O documento discute os efeitos do transporte de cargas em mochilas no corpo humano, realizando uma revisão bibliográfica sobre os aspectos biomecânicos, fisiológicos e ergonômicos. Apresenta as bases anatômicas da coluna vertebral e discos intervertebrais, e como o excesso de carga pode causar lesões nessa região do corpo.

1. 1 INTRODUÇÃO
O transporte de objetos militares, acessórios de camping, materiais escolares e itens
em geral, vêm conquistando extensamente o hábito pelo uso de mochilas em diversos
grupos, desde as forças armadas, turistas e estudantes (ORLOFF et al, 2004; STUEMPFLE
et al., 2004). A aceitabilidade da mochila por esses grupos deve estar relacionada ao
conforto e a variedade de modelos e tamanhos disponíveis no mercado (KNAPIK et al.,
2004).
A utilização da mochila e as repercussões na saúde dos usuários têm causado
grande interesse de pesquisadores em muitos países, devido às conseqüências relacionadas
ao aparecimento de ferimentos nas costas entre crianças e adultos (STEELE et al., 2004;
LAFIANDRA e HARMAN, 2004; MACKIE et al., 2005; BIRRELL et al., 2007).
Um exemplo a respeito dos ferimentos causado devido ao uso de mochila vem da
comissão de segurança de produtos aos consumidores (CPSC), entidade australiana,
estimou que 7.277 visitas na emergência eram resultantes de ferimentos relacionados ao
uso de mochilas. O CPSC relata também que ferimentos relacionados com mochilas
aumentaram acima de 330 por cento desde 1996 (ILLINOIS STATE BOARD OF
EDUCATION, 2006).
A mochila é um dispositivo comum capaz de aumentar a potencialidade humana no
carregamento de carga, mas quando carregadas pesadamente pode ainda oferecer prejuízos
aos usuários. Ao longo das ultimas décadas estudos biomecânicos, fisiológicos e
ergonômicos vem propondo melhorias aos projetos das mochilas, desde adição de tecidos
mais leves e confortáveis capazes de melhorar o sistema de transporte de cargas pelas
mochilas. Muitas melhorias de desenho e estrutura foram agregadas nas décadas passadas,
entretanto mais pesquisas são necessárias para compreender inteiramente as respostas das
forças estáticas e dinâmicas pelo corpo humano (PELOT et al., 2001).
O fator que mais chama a atenção dos pesquisadores esta relacionada ao peso
elevado carregado pelos indivíduos, dessa forma inicialmente reduções do peso
transportado pode restringir os riscos de ferimentos quando comparados as cargas acima de
15% do peso corporal. Ren et al., (2007), afirma que carregar mochilas com peso excessivo
pode desencadear ferimentos graves na região dos ombros e costas. Supostamente pode
levantar através de algumas pesquisas que o desenvolvimento de ferimentos na população

2. 2
adulta, pode conseqüência da falta de atividades físicas regulares, contribuindo
significativamente na fragilidade muscular dos indivíduos e gerando redução da
capacidade e habilidade dos indivíduos em suportar sobrecargas adicionais quando
expostos ao carregamento.
Pesquisas dirigidas com escolares sugerem recomendações sobre o peso da carga, a
níveis seguros, variando de 10 a 15% do peso corporal (HONG e CHEUNG, 2003;
BRACKLEY et al., 2004; CHOW, et. al., 2005; DEVROEY et al., 2007). Embora os
indivíduos apresentem diferenças quanto seu desenvolvimento, crescimento e maturação
biológica, as cargas recomendadas nas pesquisas em adultos, são semelhantes às
desenvolvidas em escolares, conforme observados nos experimentos de coletas de dados.
Os resultados da exposição do corpo a tais sobrecargas apresentam certas
indagações a cerca das respostas individuais durante a locomoção, controle da fadiga e
biomecânica do tronco (CHRISTIE et al., 2005; BASTIEN et al., 2005; ABE et al., 2004).
As diferenças de gênero, antropometria e condições físicas devem ser observadas durante o
desenvolvimento do estudo com objetivo de reduzir erros de interpretações e conclusões
dos resultados.
Os soldados e montanhistas freqüentemente carregam cargas elevadas chegando até
60% do peso corporal, representando um componente substancial do aparecimento da
fadiga e risco aumentado de ferimento nas costas (BIRRELL, 2007; VANDERBURGH e
FLANAGAN, 2000; ATTWELLS et al., 2006). Este aumento da carga é previsível devido
ao peso das armas, equipamento de proteção, comunicações e mobilidade (KNAPIK et al.,
2004).
O foco central do estudo é compilar as pesquisas publicadas na ultima década,
buscando evidências atualizadas para o transporte de cargas em mochilas em adultos,
centralizando o interesse em adultos militares e esportistas praticantes de montanhismo,
tendo como base o histórico das linhas de pesquisas no campo da Biomecânica, Fisiologia
e Ergonomia.

3. 3
2 OBJETIVOS DO ESTUDO
2.1 Geral
Realizar estudo de revisão bibliográfica, sobre as conclusões e recomendações
publicadas pela literatura ao analisar os efeitos biomecânicos, fisiológicos e ergonômicos
resultante do transporte de cargas através da mochila.
2.2 Específicos
a) Reunir e compilar as idéias ou recomendações dos principais estudos e as
evidências apresentadas sobre os fatores de riscos e o aparecimento de dores nas costas;
b) Direcionar e recomendar estudos e projetos futuros baseados no transporte
de carga em mochilas.

4. 4
3 METODOLOGIA
A revisão sistemática da literatura tem como objetivo apresentar informações sobre
os aspectos biomecânicos, fisiológicos e ergonômicos em resposta ao uso da mochila na
população adulta, tomando como referencia o critério de classificação para idade em
relação ao crescimento, desenvolvimento e a maturação biológica dos indivíduos proposto
pelo National Center Health Survey (NCHS). A revisão sistemática da literatura foi
realizada a partir das bases de dados on-line. Foi determinado um marco cronológico a
partir do ano de publicação do artigo científico de Knapik et al., (1996) – “Load carriage
using packs: A review of physiological, biomechanical and medical aspects”, até o ano de
publicação científica em 2007, cujo levantamento bibliográfico tende a abordar de forma
atualizada os avanços e as evidências contemporâneas sobre o tema, conforme
desenvolvido pelo estudo de base citado acima. Para auxiliar na coleta dos dados foram
utilizadas as seguintes palavras chaves: mochila, dispêndio energético, condicionamento
físico, andar, coluna vertebral, carregamento de cargas, cinemática, cinética e ergonomia.
As palavras chaves em inglês foram: backpack, energy expenditure, physical
conditioning, gait, column vertebral, load carriage, kinematic, kinetic e ergonomics. A
revisão foi ampliada através de busca em outras fontes, tais como documentos
governamentais e não governamentais, sites na Internet sobre montanhismo e referências
citadas nos artigos obtidos.
Os artigos selecionados preenchiam os seguintes critérios: amostra com idade
referenciada como adulta acima de 19 anos independente do gênero, conforme (NCHS)
tendo sido publicados em português ou inglês; incluir resumo; ter como foco o uso de
mochilas.

5. 5
4 REVISÃO DE LITERATURA
A revisão de literatura procurou buscar e apresentar as principais evidências
científicas publicadas ao longo da ultima década a cerca das condições envolvidas no
transporte das cargas em mochilas em adultos, direcionando o foco diretamente aos grupos
de militares e montanhistas. Os fatores biomecânicos relacionados às pesquisas com
mochilas estão orientados na busca por resultados que comprovem e forneçam indicadores
confiáveis quanto ao volume de peso e posicionamento adequado da carga durante o uso de
mochilas. Os estudos apresentados neste trabalho documentaram as reações cinemáticas e
cinéticas em conseqüência das ações de forças sobre a estrutura músculos-esqueléticas e as
alterações na locomoção, através do uso de métodos científicos próprios, envolvendo todas
as etapas do trabalho científico.
Os achados sobre a fisiologia humana buscaram encontrar as respostas metabólicas
durante o transporte de cargas em relação à freqüência, intensidade e duração, observando
também as diferenças entre os desenhos das mochilas. Os estudos referenciados
apresentaram informações importantes entre as diferenças de gêneros, composição
corporal, índices hemodinâmicos e metabólicos que poderão servir de orientações para
trabalhos futuros.
Por fim os resultados dos estudos ergonômicos durante o carregamento de cargas
em mochilas foram orientados na busca dos indicativos da percepção de conforto,
usabilidade e segurança durante o uso do acessório de auxilio ao transporte de cargas.
Com as três linhas de conhecimento descritas anteriormente, o trabalho busca
compilar e apresentar os achados, na tentativa de construir relações que possam esclarecer
as razões do aparecimento das lesões músculos-esqueléticas, bem como sugerir
recomendações preventivas para o acometimento de desordens na coluna vertebral.
4.1 BASES ANATOMICAS HUMANA
A distribuição das estruturas ósseas é dada de acordo com as características
regionais. A coluna vertebral é construída de 33 ou 34 ossos irregulares chamadas de

6. 6
vértebras, divididos em cinco grupos de ossos diferentes entre si: 7 cervicais, 12 torácicas,
5 lombares e 4 coccígeo (WATKINS, 2001; MOORE e DALLEY, 2001).
As funções da coluna vertebral são de sustentação do corpo e movimentação,
agindo como uma haste elástica que proporciona suporte rígido e flexível (HAMILL e
KNUTZEN, 1999). Isto é obtido através de um elaborado complexo anatômico que inclui
músculos, ligamentos, ossos e discos vertebrais.
Além da sustentação e movimento, a segunda função da coluna vertebral está
relacionada com a condução das estruturas nervosas através do canal vertebral e dos
foramens intervertebrais. A estrutura medular nervosa como tal estende-se desde C1
(primeira vértebra cervical) até L1 (primeira vértebra lombar). A partir desta, temos o
filum terminal, que compõem-se do final da medula e estende-se com a cauda eqüina
composta pelas raízes nervosas lombares e sacrais (MOORE e DALLEY, 2001).
Esta estrutura peculiar oferece proteção ideal a medula espinhal, altamente
especializada funcionalmente e vulnerável, mecanicamente quando exposta às sobrecargas
mecânicas com movimentos impróprios. Todas as vértebras têm uma estrutura semelhante,
o formato oco pelo qual passa a medula (ERNEST, 2000).
O funcionamento deste segmento depende do equilíbrio entre as forças e
flexibilidade exercidas pelos músculos. Qualquer alteração no equilíbrio produzira
possivelmente desconfortos, geralmente relatados na região lombares, tanto pelos
portadores de mochilas, orientadas no estudo pelos militares, esportistas e finalmente a
população em geral, em conseqüência laboral, ou recreativa.
4.2 DISCO INTERVERTEBRAL E ARTICULAÇÕES ENTRE OS CORPOS
VERTEBRAIS
Os ligamentos longitudinais são comuns a todos os discos intervertebrais, estão
posicionados anterior e posteriormente as vértebras, participam da estabilidade da coluna
vertebral principalmente na flexão e extensão, realizando duas funções: limitando o
movimento, e protegendo os discos intervertebrais (OLIVER, 1998).
As laminas dos arcos vertebrais adjacentes são unidas por tecido fibroso elástico
amarelo. Estes ligamentos impedem a separação da lâmina vertebral e, assim, a flexão

