é composto por dois grupos básicos de elementos: mecanismos da estação de trabalho e ferramentas portáteis. O primeiro grupo inclui um motor elétrico, que gira um disco de polimento em um eixo cilíndrico vertical, talvez por um único acionamento direto; uma mesa plana sólida que envolve o disco de polimento; um banco e uma fonte de luz. As ferramentas operacionais manuais consistem em um suporte de diamante (ou espiga) que abriga a pedra bruta durante todas as fases de polimento e geralmente é segurado na palma da mão esquerda. A obra é ampliada com uma lente convexa que é mantida entre o primeiro, segundo e terceiro dedos da mão direita e vista com o olho esquerdo. Este método de operação é imposto por um rigoroso processo de treinamento que na maioria dos casos não leva em consideração a lateralidade. Durante o trabalho a polidora assume uma postura reclinada, pressionando o suporte contra o disco abrasivo. Essa postura requer o apoio dos braços na mesa de trabalho para estabilizar as mãos. Como resultado, o nervo ulnar é vulnerável a lesões externas devido à sua posição anatômica. Tal lesão é comum entre os polidores de diamantes e é aceita como uma doença ocupacional desde a década de 1950. O número de polidores em todo o mundo hoje é de cerca de 450,000, dos quais aproximadamente 75% estão localizados no Extremo Oriente, principalmente na Índia, que expandiu drasticamente sua indústria de diamantes nas últimas duas décadas. O polimento é feito manualmente, sendo cada uma das facetas do diamante produzida por polidores treinados e especializados em determinada parte da geometria da pedra. Os polidores são uma clara maioria da força de trabalho de diamantes, compondo cerca de 80% da força de trabalho geral da indústria. Portanto, a maioria dos riscos ocupacionais desta indústria pode ser tratada através da melhoria da operação da estação de trabalho de polimento de diamante.

A análise dos padrões de movimento envolvidos no polimento mostra que a rotina de polimento consiste em duas sub-rotinas: uma rotina mais simples chamada ciclo de polimento, que representa a operação básica de polimento de diamante, e uma mais importante chamada ciclo de faceta, que envolve uma inspeção final e uma mudança de posição da pedra no suporte. O procedimento geral inclui quatro elementos básicos de trabalho:

1. Polimento. Esta é simplesmente a operação de polimento real.
2. Inspeção. A cada poucos segundos, o operador, usando uma lupa, inspeciona visualmente o progresso feito na faceta polida.
3. Dop ajustadorest. Um ajuste angular é feito na cabeça do porta-diamantes (dop).
4. mudança de pedra. O ato de mudar as facetas, que é feito girando o diamante em um ângulo predeterminado. São necessárias cerca de 25 repetições desses quatro elementos para polir a faceta de um diamante. O número de tais repetições depende de aspectos como a idade do operador, dureza e características da pedra, hora do dia (devido à fadiga do operador) e assim por diante. Em média, cada repetição leva cerca de quatro segundos. Um estudo de micromovimento realizado no processo de polimento e a metodologia utilizada é dado por Gilad (1993).

Dois dos elementos - polimento e inspeção - são executados em posturas de trabalho relativamente estáticas, enquanto as chamadas ações de "mão para polir" (H para P) e "mão para inspecionar" (H para I) requerem movimentos curtos e rápidos do ombro , cotovelo e punho. A maioria dos movimentos reais de ambas as mãos são realizados por flexão e extensão do cotovelo e pronação e supinação do cotovelo. A postura corporal (costas e pescoço) e todos os outros movimentos, exceto o desvio do punho, permanecem relativamente inalterados durante o trabalho normal. O suporte de pedra, que é construído com uma haste de aço de seção transversal quadrada, é mantido de forma a pressionar os vasos sanguíneos e o osso, o que pode resultar em uma redução do fluxo sanguíneo para os dedos anelar e mínimo. A mão direita segura a lupa durante todo o ciclo de polimento, exercendo pressão isométrica nos três primeiros dedos. Na maior parte do tempo, as mãos direita e esquerda seguem padrões de movimento paralelos, enquanto no movimento “mão para moer” a mão esquerda conduz e a mão direita começa a se mover após um pequeno atraso, e no movimento “mão para inspecionar” a ordem é invertida. As tarefas da mão direita envolvem segurar a lupa no olho esquerdo inspecionando enquanto apoia a mão esquerda (flexão do cotovelo) ou colocar pressão na cabeça do porta-diamante para melhor retificação (extensão do cotovelo). Esses movimentos rápidos resultam em rápidas acelerações e desacelerações que terminam em uma colocação muito precisa da pedra no disco de moagem, o que exige um alto nível de destreza manual. Deve-se notar que leva muitos anos para se tornar proficiente a ponto de os movimentos de trabalho serem quase reflexos embutidos executados automaticamente.

