| Resumo: | Em missões espaciais os sistemas cardiovascular, muscular e ósseo são afetados pela falta da ação da força gravitacional terrestre. O descondicionamento muscular pode limitar a capacidade de trabalho da tripulação devido à atrofia e à fraqueza muscular. Em microgravidade e hipogravidade há também mudanças nas estruturas e funções de células ósseas incluindo morfologia, citoesqueleto, crescimento celular e diferenciação, dando início a osteopenia que pode evoluir para osteoporose. Ao analisar que o alto impacto da corrida e caminhada causa estresse necessário para estimular os músculos e ossos responsáveis pela manutenção da postura reduzindo os danos causados pela hipogravidade, as pesquisas relacionadas aos sistemas simuladores de marcha aumentaram consideravelmente tornando-os necessários para evitar descondicionamento ósseo, muscular e cardiovascular antes, durante e após missão espacial. A criação de um Sistema de Simulação de Marcha em Hipogravidade (SSMH) possibilita o estudo das ações nocivas desse ambiente em órbita. Sendo assim, o presente estudo objetivou desenvolver um sistema de simulação de marcha em hipogravidade para estudos sobre fisiologia e biomecânica aeroespacial. Para que esse sistema seja possível, um planejamento estrutural e funcional foi elaborado.Para o desenvolvimento de um protótipo funcional foram necessários os subsistemas: estrutural, utilizando uma estrutura já existente no laboratório de engenharia aeroespacial; suspensão, que envolve a soldagem do suporte para fixação da esteira e adaptação dos suportes cabide, bem como os cabos, fitas e colete envolvidos; de Força, composto pela esteira ergométrica e plataforma de força composta por um CPU de transferência de dados; de comunicação, que é responsável pela comunicação entre plataforma de força e interagir com uma CPU para o recebimento, visualização e armazenamento de dados; e, por fim, simulação, composto por um dinamômetro e um conjunto de cordas elásticas causando diferentes tensões. Os resultados apresentados mostraram que a SSMH foi capaz de simular os ambientes de Marte, Lua e Terra e também, capaz de aumentar ou diminuir o peso aparente do voluntário através da tensão imposta pelas cordas na superfície da esteira. O sub-sistema de comunicação mostrou-se apto a armazenar transferir os dados recebidos da CPU da plataforma de força para o computador, em casos de armazenamento, e transmitir os dados aos avaliadores em caso de teste. E, por fim, a estrutura permaneceu não apresentando tremor ou oscilação quando as cargas eram manuseadas para execução dos testes.
In space missions, the cardiovascular, muscular and bony systems are affected by the lack of the action of the terrestrial gravitational force. Muscle deconditioning may limit the crew's ability to work due to atrophy and muscle weakness. In microgravity and hypogravity, there are also changes in the structures and functions of bone cells, including morphology, cytoskeleton, cell growth and differentiation, leading to osteopenia, which can progress to osteoporosis. When analyzing that the high impact of running and walking causes the stress necessary to stimulate the muscles and bones responsible for maintaining the posture by reducing the damage caused by the hypogravity, the investigations related to the gait simulator systems have increased considerably making them necessary to avoid bone deconditioning, Muscular and cardiovascular before, during and after space mission. The development of Gait System in Hypogravity Simulation (GSHS) allows the study of the harmful actions of the extraterrestrial environment. Thus, the present study aimed to develop a GSHS to study aerospace biomechanics and physiology.For this system to be possible, a structural and functional planning was elaborated. For the development of a functional prototype, the sub-systems were necessary: Structural, using an already existing structure in the aerospace engineering laboratory; Suspension, which involves welding the support for fixing the mat and adapting the hanger supports, as well as the cables, ribbons and vest involved; Strength, consisting of treadmill and a force platform with a CPU to transfer; Which is responsible for communicating between force platform and interacting with a CPU for receiving, store and visualization data; And, finally, simulation, composed of a dynamometer and a set of elastic cords causing different stresses. The results showed that the GSHS is able to simulate the environments of Mars, Moon and Earth being able also to increase or decrease the apparent weight of the volunteer through the tension imposed by the ropes on the surface of the treadmill. The communication sub-system was able to store transfer data received from the CPU from the power platform to the computer in case of storage and transmit the data to the evaluators in case of testing. And finally, the structure remained stable with no tremor or oscillation when the loads were handled for the tests. |