7. 7
abrupta da coluna vertebral evitando, normalmente, a lesão aos discos intervertebrais. Os
ligamentos interespinhais conectam os processos espinhosos adjacentes, fixando-se a raiz
até o ápice de cada processo. O ligamento supra-espinhal conecta-se os ápices dos
processos espinhosos de C7 até o sacro. O ligamento nucal estende da protuberância
occipital externa e margem posterior do forame magno até os processos espinhosos das
vértebras cervicais. Enquanto os ligamentos intertransversários, conectam os processos
transversos adjacentes (HAMILL e KNUTZEN, 1999; MOORE e DALLEY, 2001;
WATKINS, 2001).
O anel é composto em lâminas concêntricas de fibrocartilagem, que formam a
circunferência do disco intervertebral sendo mais fibrosos que cartilaginoso. Estas lâminas
perifericamente são convexas, como colares incompletos unidos por faixas fibrosas
sobrepondo-se umas às outras (vistas em seção vertical). As lâminas se unem de uma
maneira complexa, posteriormente as fibras em lâminas contíguas se entrecruzam.
Os estresses compressivos do disco são maiores na região torácica média e ainda
maior nas vértebras L5-S1 (KELLER et al., 2005). O comportamento da coluna vertebral
depois de carregamento indica que as dores lombares estão relacionadas às reduções na
capacidade de recuperação em comparação a magnitude de compreensão na coluna,
imposto durante uma sobrecarga mecânica (FOWLER et al., 2005).
Conforme Cheung et al., (2003) o fluxo dos fluidos e a deformação do disco
intervertebral eram dependentes da freqüência do carregamento. Supostamente o
carregamento e a vibração podem realçar a troca de fluidos do disco através do mecanismo
bombeando fluido.
Segundo Iatridis et al., (1999) os resultados indicaram que não há linearidade, em
conseqüência da compressão, viscosidade, força angular e estado degenerativo do disco,
todos afetam o comportamento material do anel fibroso, com implicações importantes para
o mecanismo de carregamento de carga no disco intervertebral.

8. 8
FIGURA 1 : ANATOMIA E LOCALIZAÇÃO DISCO VERTEBRAL
FONTE: www.nlm.nih.gov/.../ency/imagepages/19469.htm
4.3 CURVATURAS NORMAIS DA COLUNA VERTEBRAL
A coluna vertebral, se observada de perfil, apresenta quatro curvaturas fisiológicas,
que tem por objetivo distribuir as forças que atuam sobre o corpo humano, qualquer desvio
anormal destas curvaturas podem representar sobrecarga interna nos discos intervertebrais
da coluna (WATKINS, 2001)
A coluna quando vista de perfil é dividida em quatro curvas no indivíduo adulto;
lordose cervical, cifose torácica, lordose lombar e cifose sacral, entendendo que as junções
lombossacra e coccígena estão unidas (OLIVER e MIDDLEDITCH 1998; HAMILL e
KNUTZEN,1998).

9. 9
FIGURA 2: CURVAS DA COLUNA VERTEBRAL
Fonte U.S. National Library of Medicine,
No individuo adulto, as curvaturas com mesma direção da coluna embrionária são
denominadas primárias e as curvaturas de direção oposta, com concavidade posterior são
secundárias. As curvaturas secundárias (cervical e lombar) são extremamente móveis em
relação às primárias (cifose torácica e cifose sacral). Das três curvaturas pré-sacrais, a
cifose torácica é a menos móvel, enquanto que o sacro, formado de vértebras soldadas, não
apresenta quaisquer movimentos entre os seus segmentos (figura 2) (OLIVER e
MIDDLEDITCH, 1998; WATKINS, 2001; MOORE e DALLEY, 2001).
A curvatura primária da coluna vertebral é o resultado da flexão ventral do embrião.
Enquanto as curvaturas secundárias da coluna vertebral (lordose cervical e lordose lombar)
são côncavas dorsalmente e, sendo produzidas pela ação da musculatura fetal
(SOCIEDADE BRASILEIRA DE ANATOMIA, 2001).
4.4 MOVIMENTOS DO CORPO DA VÉRTEBRA
Os movimentos da coluna vertebral são o resultado de pequenos movimentos
permitidos entre as vértebras adjacentes. A amplitude de movimento entre duas vértebras
depende, fundamentalmente, da altura do disco: quanto mais alto o disco, maior seu grau
de compressão e, em conseqüência, maior a amplitude de movimento permitida. A direção

10. 10
do movimento, no entanto, depende particularmente da forma e do plano de orientação das
facetas zigoapofisárias. Os fatores limitantes de movimento nas articulações em geral,
como os ligamentos e o grau de alongamento dos músculos antagonistas aqui também são
importantes.
O corpo vertebral pode se mover nos planos sagital, vertical e frontal apresentando
seis graus de movimentos: translação anterior e posterior; rotação sagital anterior e
posterior; translação lateral; flexão lateral, distensão/compressão e rotação axial (OLIVER
e MIDDLEDITCH, 1998).
4.5 ANORMALIDADES CONGÊNITAS E ADQUIRIDAS DA COLUNA
VERTEBRAL
A postura pode ser definida como a posição do corpo no espaço, bem como a
relação direta de suas partes com a linha do centro de gravidade.
Na última década, os conceitos a respeito da estabilidade vertebral foram
redefinidos, visto que os modelos tradicionais da estabilidade desta estrutura consideram
somente a integridade do disco intervertebral e dos ligamentos vertebrais, os mecanismos
que contribuem à estabilidade vertebral são discutidos agora para incluir elementos neurais
e musculares (JEMMETT et al., 2004).
Estas curvaturas são bem visualizadas quando observamos a coluna lateralmente,
são conhecidas como; cifose e hiperlordose. Em caso de encontramos curvaturas
observando a coluna posteriormente, podemos visualizar a escoliose, tanto unilateral ou
bilateral.
4.5.1 CIFOSE TORÁCICA (HIPERCIFOSE)
Ainda não existem critérios uniformes para o diagnóstico hipercifose, estudos
atuais estimam a sua prevalência entre adultos mais velhos em 20% a 40%. As causas e
conseqüências da hipercifose não são bem compreendidas (KADO, et al., 2007).

11. 11
As mudanças do alinhamento das estruturas ósseas e articulares causam sobrecarga
em determinadas articulações, gerando uma atuação biomecânica imprópria, diminuindo a
eficiência mecânica e ligamentar, impedindo a manutenção adequada do equilíbrio
articular (RIBEIRO et al, 2002).
Os estudos de Chow et al., (2007), encontraram um significativo achatamento dos
discos intervertebrais nas regiões torácicas e lombares em conseqüência do aumento do
peso da mochila. As razões podem estar relacionadas aos impactos dos movimentos
durante os gestos motores (andar, correr e saltar), aceleração / desaceleração repentinos ao
carregar pesos pesados e esforço máximos tronco de extensão e flexão (ASHTON-
MILLER, 2004).
A verdadeira etiologia permanece desconhecida, mas parece haver uma forte
ligação genética, bem como uma contribuição ambiental (LOWE e LINE, 2007).
A presença da hipercifose em adultos diagnosticados pode ser um fator agravante
quando estes propõem a carregar mochilas, supostamente a adição de cargas na coluna
maximizará a sobrecargas aos discos torácicos e lombares.
4.5.2 LORDOSE
A lordose é um aumento exagerado nas curvaturas cervical e lombar. Essa posição
de curvatura acentuada é criada pelo posicionamento anterior da pelve ou pelo
enfraquecimento da musculatura abdominal (HAMILL e KNUTZEN, 1999).
De modo geral a observaram a associação do transporte de mochilas, alterações
ósteo-articulares pelo excesso de massa corporal e diminuição da estabilidade podem
agravar o desenvolvimento, mesmo que temporário de hiperlordose lombar (OLIVER e
MIDDLEDITCH, 1998).
Estudos clínicos demonstraram muitos casos de lombalgia onde são observados
danos nos corpos vertebrais ou no disco intervertebral. A principal causa das dores está
relacionada às fraturas originárias por ações compressoras (VAN DIEËN, et al., 1999).
Os fatores de risco postural para o aparecimento de lombalgias podem ser
parcialmente atribuídos a estabilidade da coluna vertebral. A estabilidade biomecânica da
coluna lombar é um fator importante na etiologia e controle dos distúrbios da lombalgia.