Aparentemente, o polimento de diamantes é uma tarefa simples e direta, e de certa forma é, mas requer muita habilidade e experiência. Ao contrário de todas as outras indústrias, onde a matéria-prima e processada são controladas e fabricadas de acordo com especificações exatas, o diamante bruto não é homogêneo e cada cristal de diamante, grande ou pequeno, deve ser verificado, categorizado e tratado individualmente. Além da habilidade manual necessária, o polidor deve tomar decisões operacionais em todas as fases de polimento. Como resultado da inspeção visual, devem ser tomadas decisões sobre fatores como correção espacial angular - um julgamento tridimensional - quantidade e duração da pressão a ser aplicada, posicionamento angular da pedra, ponto de contato no disco de moagem, entre outros . Muitos pontos significativos devem ser considerados, tudo no tempo médio de quatro segundos. é importante entender esse processo de tomada de decisão quando as melhorias são projetadas.

Antes que alguém possa avançar para o estágio em que a análise de movimento pode ser usada para definir um melhor design ergonômico e critérios de engenharia para uma estação de trabalho de polimento, é preciso estar ciente de outros aspectos envolvidos neste sistema exclusivo de máquina de usuário. Nesta era pós-automação, ainda encontramos a parte da produção da bem-sucedida e crescente indústria de diamantes quase intocada pelos enormes avanços tecnológicos feitos nas últimas décadas. Embora quase todos os outros setores da indústria tenham passado por mudanças tecnológicas contínuas que definiram não apenas os métodos de produção, mas também os próprios produtos, a indústria de diamantes permaneceu praticamente estática. Uma razão plausível para essa estabilidade pode ser o fato de que nem o produto nem o mercado mudaram ao longo dos tempos. O design e as formas dos diamantes, na prática, permaneceram quase inalterados. Do ponto de vista comercial, não havia razão para mudar o produto ou os métodos. Além disso, como a maior parte do trabalho de polimento é feito por subcontratação de trabalhadores individuais, a indústria não teve problemas em regular a força de trabalho, ajustando o fluxo de trabalho e a oferta de diamantes brutos de acordo com as flutuações do mercado. Enquanto os métodos de produção não mudarem, o produto também não mudará. Com a adoção de tecnologia mais avançada e automação pela indústria diamantífera, o produto mudará, com maior variedade de formas disponíveis no mercado. Mas um diamante ainda tem uma qualidade mística que o diferencia de outros produtos, um valor que pode diminuir quando passa a ser considerado apenas mais um item produzido em massa. Recentemente, porém, as pressões do mercado e a chegada de novos centros de produção, principalmente no Extremo Oriente, estão desafiando os antigos centros europeus estabelecidos. Isso está forçando a indústria a examinar novos métodos e sistemas de produção e o papel do operador humano.

Ao considerar a melhoria da estação de trabalho de polimento, deve-se considerá-la como parte de um sistema usuário-máquina regido por três fatores principais: o fator humano, o fator tecnológico e o fator comercial. Um novo design que leva em consideração os princípios ergonômicos proporcionará um trampolim para uma melhor célula de produção no sentido amplo do termo, significando conforto durante longas horas de trabalho, um produto de melhor qualidade e maiores taxas de produção. Duas abordagens de design diferentes foram consideradas. Uma envolve um redesenho da estação de trabalho existente, com o trabalhador recebendo as mesmas tarefas para executar. A segunda abordagem é observar a tarefa de polimento de maneira imparcial, visando uma estação total ideal e um projeto de tarefa. Um projeto total não deve ser baseado na estação de trabalho atual como entrada, mas na futura tarefa de polimento, gerando soluções de projeto que integrem e otimizem as necessidades dos três fatores do sistema mencionados acima.