12. 12
Os achados sugerem um custo mecânico significativo no carregamento de carga
associado a dor lombar é resultado da co-ativação do músculo do tronco (MARRAS et al.,
2001). A tentativa do corpo de aumentar a estabilidade durante o transporte de cargas em
mochilas as curvas da coluna vertebral podem adotar ligeiros desvios (ORLOFF et al,
2004).
A presença de contrapeso na coluna pode repercutir compensações em mais de uma
curvatura esquelética. Legaye et al. (1998), revelou relacionamento significativo, para
indivíduos normais e escolióticos, através do parâmetro anatômico da incidência da
inclinação pélvica e sacral, que determina fortemente a lordose lombar. Resultados
cinemáticos foram significativos quando comparados com diferentes posturas de
levantamentos de cargas e forças internas geradas pelos músculos na coluna vertebral,
onde a maior flexão da coluna está intimamente relacionada aos efeitos descritos acima
(BAZRGARI, et al., 2006; ARJMAND e SHIRAZI-ADL, 2005).
4.5.3 ESCOLIOSE
A escoliose é a deformidade em que existe uma ou mais curvaturas laterais da
coluna. Pode ser funcional (ou fisiológica) e estrutural (ou patológica) (WATKINS, 2001).
A prevalência de escoliose na população em geral deve ser estimada aproximadamente
entre 1,4 a 12% (BIOT e PENDRIX, 1982; KOSTUIK e BENTIVOGLIO, 1981;
PERDRIOLLE e VIDAL, 1985 apud SCHWAB et al., 2002).
A escoliose do adulto é definida como uma deformidade espinhal com ângulo de
Cobb maior de 10 graus na planície do coronal. A degeneração assimétrica conduz à carga
assimétrica aumentada e conseqüentemente a uma progressão da degeneração e
deformidade, situada predominantemente na coluna lombar ou toraco-lombar são
completamente previsíveis (AEBI, 2005).
Stokes e Gardner-Morse (2004). analisaram os efeitos biomecânicos e a força
muscular da coluna vertebral que apresentava escoliose. Concluíram que os indivíduos

13. 13
com escoliose podem adotar estratégias diferentes da ativação muscular e que estas
estratégias podem determinar a progressão da escoliose.
Granata et al., (2005), estudaram a co-contração e diferenças de cargas na coluna
espinhal durante esforços isométricos de flexão e extensão. Os sinais de eletromiograficos
(EMG) foram coletados dos músculos do tronco de voluntários saudáveis durante esforços
isométricos. A co-contração média durante os esforços de flexão era aproximadamente
duas vezes o valor da co-contração durante a extensão, isto é 28% e 13% de forças geradas
pelos músculos respectivamente.
As cargas na coluna foram associadas com levantamento de peso de 9 quilogramas,
estimadas em três ângulos da flexão do tronco (0 grau, 22.5 graus, e 45 graus). A fatiga na
coluna pode ocorrer rapidamente quando o tronco é flexionado durante tarefas levantando
ocupacionais; entretanto, muitos milhares dos ciclos podem ser tolerados em uma postura
neutra (GALLAGHER et al., 2005).
A velocidade do movimento diminuiu significativamente durante as
experimentações mochilas carregada. Este estudo concluiu que carregar peso em mochilas
tem efeito na velocidade do movimento e no controle direcional (PALUMBO et al., 2001).
Os resultados dos estudos indicam que a velocidade dos movimentos, posturas
adotadas e peso transportado são indicadores de alteração na estrutura musculoesquelética
da coluna, observados pelos testes eletromiograficos e cinemáticos.
5 ASPECTOS BIOMECÂNICOS DO TRANSPORTE DE CARGAS EM
MOCHILAS.
O tópico a seguir referencia os estudos desenvolvidos na avaliação do movimento
humano, centrando prioritariamente nas pesquisas elaboradas com característica de
transporte de cargas em mochilas.
Para análise biomecânica do movimento em relação ao uso de mochilas, diferentes
perspectivas são utilizadas para aferir e descrever os efeitos cinemáticos, tanto espacial e
temporal, bem como os efeitos cinéticos, presentes nas forças atuantes durante o transporte
da mochila.

14. 14
A cinemática é considerada como uma área da biomecânica responsável em estudar
as posições, orientações, velocidades e acelerações do corpo ou dos segmentos corporais
durante um determinado movimento (AMADIO, 1996).
No caso da marcha com mochila, através da análise cinemática é possível
interpretar de modo quantitativo como os segmentos anatômicos corporais se movimentam
durante o deslocamento. O método cinemétrico foi utilizado em alguns estudos e analisou
o impacto do transporte da mochila no corpo humano. Os instrumentos básicos para
medidas cinemáticas são baseados em fotografia, cinematografia e cronofotografia, que
registraram as imagens dos movimentos e então através de software específico calcularam
as variáveis cinemáticas de interesse (STUEMPFLE, et al., 2004; GOH, et al., 1998;
MARSH, et al., 2006; HOLT, et al., 2003; REN, et al., 2005; QUESADA, et al., 2000).
No exemplo abaixo (Figura 3) é realizada a captação de imagens do movimento. Os
segmentos corporais recebem marcações subcutâneas com objetivo de determinar os
ângulos segmentares e articulares, facilitando a captação da imagem.
FIGURA 3: COLETA DE DADOS POR CINEMATOGRAFIA
Fonte: U.S. Army Research Institute of Environmental Medicine (USARIEM). 2005
A captação e avaliação do movimento humano ao transportar mochilas através de
imagens, apresentam enormes vantagens quando comparados aos métodos invasivos de

15. 15
coleta dos dados, embora a captação de imagens ofereça conhecimentos adequados para
sua utilização.
Larivière e Gagnon (1999) apud Santa-Maria (2001) estudaram o movimento
articular em S1L5 para medição de erros em modelos dinâmicos de levantamento
multisigmentar. Os resultados revelaram que os erros em medir o centro da articulação
foram as principais forças de variabilidade dos modelos pesquisados. Desde que os erros
combinados nos 3 componentes (x, y e z) do movimento a S1L5 geraram uma medida de
incerteza de 5-9% nas estimativas de força de compressão lombar.
Tak et al., (2007) estudou a combinação de estimativas posturais categorizadas e a
reação de forças na região lombar. Os achados denotaram que a flexão do tronco mostrou
uma correlação elevada entre medidas diretas e a simulação angular das posturas, como a
compressão L5/S1.
Durante o transporte de mochila é interessante verificar as causas das alterações do
padrão de movimento em respostas as cargas e as modificações das forças externas (por ex.
reações com o solo e força da gravidade) e forças internas transmitidas pelos tecidos
músculos esqueléticos para as articulações. Com auxilio da plataforma de força (Figura 4)
os componentes de força vertical e horizontal são mensurados nos três eixos de movimento
(longitudinal, médio-lateral e antero-posterior).
FIGURA 4: COLETA DE DADOS NA PLATAFORMA DE FORÇA
Fonte: U.S. Army Research Institute of Environmental Medicine (USARIEM).
2005

16. 16
A força de reação na plataforma de força foi utilizada para mensurar as respostas
biomecânicas e efeito da sobrecarga imposta ao corpo humano (NYSKA, et al., 1997;
LLOYD, et al., 2000; REID, et al., 2004; LAVENDER, et al., 2000).
Polcyn et al., (2001) estudou quatro diferentes tipos de sistema de carregamentos de
cargas baseados em mochilas e conclui haver diferenças na manutenção da estabilidade e
aumento na absorção de forças associados com o aumento de cargas no corpo.
A utilização da plataforma de força poderá contribuir na elucidação das respostas
durante a sustentação de cargas na coluna vertebral. Estudos investigando as forças ântero-
posteriores (AP) demonstraram relações em diferentes regiões da coluna, bem como a
atividade muscular. Tais medidas podem ser determinantes na discriminação dos efeitos
das cargas de mochilas na coluna dos usuários (COLLOCA e KELLER, 2001).
Existem também pequenos sensores portáteis que podem ser colocados em pontos
de interesse para aferição da força imposta pelo uso da mochila, principalmente as forças
exercidas pelas alças e correias lombares, sensores sensíveis de pressão são instalados na
superfície da pele ou do local em se tratando de manequins de estudos experimentais.
Modelos de manequins com sensores de pressão também foram utilizados
permitindo verificar e calcular os locais onde há maior manifestação das cargas durante o
uso de mochilas e/ou protótipo desses modelos (Figura 5) (REID e WHITESIDE, 2001).
FIGURA 5: REAÇÕES DE FORÇAS EM MANEQUINS UTILIZANDO
MOCHILAS
Distribuição de carga no manequim, detalhe do ombro com os sensores da pressão da F-Scan™.
(REID et al., 2001) e (BOSSI et al., 2001)

17. 17
Trata-se de uma medida importante em estudos de carregamento de mochilas,
identificado ponto de pressão significativamente elevado durante o uso de mochilas, sendo
costumeiramente experimentada por usuários ou manequim (HOLEWIJN, apud MORIN et
al., 2001).
A eletromiografia é outra forma de análise do movimento humano tem sido
correlacionado com a força, torque e as variáveis metabólicas, por meio da avaliação dos
parâmetros eletromiográficos a fadiga muscular, identificada tanto nas contrações
isométricas e dinâmicas durante o transporte ou sustentação de mochilas.
A contração muscular e a produção de força são provocadas pela mudança relativa
de posição de várias moléculas ou filamentos no interior do arranjo muscular. O registro
por si só denomina-se eletromiografia (EMG), consistindo no registro da atividade elétrica
dos grupos musculares durante a realização do movimento (AMADIO, 1996; KUMAR e
MITAL apud RODRIGUEZ-AÑEZ, 2000).
Essa ferramenta de análise tem a capacidade de detectar a amplitude da ativação do
músculo e dessa forma detectar qual musculatura está sendo mais ativada naquele
momento, por isso tem sido usado intensamente como um recurso comprobatório dos
dados achados quantitativamente (GREGO et al., in press).
FIGURA 6: ESTUDOS DE ELETROMIOGRAFIA COM MOCHILAS
Fonte; U.S. Army Research Institute of Environmental Medicine

18. 18
A eletromiografia foi usada para fornecer informação da posição e o grau de fadiga
muscular durante o transporte de cargas (Figura 6) (PISCIONE e GAMET, 2006;
MOTMANS, et al., 2006; MAKELA, et al., 2006).
O desenvolvimento de modernas técnicas para quantificar o movimento humano e
softwares tem capacitado análises e modelamentos mais completos, mesmo existindo
restrições perante a fenomenologia da biomecânica, limitando-se a descrição de
movimentos e forças envolvidas (AMADIO et al., 1996).
Os modelos matemáticos utilizados nas ciências biológicas são indiretos em
conseqüência da estrutura biológica complexa do corpo humano e equipamentos de
avaliação do movimento, embora a análise por eletromiografia auxilia na obtenção dos
dados elétricos dos músculos.
Métodos de modelamentos biomecânicos foram utilizados como forma de simular e
compreender os efeitos do contrapeso da carga entre os ombros e a cintura, ou minimizar
os efeitos desiguais das cargas na coluna lombar, associado freqüentemente com
desconfortos (PEROT et al., 2001).
Os métodos de análise biomecânica do movimento durante o uso de mochilas,
demonstraram informações e dados importantes que devem ser observados em estudos
futuros, como atualmente encontramos entre os usuários.
De forma sucinta foi apresentado até o momento as diferentes e complexas formas
de analisar o movimento humano através dos estudos biomecânicos. Para efeito de
avaliação do movimento é notória e viável a utilização das técnicas descritas acima, bem
como determinar protocolos validados a fim de evitar erros de interpretação dos dados.
5.1 EFEITO DO MODO DE TRANSPORTAR A MOCHILA
O modo de carregar cargas em mochilas gera manifestações diferentes na
biomecânica corporal e pode desencadear desconfortos e dores músculos esqueléticas nos
indivíduos.

19. 19
Mudanças de movimentos na cintura pélvica são documenta em vários estudos,
indicando multivariáveis para alteração do movimento, sendo peso, posição do centro de
massa da mochila e velocidade do deslocamento como situações mais evidenciadas.
Conforme Johnson et al., (2001), a inclinação anterior da coluna é uma forma de
contrabalancear as forças internas sobre o centro do corpo de gravidade. A inclinação
pélvica angular foi maior com o transporte da mochila sustentada nos dois ombros
comparada ao transporte unilateral ou ao andar livre de sobrecarga (SMITH et al, 2006).
Os movimentos funcionais do tronco, além de ser uma combinação de movimentos
de diferentes partes da coluna, dependem do auxílio da pelve que mantêm maior
mobilidade ao segmento.
Alteração no deslocamento do quadril e redução da rotação pélvica foi encontrada
no estudo realizado com 12 indivíduos saudáveis, andando em esteira ergométrica, com
velocidades de 0,6-1,6 m-1 e carregando mochilas dorsais com 40% do peso corporal. Para
manter a velocidade constante observou mudanças no comprimento e freqüência das
passadas durante o transporte da mochila (LAFIANDRA, et al, 2003).
Corroborando com os achados da pesquisa acima Saunders, et al., (2005) descreve
haver uma correlação forte entre a amplitude da rotação lumbo-pelvica e o comprimento da
passada durante o andar e a corrida, evidenciando associação entre o movimento e a
atividade lumbo-pelvica do músculo do tronco durante a locomoção em velocidades e em
modalidades diferentes.
Evidencias também descrevem aumento no ângulo postural do tronco flexionado,
quando os indivíduos atingem a fadiga, com o uso da mochila dorsal, comparado as
condições de controle sem carga e transporte frontal da mochila (FIOLKOWSKI, et. al,
2006).
Dois modelos de mochilas, sendo o modelo comum utilizado pelos estudantes e o
protótipo semelhante ao usado pelos montanhistas, foram avaliados por 15 indivíduos
adotando posturas estáticas não neutras de flexão sagital nos seguintes graus; 15°, 30°, 45°
e 60°, concluindo que coletivamente, os resultados subjetivos e objetivos mostram uma
melhoria significativa com o sistema similar ao utilizado pelos montanhistas, entretanto há
também uma eficácia diminuída das melhorias do protótipo em posturas flexionadas maior
de 30° (SOUTHARD e MIRKA, 2007).
Uma associação significativa entre o desequilíbrio neuromuscular do eretor da
espinha e a ocorrência de lombalgia foi observada e pode ser despertada pela alteração

20. 20
biomecânica dos músculos relacionados com o transporte de mochilas (KNAPIK, et al.,
1997; RENKAWITZ, et al., 2006)
A projeção anterior do tronco ereto aumenta a atividade e as cargas nos músculos
extensores e a ação de forças nos discos intervertebrais nas regiões torácicas e lombares
mais baixas (HARRISON et al., 2006)
As pessoas com o lombalgias exibiram uma habilidade reduzida de adaptar a
atividade da coordenação do tronco-pelvis e do músculo do erector da espinha às
mudanças na velocidade. A coordenação alterada e o controle muscular podem refletir uma
tentativa de estabilizar a coluna (LAMOTH et al., 2005).
O resultado do estudo de Harman et al., (2001) demonstrou que a combinação de
andar rápido (≥ 1,33 m/s) e carga (≥ 47 kg), pode apresentar um fator relativamente
elevado do risco de fatiga e lesão musculo-esquelética, conseqüência das alterações
cinemáticas e cinéticas do movimento.
A estabilidade do quadril em relação ao ângulo foi reduzida mesmo durante o
aumento da carga. Outra informação importante foi manifestada em velocidade baixa, a
freqüência da passada e o toque do pé ficaram reduzidos quando a carga aumentou de 33 a
47 quilogramas. (HARMAN, et al., 2001) De acordo Polcyn et al., (2001), é uma tendência
ligeira a redução da freqüência da passada ou aumento do tempo do toque do pé em
conseqüência a adição de cargas.
A interação entre o torque rotativo em torno do centro da massa do corpo e a
sobrecarga carregada nas costas, diminuiu em velocidades mais rápidas, particularmente ao
andar rápido em 90 m/min. (ABE, et al., 2004)
Holt et al., (2005), pesquisou onze indivíduos carregando mochilas com 40% do
peso corporal, andando em 6 diferentes velocidades 0,6 a 1,6 m/s. Verificou efeito
significativo da interação entre o carregamento da carga em velocidades mais elevadas e
aceleração do tornozelo e do joelho abaixo daquelas condições descarregadas de controle.
Os resultados sugerem que os aumentos dos esforços musculares são usados para manter a
excursão vertical constante do centro de massa sob a carga através das velocidades
testadas, e desse modo limitar o aumento do custo metabólico que ocorreria se o centro de
massa deslocasse através de uma escala vertical maior de movimento.
De acordo com Lafiandra et al., (2001), estudou 40 indivíduos com idade média de
26± 7,1, em diferentes combinações de velocidades na ausência e uso de mochilas
carregada com 40 kg, as evidencias indicam alterações durante o uso da mochila na

21. 21
velocidade angular do tórax, pelve e membros superiores. Os autores sugerem que a
redução dos movimentos angulares dos membros na condição de carregamento de
mochilas, pode ter ocorrido como meio de reduzir a força muscular de giro do tronco.
As avaliações biomecânicas e os efeitos dinâmicos foram conduzidos e baseados
em simulações combinadas entre a locomoção e o uso da mochila. De acordo com Ren et
al., (2001), a redução da rigidez do tronco permite oferecer vantagens biomecânicas
importantes, entre as quais, os valores de picos de força vertical agindo no tronco e
exposição de sobrecargas articulares.
As diferenças no torque entre andar carregado e descarregado sugerem que o torque
reduzido do corpo, supostamente seja o modo de minimizar os efeitos do carregamento de
cargas. (LAFIANDRA, et al., 2002)
As condições do piso ocasionam necessidades diferentes a seus portadores
conforme evidenciados nas pesquisas com esse foco. As condições do terreno esta
diretamente vinculada aos ambientes freqüentados por usuários de mochilas.
Foi encontrada diferença significativa no comprimento das passadas entre os
métodos estudados de carregando de peso comum de caixas em indústrias e de mochilas
com cargas. (MYUNG e SMITH, 1997)
Em um estudo com 10 indivíduos andando com cargas pesadas foi evidenciada a
flexão de coluna, entretanto os parâmetros cinemáticos da locomoção tais como,
comprimento da passada e velocidade permaneceram sem alterações em adição das cargas
crescentes. Entretanto andar com mochila pesada acima de 15% do peso corporal
desencadeia aumento no pico de força lombo-sacral. (GOH et al., 1998)
Entretanto poderão ocorrer mudanças na mecânica do corpo em virtude do terreno
ou pavimento durante a locomoção com cargas.
5.2 ATIVAÇÃO MUSCULAR DURANTE O CARREGAMENTO
O carregando de mochila com peso elevado exerce compressão mecânica na região
dos ombros, sendo potencial causa de lesões no plexo braquial. (MÄKELÄ et al., 2006). O
mecanismo de ferimento do plexo braquial não é totalmente conhecido, entretanto há

22. 22
relação comum entre tração extrema nos nervos ou impacto direto no aparecimento da
lesão (DESAI, et al., 1997).
Piscione e Gamet (2006) examinaram o efeito da mochila na fadiga nos músculos
dos ombros (Deltóide Médio e Músculo do Trapézio) durante a contração de estática com
uso da mochila com alças. As atividades do EMG dos músculos deltóide médio e o
músculo do trapézio MT foram coletados os dados no lado dominante e não-dominante em
oito indivíduos, sustentando uma mochila de 0, 10, e 20 kg. Nenhuma diferença
significativa entre os lados dominantes e não-dominantes foi encontrada, entretanto, houve
aumento significativo de exaustão, observado para ambos os músculos quando a carga
aumentou, mas somente MT apresentou aumento significativo de fatiga muscular. Os
sinais aumentados da fatiga local de MT podem ser interpretados por um prejuízo no fluxo
do sangue resultando da força compressiva direta, exercida pela mochila.
A atividade de eletromiografia (EMG) do músculo reto abdominal e elevador da
coluna foram gravados bilateralmente em cinco circunstâncias estáticas: controle; bolsa de
ombro, mochila, bolsa peitoral e bolsa dupla (frontal e dorsal). Foram utilizados no estudo
19 estudantes que carregavam uma carga de 15% do peso corporal. Os músculos
abdominais revelaram impulsos eletromiograficos assimétricos significativos para a bolsa
de ombro e, surpreendentemente, também para mochila. Em conclusão os autores sugerem
que a assimetria na atividade do músculo pode indicar uma falha da estabilização do tronco
e contribuir no desenvolvimento de lombalgias (MOTMANS et al., 2006)
O U.S. Army Research Institute of Environmental Medicine (USARIEM) testou 16
recrutas militares masculinos para andar em 12 combinações de cargas (6, 20, 33, e 47
quilogramas) e velocidades (1.17, 1.33, e 1.50 m/s). A atividade muscular com a mochila
provocou alterações quando a velocidade e/ou a carga eram adicionadas, provavelmente
aumentando a probabilidade da fadiga e lesões. Os aumentos na atividade elétrica do
músculo são associados com a maior geração de força e relacionados diretamente ao risco
de fadiga e lesão muscular. (HARMAN et al., 2001)
Os resultados subjetivos concordaram com os dados da EMG, indicando que
desenhos de mochilas e alças adequadas são geralmente mais confortável em relação aos
ombros e região lombar. (SOUTHARD e MIRKA, 2007)
5.3 POSICIONAMENTO DA CARGA NO TRANPORTE DA MOCHILA