Atualmente, o operador humano executa a maioria das tarefas envolvidas no ato de polir. Essas tarefas executadas por humanos dependem do “preenchimento” e da experiência de trabalho. Este é um processo psicofisiológico complexo, apenas parcialmente consciente, baseado em tentativa e erro que permite ao operador executar operações complexas com uma boa previsão do resultado. Durante os ciclos periódicos diários de trabalho de milhares de movimentos idênticos, o “preenchimento” se manifesta na operação humano-automática da memória motora executada com grande precisão. Para cada um desses movimentos automáticos, pequenas correções são feitas em resposta ao feedback recebido dos sensores humanos, como os olhos, e os sensores de pressão. Em qualquer futura estação de trabalho de polimento de diamante, essas tarefas continuarão a ser executadas de maneira diferente. Quanto ao próprio material, na indústria diamantífera, ao contrário da maioria das outras indústrias, o valor relativo da matéria-prima é muito alto. Este fato explica a importância de aproveitar ao máximo o volume do diamante bruto (ou peso da pedra) para obter a maior pedra líquida possível após o polimento. Essa ênfase é fundamental em todas as etapas do processamento do diamante. Produtividade e eficiência não são medidas apenas por referência ao tempo, mas também pelo tamanho e precisão alcançados.

Os quatro elementos de trabalho repetitivo - "polir", "mão para inspecionar", "inspecionar" e "mão para polir" - conforme executados no ato de polir, podem ser classificados em três categorias principais de tarefas: tarefas motoras para elementos de movimento, tarefas visuais tarefas como elementos de detecção e controle e gerenciamento como elementos de conteúdo de decisão. Gilad e Messer (1992) discutem considerações de design para uma estação de trabalho ergonômica. A Figura 1 apresenta um esboço de uma célula de polimento avançada. Apenas a construção geral é indicada, uma vez que os detalhes de tal projeto são guardados como um “know-how” profissionalmente restrito. O termo célula de polimento é usado porque este sistema usuário-máquina inclui uma abordagem totalmente diferente para polir diamantes. Além de melhorias ergonômicas, o sistema é composto por dispositivos mecânicos e optoeletrônicos que possibilitam a fabricação de três a cinco pedras ao mesmo tempo. Partes das tarefas visuais e de controle foram transferidas para operadores técnicos e o gerenciamento da célula de produção é mediado por uma unidade de exibição que fornece informações momentâneas sobre geometria, peso e movimentos operacionais opcionais para oferecer suporte a atos operacionais ideais. Esse projeto leva a estação de trabalho de polimento alguns passos à frente na modernização, incorporando um sistema especialista e um sistema de controle visual para substituir o olho humano em todos os trabalhos de rotina. Os operadores ainda poderão intervir a qualquer momento, configurar dados e fazer julgamentos humanos sobre o desempenho da máquina. O manipulador mecânico e o sistema especialista formarão um sistema de circuito fechado capaz de realizar todas as tarefas de polimento. O manuseio do material, o controle de qualidade e a aprovação final ainda serão da responsabilidade do operador. Nesta fase de um sistema avançado, seria apropriado considerar o emprego de tecnologia superior, como uma polidora a laser. Atualmente, os lasers estão sendo usados ​​extensivamente para serrar e cortar diamantes. Usar um sistema tecnologicamente avançado mudará radicalmente a descrição da tarefa humana. A necessidade de polidores qualificados diminuirá até que eles lidem apenas com o polimento de diamantes maiores e mais valiosos, provavelmente com supervisão.

Figura 1. Apresentação esquemática de uma célula de polimento

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