23. 23
Muitos estudos são desenvolvidos com objetivo de recomendar limites no
transporte de cargas em mochilas, bem como, a acomodação da carga no interior da
mochila, buscando evidenciar e conhecer a amplitude e extensão das respostas no
organismo humano.
Os efeitos do posicionamento da carga foram pesquisados em mochilas de
estruturas internas. Para determinar tais conclusões, o estudo foi conduzido com 10 moças
jovens saudáveis, sendo necessária para a coleta dos dados caminhar numa esteira durante
10 minutos, carregando 25% do peso corporal no interior da mochila, posicionado em três
regiões diferentes do dorso; posição alta, média e alta. STUMPFLE et al., (2004) sugere
através das evidencias levantadas pelo estudo, que a melhor posição de transportar cargas
em mochilas com efeito fisiológico está locado na região alta do dorso (Figura 7).
FIGURA 7: ORGANIZAÇÃO DA CARGA NO INTERIOR DA MOCHILA
Fonte: STUMPFLE, et al., 2004
A distribuição da carga ao caminhar são fatores importantes em termos de
eficiência no transporte da carga e deverão ser mantidos em consideração tanto na
organização da carga no interior da mochila durante o carregamento da mochila. Dessa
forma, os resultados do estudo descritos acima são relevantes para o exército, escaladores
de montanha ou a indústria, fornecendo implicações práticas para tarefas associadas à
exposição desigual de cargas ao caminhar (BOR-SHONG LIU, 2007).
No estudo de Lafiandra e Harman (2004), citam um efeito significativo das forças
verticais antero-posterior da massa da mochila exercido na parte superior e inferior das

24. 24
costas, e sobre o centro de massa. Os autores observaram no estudo independentemente da
massa, cerca de 30% da forças verticais foram transferidas para a parte inferior das costas.
A parte superior das costas e ombros suportado os restantes 70%, mensurado durante as
passada na locomoção.
STUEMPFLE et al., (2004), indica os achados observados no estudo e referencia
outras pesquisas que obtiveram similar conclusão, confirmando os achados de (BOBET &
NORMAN, 1984 e OBUSEK, et al., 1997).
A conclusão elementar de BOBET & NORMAN, apud STUEMPFLE, et al.,
(2004), apóia suas conclusões referentes a redução do custo metabólico quando a carga
está localizada mais alta e próxima do corpo, em condição similar ao estudo descrito acima
e ilustrados na fig. 7.
Jacobson et al., (2003) pesquisou o conforto subjetivo percebido durante o
carregamento de cargas em mochilas. Dezesseis moças com idades 18-23 anos avaliaram a
mochila tomando em consideração o conforto das seguintes regiões corporais; ombro,
pescoço, costas e conforto generalizado em todo o corpo. Na conclusão, a colocação
vertical da carga pode ser redistribuída de maneira a reduzir os sintomas de desconforto.
FIGURA 8: EFEITOS DO TRANSPORTE DE CARGAS EM RUCKSACKS
Fonte: Kelty USA backpacks, inc.
Foram avaliadas mudanças cinéticas do andar descarregado associado com o
carregamento de carga usando uma mochila tradicional e o protótipo com bolsos dianteiros

25. 25
do contrapeso (Figura 8) (AARN). Nove indivíduos andaram 3 (+-0.05) km/h- 1) sobre
uma placa da força descarregada e que carrega 25.6 quilogramas em cada um dos
rucksacks.
Estes achados indicam que pode haver alguma vantagem nos termos da produção
propulsora da força e custo energético para a parte dianteira/sistema traseiro. LlOYD, et
al., 2000)
Fiolkowski et al., (2006), estudou a postura de 13 indivíduos durante o andar em
relação ao posicionamento da carga. Dois modelos de mochila e bolsa frontal foram
utilizados e comparados ao transportar cargas de 10 e de 15% do peso corporal. Conclui
que o uso da bolsa frontal resulta na postura mais ereta no andar, quando comparado a
mochila com cargas idênticas.
Obusek et al, (1997), verificou em seu estudo alterações no custo metabólico de
andar esteve reduzido quando o centro de massa da carga de 35 quilogramas, carregada
dentro da mochila estava, localizado próximo as costas numa posição elevada,
diferentemente em comparação quando centro de massa da carga foi colocada longe e
próximo da região lombar.
O carregamento de cargas deve ser facilitado reduzindo o peso e melhorando os
equipamentos e mochilas para adequada distribuição das cargas (FIOLKOWSKI et al.,
2006).
Quanto maior a massa, maior a resistência à aceleração angular, entretanto a
facilidade ou dificuldade relativa de iniciar um movimento angular depende de outro fator:
distribuição da massa com relação ao eixo de rotação. Este estudo indica que os soldados
devem manter esforço o centro de massa da mochila relativamente elevado e próximo das
costas cm objetivo de conseguir vantagens fisiológicas em relação ao custo energético
(GRIMMER et al., 2002)
O balanço aumentado é uma indicação que o portador da carga tem maior esforço
(isto é, trabalho mais mecânico e fisiológico) para manter o contrapeso quando a carga
estava baixa e longe do corpo. Isto reflete uma estratégia adaptável para manter o
contrapeso ao andar (SCHIFFMAN et al., 2006).
5.4 MODELOS DE MOCHILAS (internal frames e external frames)

26. 26
Os estudos das respostas ergonômicas relacionada aos modelos de mochilas são
baseados em experimentações subjetivas, tendo em vista a complexidade das variáveis
perceptíveis humanas pesquisadas. São restritas as informações quanto aos modelos de
mochilas de estrutura interna e externa (Figura 9).
Entretanto, Jacobson e Jones (2000) estudaram as diferenças na percepção de
conforto, esforço, equilíbrio e freqüência cardíaca em dois tipos de mochila pesando
igualmente 18,2kg. Após prestações de informações e experiências práticas, cada indivíduo
escolheu de forma aleatória o modelo inicialmente para teste. Sob circunstâncias limitadas,
estes dados sugerem que ambos os tipos de mochilas proporcionam conforto, equilíbrio e
estabilidade. Contudo, mochilas com estruturas internas podem revelar indicativos de
esforço percebido subjetivo reduzido, durante o transporte de cargas quando comparadas as
mochilas de estruturas externas.
Diferentes modelos de mochilas devem ser pesquisados com objetivo de reduzir as
sensações desagradáveis geralmente observadas na região dos ombros em conseqüência da
sustentação da carga nessas regiões corporais (JONES et al., 2005; HARMAN et al.,
2000).
FIGURA 9: EXEMPLO DE MOCHILAS
Internal frames External frames
Fonte: North Face inc. USA
5.5 SISTEMA DE SIMULAÇÕES DE TRANSPORTE DE CARGAS.

27. 27
Com objetivo de melhorar o equipamento de transporte de cargas, projetos pilotos
de simulações computacionais, fundamentadas em modelos teóricos são desenvolvidos
antecipadamente as avaliações ergonômicas, examinando as principais formas e acessórios
responsáveis em facilitar o uso do equipamento. Adicionalmente todas as informações as
científicas levantadas em laboratório e são confrontadas com as experimentações humanas,
buscando evidencias com maior precisão e exatidão em relação a estrutura biológica.
As avaliações em simuladores fig. 10 representam benefícios importantes no
desenvolvimento de modelos de mochilas, possibilidade de maior compreensão dos fatores
pertinentes ao desempenho dos usuários, interação com os modelos físicos e matemáticos e
tempo e finalmente, recurso financeiros supostamente reduzidos (STEVENSON et al.,
2001; GRETTON e HOWARD, 2001). Embora as vantagens não sejam claras, em
conseqüência da dificuldade em predizer em dados teóricos a reação da estrutura têxtil da
mochila. A antropometria variada dos usuários limita e restringe as experimentações, visto
que, as pesquisas são executadas em manequins respeitando geralmente o percentil 50,
embora populações de gênero, idades e antropometrias diferentes são estudadas por
manequins representativo em comparação a amostra investigada (GRETTON e
HOWARD, 2001).
FIGURA 10: TESTE BIOMECÂNICO UTILIZANDO MANEQUIM
Fonte; Ergonomics Research Group - Clinical Mechanics Group School of Physical and
Health Education

28. 28
STEVENSON et al (1996) pesquisou três modelos protótipos, identificados pelas
letras K,M,F fabricados por Ostrom Inc. O modelo K foi o modelo de duas alças simples, o
modelo M - sistema modular e o modelo F - concebido a partir da mescla dos projetos
anteriores testados (Figura 10).
Os procedimentos de entrada dos dados no modelo proposto foram validados para
coleta, mediante extensa revisão da literatura, incluindo níveis da tolerância, avaliação
subjetiva, fisiologia do esforço, diferenciação de projetos e componentes do carregamento
de carga e modelos biomecânicos de carregamento de carga estática. (STEVENSON et al.,
1996; BRYANT et al., 1997; REID et al., 1998)
Baseado em testes biomecânicos objetivo, o modelo conforme a (Figura 11) estava
acima da média ou do superior a outros sistemas de TC conforme a base de dados.
Concliu-se que este sistema deverá ser testado em campo pelos soldados. Entretanto, teste
científico não deve substituir totalmente as experimentações humanas para avaliações
críticas do projeto, especialmente com relação às características da mochila e à
funcionalidade. (STEVENSON et al., 2001; GRETTON E HOWARD, 2001)
A concentração desses trabalhos são procurar os efeitos do carregamento de cargas
através de uma metodologia objetiva para avaliar a eficiência dos materiais na distribuição
de pressão pelo corpo, direcionando medidas preventivas as dores/desconfortos, danos,
ferimentos e perda de desempenho durante o uso da mochila (MARTIN e HOOPER,
2001). Os resultados dos testes de suspensão de mochilas em manequins deverão também
ser avaliados na locomoção humana combinados com alteração no desenho da mochila
(GRETTON e HOWARD, 2001).
FIGURA 11: SISTEMA DE MOCHILA MOLLE
Fonte: www.special-warfare.net

29. 29
Reid et al., (2001), investigou as ações de peso na coluna em conseqüência ao uso
de mochilas com hastes laterais para distribuição do peso. No desenvolvimento do estudo
foi utilizado um manequim de percentil 50 masculino e mochila com 25 kg, fixadas no
dorso do manequim com nove configurações marcadas nas diferentes alças dos ombros e
cinturas permitindo determinar a aplicação das cargas pela mochila. Os resultados
mostraram o elemento rígido na lateral da mochila deslocou 10% da carga vertical do
dorso para a região lombar, excluindo qualquer fator de limitação do transporte de cargas.
A mochila com suspensão rígida e amortecimento ter pouco efeito sobre o custo
energético na locomoção humana. Entretanto ajustes no desenho podem reduzir pressões
nos ombros e riscos de ferimentos quando cargas pesadas são transportadas (REN, et al.,
2005).
A mochila exerce consistente força antero/posterior na parte inferior das costas, o
que provavelmente contribui para a ocorrência de dores lombares nas costas associadas
com transporte de carga. Cerca de 30% da força verticais geradas pela mochila pode ser
transferido para a parte inferior das costas usando uma mochila do tipo external frames
com cinto lombar (LAFIANDRA E HARMAN, 2004).
FIGURA 12: ESTUDOS COM COLOCAÇÃO DE ASTES NAS LATERAIS DA
MOCHILA
Fonte: Reid et al., (2001),
Com o acelerado desenvolvimento científico e tecnológico que observamos
atualmente, encontramos uma situação onde sempre surgem novas possibilidades e opções

30. 30
de procedimentos na elaboração e operação de dados e estas instruções estão sendo
utilizadas em biomecânica, colaborando assim para o progresso, modernização,
automatização e enfim, enorme auxílio na análise do movimento humano de maneira mais
precisa e científica (AMADIO, 1996)
Estes resultados da otimização dos modelos biomecânicos fornecem a visão geral
das condições mecânicas. Através dos parâmetros apropriados, o modelo biomecânico
pode predizer mudanças associadas ao projeto, além de executar análises de sensibilidade
de variáveis simples ou combinadas pelos parâmetros de entradas de dados vinculados aos
dados antropométricos, dimensões da mochila e coeficiente de fricção (PELOT et al.,
2001).
Esta abordagem conduz ao desenvolvimento dos objetivos e critérios de
desempenho para sistemas de transporte de carga e de melhorias no transporte de carga,
que poderão ser usados no em diversas situações de uso da mochila (STEVENSON et al.,
2004).
6 BASES FISIOLÓGICAS
Ao buscar informações quanto às respostas fisiológicas para o transporte de cargas
em mochilas, observamos inúmeros protocolos utilizando a captação máxima de oxigênio
para avaliação do condicionamento aeróbico e cardiorespiratório sobre a influencia direta
do transporte de cargas (LYONS et al., 2000; QUESADA et al., 2000).
Mensurar o consumo máximo de oxigênio constitui em um parâmetro fisiológico
significativo na caracterização da capacidade funcional do indivíduo, devido as
importantes indicações cardiorespiratórias fornecidas por sua mensuração. Ele representa a
quantidade máxima de oxigênio que pode ser captado, transportado e consumido pelo
metabolismo celular enquanto uma pessoa desempenha exercício dinâmico envolvendo
uma grande porcentagem da massa muscular corporal (FLETCHER et al., apud KRUEL,
2001).
O consumo máximo de oxigênio (Vo2max) tem sido ao longo dos anos, o índice
mais utilizado para o estudo do metabolismo aeróbio, haja vista sua importante relação

31. 31
com o desempenho, particularmente em esforços físicos prolongados sob intensidade
moderada (BASSET & HOWLEY, 2000).
A expressão do VO2máx é exprimido em duas formas distintas, tanto referenciado
em valores absolutos e relativos.
Habitualmente não é válido comparar a captação de oxigênio em indivíduos que
diferem em dimensão ou composição corporal, gênero e idade (McARDLE & KATCH,
1998; FOSS & KETEYIAN, 2000)
Entretanto, LYONS et al., (2000) avaliou vinte e oito voluntários masculinos
saudáveis, avaliando a captação máxima de oxigênio e a composição do corporal. Os
resultados mostram que os índices da composição do corpo incluindo a capacidade
aeróbica absoluta (ml/mim), influenciaram as demandas metabólicas relativas do
carregamento de cargas em mochilas.
Nesse sentido WILMORE & COSTILL (2001), afirmam que a expressão em
relação ao peso corporal (ml/kg/min), permite realizar comparações mais precisa de
indivíduos de tamanhos diferentes, principalmente quando se exercitam com atividades
com suporte de peso.
Para evitar erros na interpretação dos resultados, deve-se tomar como restritivo o
uso de quadros categorizados conforme descritos, em conseqüência das diferenças de
idade, gênero e dos tamanhos e composição corporal.
CHRISTIE e SCOTT (2005), procurou estabelecer critérios para o transporte de
cargas em soldados em relação a carga e velocidade da marcha. Após os estudos pilotos e
orientação dos militares, trinta soldados masculinos marcharam numa esteira durante 6
minutos, combinando variações de velocidade e carga. Ao final do estudo os autores
demonstram um quadro categorizado fundamentado na captação máxima de oxigênio
(Vo2máx) como forma de contribuir na redução do potencial de aparecimento de dores e
fadiga metabólica.
A depletação de glicogênio seletiva das fibras de contração rápida (CR) e contração
lenta (CL) podem impor demandas diferenciadas aos grupos musculares (WILMORE &
COSTILL, 2001). Numa pesquisa dirigida por QUESADA et al., (2000), com doze
indivíduos militares homens, utilizando variáveis biomecânicas e fisiológicas, sugere a
existência de fadiga em diferentes grupos musculares mesmo as respostas metabólicas,
inclusive o VO2 máx, estejam dentro do limite de protelamento da fadiga.

32. 32
Os resultados e EPSTEIN et al., 1976 apud BIGARD (2001) mostraram que carrega
25 quilogramas (37% de o peso de corpo) não afetaram significativamente o consumo
máximo de oxigênio expressado pelo peso corporal em quilograma quando os indivíduos
andaram em uma velocidade constante de 1.25 m/s. Entretanto, carregando uma carga
pesada 41 kg, o custo de energia por o quilograma aumentou o tempo significativamente
excedente de forma linear.
Treinamentos físicos com sobrecarga em mochilas demonstram vantagens ao
sistema estrutural e metabólico dos indivíduos quando comparados ao grupo controle
isento do uso de cargas adicionais.
Soldados australianos das forças armadas com capacidade aeróbica inicial elevada
(Vo2max=51 ml.kg-1. min-1) melhoraram significamente a aptidão aeróbica utilizando
mochilas regularmente. As cargas foram aumentadas progressivamente durante um
programa de treinamento básico de 11 semanas, e as melhorias na capacidade aeróbica
eram similares aquelas do grupo de controle que executa o programa de treinamento
tradicional de soldados envolvendo corridas (RUDZKI apud KNAPIK et al., 1996).
Foi examinado a correlação da velocidade e distância em que os soldados de gênero
feminino poderiam desenvolver, sendo a amostra de 12 voluntárias (média±dp: 25.3±6 os
anos, 166±7 cm, 61.3±7 quilograma), cronometrados em 3.2 quilômetros ao carregar
cargas de 14, 27, e 41 quilogramas. A correlação das variáveis independentes como peso
corporal, diâmetro do trocanter e ombros, circunferência do quadril, altura e idade para
valores relativos Vo2máx (ml/kg/mim) e valores absolutos (ml/mim), % de gordura
corporal, massa livre de gordura e os testes físicos militares específicos, revelaram que os
valores absolutos foram os melhores preditores para o teste de 3,2 km transportando todas
as cargas (PANDORF et al., 2001).
Transportar cargas pesadas em mochilas e ajustar erradamente pode comprimir o
tórax causando prejuízo na ventilação e restringindo a função respiratória pulmonar
(LEGG & CRUZ, 2004; BYGRAVE et al., 2005).
Estudo de LEGG & CRUZ, (2004) examinou as mudanças dos volumes
pulmonares dinâmicos em 13 participantes (4 rapazes e 9 moças) com as seguintes
características físicas: média e (desvio-padrão), idade 27,3 (9,3) anos; estatura 163,3 (8,5)
cm; e peso corporal 66,3 (13,3) Kg. Todos usaram os dois modelos de mochilas com 6
quilogramas, um com as duas alças para o ombro (tradicional) e o outro com uma única
cinta cruzada frontalmente entre o ombro e o tórax. Conclui que mochila com 6

33. 33
quilogramas pode produzir e restringem levemente a função ventilatória pulmonar. Este
efeito foi maior para a mochila com uma única alça quando comparada com o modelo
tradicional.
Outro estudo por BYGRAVE et al., (2005) buscou evidenciar as mudanças
ventilatórias em 12 rapazes saudáveis com as seguintes características físicas: idade 25,0
(5,0) anos, estatura 176,1 (7,0) cm, peso corporal 78,4 (11,6) Kg e percentual de gordura
13,5% (5,6) %, transportando uma mochila com 15 quilogramas, configurada em três
diferentes ajustes das alças dos ombros, peitoral e da cintura, assim sendo; ajuste
confortável, com frouxidão das alças, aproximadamente 3 cm mais larga do que o ajuste
anterior e ajuste apertado, 3 cm além da configuração de conforto. Os pesquisadores
concluíram após a pesquisa que o uso tencionado das alças da mochila contribui na
redução significativa p<0,05 da capacidade vital forçada (CVF) e volume expiratório
forçado (VEF) quando comparado aos demais ajustes.
Durante o exercício, a quantidade de sangue bombeado pelo coração deve ser
alterada de acordo com a demanda elevada de oxigênio do músculo esquelético (POWERS
& HOWLEY, 2000).
Holewijn e Meeuwsen (2001), evidenciaram durante a mensuração da freqüência
cardíaca que o carregamento de carga em mochila pesando 0, 5,4 e 10,5 kg alterou
significativamente a pulsação do coração entre as condições de carregamento.
Entre os fatores que podem fornecer respostas importantes durante o uso de
mochilas com cargas BIXARG, (2001), destacou a resposta da pulsação durante seu
experimento e concluiu haver diferenças entre a condição controle e os demais modelos de
transporte de cargas nas mochilas.
Um estudo parcialmente similar ao de Stuempfle (2001) investigou as respostas de
percepção subjetivas e freqüência cardíaca, utilizando 27 voluntários, transportando 25%
da composição corporal simulando uma caminhada de 30 minutos com 0% e 10% de
inclinação e velocidade de 2,5 mph para homens e 2,0 mph para mulheres na esteira
ergométrica. As cargas foram acomodadas e concentradas diferentemente no interior da
mochila, através da distribuição alta da carga (3:1: 1), DAC e distribuição baixa da carga
(1:1: 3), DBC. Os resultados deste experimento indicaram não haver diferenças
significativas na respostas subjetivas e fisiológicas entre o modo de colocação da carga
DAC x DBC na simulação de hiking na esteira (WELLS-FAHLING et al., 2005).

34. 34
Diferentes mochilas e divisão da carga em relação ao centro de massa causam
reações adversas na freqüência cardíaca principalmente quando comparadas a condição
sem carga.
Conclusivamente os estudos reportados afirmam que a maior contribuição para
mudanças das respostas fisiológicas, nesse caso, a freqüência cardíaca está intimamente
relacionada a velocidade e gradiente de inclinação, seja do terreno ou da esteira
ergonométrica.
7 RECOMENDAÇÕES PARA O TRANSPORTE DE MOCHILAS
Escolher a mochila que ofereça ajuste correto as necessidades humanas e as
características da atividade parecem ser a maneira adequada de assegurar o uso
confortável, funcional e agradável do equipamento.
O custo de energético durante o carregamento de carga é um dos fatores mais
importantes e passíveis de controle. As demandas de energia metabólica podem ser
reduzidas tendo o centro de gravidade da carga próximo ao corpo. Embora as demandas
possam ser reduzidas pelo arranjo da carga no interior da mochila, a maior redução do
custo energético poderá ocorrer quando o peso está distribuído uniformente entre a parte
dianteira e traseira do corpo, porém transportar cargas distribuídas entre as partes do corpo,
ainda necessita de estudos mais aprofundados dos efeitos dinâmicos da carga na coluna e
ventilação pulmonar.
A literatura vem ao longo da ultima década procurando compreender as
conseqüências do transporte de cargas em mochilas, contudo o maior aspecto relacionado
ao aparecimento das lombares em militares e montanhistas esta relacionada com o próprio
volume da carga transportada, numa relação direta de causa e efeito quanto maior o peso
da carga transportada maior também são as chances do usuário desenvolver dores nas
costas devido o carregamento da mochila.
As indicações estão sendo encaminhadas para adequação do peso conforme a
composição corporal dos indivíduos variando entre 10 e 15%, porém também deve ser
analisada a capacidade física e habilidade dos usuários durante o uso da mochila, a fim de
evitar a exposição dos indivíduos incapazes de suportar o esforço durante o carregamento

35. 35
de cargas mesmo com o peso dentro dos limites recomendados. O direcionamento deve ser
focado na redução do volume da carga e na avaliação das características militares,
esportivas e laborais para construção de desenhos de mochilas capazes de minimizar e
redistribuir o efeito da carga sobre a superfície corporal do tronco e quadril.
Os trabalhos iniciais no desenvolvimento do equipamento poderão ser realizados
desde experimentações laboratoriais com manequins ajustados as dimensões corporais do
público alvo consumidor/usuário. Nesse primeiro momento é importante verificar as ações
das forças compreensivas no modelo, principalmente nos ombros e costas bem como, testar
simulação com múltiplas condições ao protótipo da mochila, examinando as alças dos
ombros e da cintura, pois estes acessórios da mochila contribuem na distribuição do peso
pelo corpo. Por ex; as cintas abdominais podem suportar uma parcela grande do peso da
mochila e ajudar a reduzir as sobrecargas nos ombros ao suportar o peso. Terminando as
experimentações laboratoriais, os testes humanos deverão finalizar o processo de criação
do acessório, tendo como propósito avaliar o conforto, usabilidade e aspectos
biomecânicos e fisiológicos realizados entre os indivíduos. Os testes laboratoriais neste
caso não devem ser o único meio de avaliação, pois existem percepções importantes
durante o teste da mochila em campo que apenas os indivíduos podem apresentar e não
devem ser ignorados.
Atualmente as forças militares de vários países estão desenvolvendo mochilas
denominadas MOLLE (Modular Lightweight Load Carrying Equipment) que significa,
sistema modular de transporte de cargas. Trata-se se uma mochila com compartimentos
móveis, sendo possível fornecer várias formas de divisão das cargas pela mochila. Esse
sistema de mochila poderá auxiliar também os esportistas e trabalhadores a configurar os
equipamentos para as atividades esportivas e laborais, respectivamente.
É importante também alertar os usuários de mochila da necessidade de evitar o uso
desses equipamentos no diagnóstico de desvios na coluna vertebral (cifose torácica,
escoliose e hiperlordose). Os desequilíbrios das forças internas na coluna provocadas pelos
desvios podem atingir e agravar as alterações tanto no local, como em outras regiões da
coluna durante o carregamento de cargas. São relatadas adaptações compensatórias da
coluna como forma de manutenção do equilíbrio durante os movimentos e locomoção.
Os usuários de mochilas devem realizar atividades físicas regularmente com a
mochila, treinando com cargas leves e procurando modelos ajustados as necessidades. O

36. 36
treinamento deverá fortalecer a musculatura torácica e promover o melhor controle
neuromuscular durante o carregamento da mochila.
Finalmente parece não haver respostas conclusivas sobre as causas de ferimentos
nas costas relacionadas ao transporte de cargas em adultos, entretanto essas razões podem
ser o reflexo do uso acentuado da mochila com cargas elevadas acima de 15%, acessórios
com restrição de ajustes da carga próximo ao corpo, falta de habilidades dos usuários
durante o carregamento da carga e fatores relacionados os desvios posturas. Contudo os
estudos sinalizam para adequação dos projetos de mochila tendo como base as dimensões
corporais, ajustes dinâmicos dos acessórios conforme a necessidade, materiais leves e
compactos que propiciam adequada absorção de fluídos corporais e amortecimento e
distribuição da carga pelo corpo.
Rome et al., (2006) está desenvolvendo uma mochila de estrutura externa capaz de
reduzir os picos de força causados pela locomoção, tornando um grande projeto para o
futuro, em detrimento dos achados preliminares atuais. Com o avanço dos materiais de
confecção está mochila poderá ser o caminho para uma nova categoria de mochila como os
tênis com amortecimento foram no início da década de 90.
Muitas instituições profissionais vêm trabalhando no sentido de melhorar o projeto
da mochila com novos materiais e formas, ajustando as características do gênero,
composição corporal e especificidade de uso do equipamento, além de recomendar a
redução da carga transportada durante a jornada de trabalho, manobras militares e
atividades esportivas.

37. 37
8 CONCLUSÕES
O presente estudo procurou levantar informações acerca dos fatores biomecânicos,
fisiológicos e ergonômicos durante o transporte de cargas em mochilas realizado por
adultos. Parece haver duas verdades operacionais ao abordar o transporte de mochilas,
tanto para militares e civis; a primeira está relacionada a percepção da capacidade humana
de carregar pesos, mesmo adequado, os indivíduos carregarão mais peso; e segundo os
usuários com maior composição corporal tendem a carregar mais peso em comparação aos
demais, situação geralmente observada em manobras militares e excursões recreativas.
Estudos futuros devem buscar orientar as avaliações com maior especificidade entre
ambos os gêneros. Por sugestão os protocolos de testes biomecânicos e fisiológicos para
avaliação poderão ser mais específicos em vista as reações metabólicas e mecânicas da
locomoção ocorrer após o período prolongado das marchas e testes físicos durante o uso da
mochila, conforme documentados por vários estudos. Também é importante verificar o
desenho das mochilas e os materiais envolvidos na confecção desses acessórios, a fim de
verificar as condições de dispersão do peso nas diferentes partes do corpo.

38. 38
GLOSSÁRIO
EXTERNAL FRAMES: Mochila com sistema de estrutura de metal externa.
HIKING: Realizção de caminhadas ar livre em áreas verdes, como parques e
trilhas próximo as montanhas.
INTERNAL FRAMES: Mochila com sistema de estrutura “armação” de metal
interna
MOLLE: Modular Lightweight Load Carrying Equipment (Sistema de
carregamento modular de carga)
RUCKSACKS: Mochilas que apresentam dois compartimentos para colocação de
cargas, na frente e atrás do corpo.

39. 39
9 REFERENCIA BIBLIOGRAFICA
ABE, D.; YANAGAWA, K.; NIIHATA, S. Effects do load carriage, load position, and
walking speed on energy cost of walking. Applied Ergonomics, v. 35 , p. 329-335, 2004.
AEBI, M. The adult scoliosis. European Spine Journal. v. 14, n. 10, p. 925-948, dez,
2005.
AMADIO, A. C. Metodologia biomecânica para o estudo das forças internas ao aparelho
locomotor: importância e aplicações no movimento humano. Disponível em >
http://scholar.google.com.br/scholar?hl=ptBR&lr=&q=AMADIO+BIOMEC%C3%82NIC
A&lr=> Acesso em: 30 fevereiro 2007.
ARJMAND, N.; SHIRAZI-ADL, A. Biomechanics of changes in lumbar posture in static
lifting. Spine. v. 1 (30), n. 23, p. 2637-2648, dez, 2005.
ASHTON-MILLER, J. A. Thoracic hyperkyphosis in the young athlete: a review of the
biomechanical issues. Currents Sports Medicine Reports. v. 3, n. 1, p. 47-52, fev, 2004.
ATTWELLS, R. L.; BIRRELL, S. A.; HOOPER, R. H.; MANSFIELD, N. J. Influence of
carrying heavy loads on soldiers posture, movements and gait. Ergonomics. v. 15, n.
49(14), p. 1527-37, nov, 2006.
AYOUB, M. M.; SMITH, J. L. Evaluation of satchel for postal letter carriers.
International Journal of Industrial Ergonomics. v. 23, p. 269-279, 1999.
BASTIEN, G J.; WILLEMS, P A.; SCHEPENS, B.; HEGLUND, N C. Effect of load and
speed on the energetic cost of human walking. European Journal Applied Physiological.
v. 94, n. 1-2, p. 76-83, mai, 2005.

40. 40
BAZRGARI, B.; SHIRAZI-ADL, A.; ARJMAND, N. Analysis of squat and stoop
dynamic liftings: muscle forces and internal spinal loads. European Spine Journal. v. 16,
n. 5, p. 657-699, nov, 2006.
BAZRGARI, B.; SHIRAZI-ADL, A.; TROTTIER, M.; MATHIEU, P. Computation of
trunk equilibrium and stability in free flexion-extension movements at different velocities
Journal of Biomechanics. set, 2007.
BENTLEY, T.A.; PAGE, S. J, MACKY, K. A. Adventure tourism and adventure sports
injury: The New Zealand experience. Applied Ergonomics. v. 38, n. 6, p. 791-796, jan,
2007.
BIGARD, A. X. A combination of biomechanical and physiological approaches for
determination of optimal load distribution. In: RTO MEETING PROCEEDINGS 56.,
Kingston, Canada. Trabalhos científicos. Disponível em >
http://ftp.rta.nato.int/public//PubFullText/RTO/MP/RTO-MP-056/MP-056-$$ALL.pdf>
Acesso em 15 fev. 2007.
BILZON, J. L.; ALLSOPP, A. J.; TIPTON, M. J. Assessment of physical fitness for
occupations encompassing load carriage tasks. Occupational Medicine. v. 51, n. 8, p.
518-519, dec. 2001.
BIRRELL, S. A.; HOOPER, R. H.; HASLAM, R. A. The effect of military load carriage
on ground reaction forces. Gait Posture. mar, 2007.
BOHNE, M.; ABENDROTH-SMITH, J. Effects of hiking downhill using trekking poles
while carrying external loads. Medicine Science Sports Exercise. v. 39, n. 1, p. 177-183,
jan, 2007.
BOR-SHONG LIU, Backpack load positioning and walking surface slope effects on
physiological responses in infantry soldiers. International Journal of Industrial
Ergonomics. v. 37, n. 9-10, p. 754-760, out, 2007.

41. 41
BOSSI, L. L.; STEVENSON, J. M.; BRYANT, J. T.; PELOT, R. P.; REID, S. A.;
MORIN, E. L. Development of a suite of objective biomechanical measurement tools for
personal load carriage system assessment. In: RTO MEETING PROCEEDINGS 56.,
Kingston, Canada. Trabalhos científicos. Disponível em >
http://ftp.rta.nato.int/public//PubFullText/RTO/MP/RTO-MP-056/MP-056-$$ALL.pdf>
Acesso em 15 fev. 2007.
BOULWARE, D. R. Gender differences among long-distance backpackers: A prospective
study of women Appalachian Trail backpackers. Wilderness Environ mental Medicine.
v. 15, n. 3, p. 175-180, 2004.
BOULWARE, D. R.; FORGEY, W. W.; MARTIN, W. J. Medical risks of wilderness
hiking. The American Journal Medicine. v. 114, n. 4, p. 288-293, mar, 2003.
BRACKLEY, H. M.; STEVENSON, L. M. Are Children's Backpack Weight Limits
Enough? A Critical Review of the Relevant Literature. Spine. v. 29, n. 19, p. 2184-2190,
2004
BRYANT, J. T.; DOAN, J. B, STEVENSON, J. M.; PELOT, R. P.; REID, S. A.
Validation of objective based measures and development of a performance-based ranking
method for load carriage systems. In: RTO MEETING PROCEEDINGS 56., Kingston,
Canada. Trabalhos científicos. Disponível em >
http://ftp.rta.nato.int/public//PubFullText/RTO/MP/RTO-MP-056/MP-056-$$ALL.pdf>
Acesso em 15 fev. 2007.
BYGRAVE, S.; LEGG, S. J.; MYERS, S.; LLEWELLYN, M. Effect of backpack fit on
lung function. Ergonomics. v. 47, n. 3, p. 324 -329, feb. 2004.
Carrying Backpacks: Physical Effects Illinois State Board of Education June 2006
http://www.isbe.net/pdf/Carrying_Backpacks_Physical_Effects.pdf> Acessado em 15
janeiro 2007.

42. 42
CHEUNG, J. T.; ZHANG, M.; CHOW, D. H. Biomechanical responses of the
intervertebral joints to static and vibrational loading: a finite element study. Clinical
Biomechanics (Bristol, Avon). v. 18, n. 9, 790-799, nov, 2003.
CHOW, D. H.; KWOK, M. L.; AU-YANG, A. C.; HOLMES, A. D.; CHENG, J. C.; YAO,
F. Y.; WONG, M. S. The effect of backpack load on the gait of normal adolescent girls.
Ergonomics. v. 15, n. 48 (6), p. 642-656, mai, 2005.
CHOW, D. H.; LEUNG, K. T.; HOLMES, A. D. Changes in spinal curvature and
proprioception of schoolboys carrying different weights of backpack. Ergonomics. v. 19,
p. 1-9, set, 2007.
CHRISTIE, C J.; SCOTT, P A. Metabolic responses of South African soldiers during
simulated marching with 16 combinations of speed and backpack load. Militar Medicine.
v. 170, n. 7, p. 619-622, jul, 2005.
COLLOCA, C. J.; KELLER, T. S. Stiffness and neuromuscular reflex response of the
human spine to posteroanterior manipulative thrusts in patients with low back pain.
Journal Manipulative Physiological Therapeutics. v. 24, n. 8, p. 489-500, out, 2001.
CONN, J. M.; ANNEST, J. L.; GILCHRIST, J. Sports and recreation related injury
episodes in the US population, 1997-99. Injuries Prevention. v. 9, n. 2, p. 117-123, jun,
2003.
DEMPSEY, P. G.; AYOUB, M. M.; BERNARD, T. M.; ENDSLEY, M. R.;
KARWOWSKI, W.; LIN, C. J.; SMITH, J. L. Ergonomic investigation of letter-carrier
satchel: Part I. Field study. Applied Ergonomics. v. 27, n.5, p. 303-313, 1996.
DESAI, D C.; URIBE, A.; LACHMAN, T. Brachial plexus injury due to compression: an
alternate mechanism of injury: case report and review of the literature. The American
Surgeon. v. 63, n. 6, p. 487-489, jun, 1997.

43. 43
DEVROEY, C.; JONKERS, I.; DE BECKER, A.; LENAERTS, G.; SPAEPEN, A.
Evaluation of the effect of backpack load and position during standing and walking using
biomechanical, physiological and subjective measures. Ergonomics. v. 50, n. 5, 782-742,
mai, 2007.
DUNN, K. M.; CROFT, P. R. Epidemiology and natural history of low back pain. Europa
Medicophysica. v. 40, n. 1, p. 9-13, mar, 2004.
ERNST, Edzard. Dor nas costas: Métodos práticos para recuperar a saúde aplicando a
medicina complementar. São Paulo: Vitória Regia, 2000.
EVERETT HARMAN, E.; HAN, K. H.; FRYKMAN, P. Load-speed interaction effects on
the biomechanics of backpack load carriage. In: RTO MEETING PROCEEDINGS 56.,
Kingston, Canada. Trabalhos científicos. Disponível em >
http://ftp.rta.nato.int/public//PubFullText/RTO/MP/RTO-MP-056/MP-056-$$ALL.pdf>
Acesso em 15 fev. 2007.
FAGAN, M. J.; JULIAN, S.; SIDDALL, D. J.; MOHSEN, A. M. Patient-specific spine
models. Part 1: Finite element analysis of the lumbar intervertebral disc-a material
sensitivity study. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part H, Journal
of engineering in medicine. v. 216, n. 5, p. 299-314, 2002.
FIOLKOWSKI, P.; HORODYSKI, M.;, BISHOP, M.; WILLIAMS, M.; STYLIANOU L.
Changes in gait kinematics and posture with the use of a front pack.. Ergonomics. v. 15, n.
49, s. 9, p. 885-894, jul, 2006.
FOWLER, N. E.; RODACKI, C. D. E. L.; RODACKI, A. L. Spinal shrinkage and
recovery in women with and without low back pain. Archives of Physical Medicine and
Rehabilitation. v. 86, n. 3, p. 505-511, mar, 2005.
GALLAGHER, S.; MARRAS, W. S.; LITSKY, A. S.; BURR, D. Torso flexion loads and
the fatigue failure of human lumbosacral motion segments. Spine. v. 15;30, n. 20, p. 2265-
2273, out, 2005.

44. 44
GOH, J. H.; THAMBYAH, A.; BOSE, K. Effects of varying backpack loads on peak
forces in the lumbosacral spine during walking. Clinical Biomechanics. v. 13, Suplemento
n.1, p. s26-s31, 1998.
GRANATA, K. P, ORISHIMO, K. F, SANFORD, A. H. Trunk muscle coactivation in
preparation for sudden load. Journal Electromyography and Kinesiology. v. 11, n. 4, p.
247-254, ago, 2001.
GRANATA, K. P.; LEE, P. E.; FRANKLIN, T. C. Co-contraction recruitment and spinal
load during isometric trunk flexion and extension. Clinical Biomechanics (Bristol, Avon).
v. 20, n. 10, p. 1029-1037, set, 2005.
GRANATA, K.P.; ENGLAND, S. A. Stability of dynamic trunk movement. Spine. v.
1;31, n. 10, p. E217-276, mai, 2006.
GRETTON, M.; HOWARD, D. Identifying and modelling the dynamic behavior of load
carriage systems. In: RTO MEETING PROCEEDINGS 56., Kingston, Canada. Trabalhos
científicos. Disponível em > http://ftp.rta.nato.int/public//PubFullText/RTO/MP/RTO-MP-
056/MP-056-$$ALL.pdf> Acesso em 15 fev. 2007.
GRIMMER, K.; DANSIE, B.; MILANESE, S.; PIRUNSAN, U.; TROTT, P. Adolescent
standing postural response to backpack loads: a randomised controlled experimental study.
BMC Musculoskeletal Disorders. v. 17, n. 3:10, abr, 2002.
GRIMMER, KAREN.; DANSIE, B.; MILANESE, S.; PIRUNSAN, U.; TROTT, P.
Adolescent standing postural response to backpack loads: a randomised controlled
experimental study. BMC Musculoskeletal Disorders. v. 3, n. 10, 2002.
GRIVAS, T.B.; VASILIADIS, E.; MALAKASIS, M.; MOUZAKIS, V.; SEGOS, D.
Intervertebral disc biomechanics in the pathogenesis of idiopathic scoliosis. Studies
Health Technology Informatics. v. 123, p. 80-83, 2006.

45. 45
HARRISON, D. E, COLLOCA, C. J, HARRISON, D. D, JANIK, T. J, HAAS, J. W,
KELLER, T. S. Anterior thoracic posture increases thoracolumbar disc loading.
European Spine Journal. v. 15, n. 1, p. 8-15, jan, 2006.
HOLEWIJN, M.; MEEUWSEN, T. Physiological Strain During Load Carrying: Effects of
Mass and Type of Backpack. In: RTO MEETING PROCEEDINGS 56., Kingston, Canada.
Trabalhos científicos. Disponível em >
http://ftp.rta.nato.int/public//PubFullText/RTO/MP/RTO-MP-056/MP-056-$$ALL.pdf>
Acesso em 15 fev. 2007.
HOLT, K. G.; WAGENAAR, R. C.; LAFIANDRA, M. E.; KUBO, K.; OBUSEK, J. P.
Increased musculoskeketal stiffness during load carriage at increasing walking speeds
maintains constant vertical excursion of the center of mass. Journal of Biomechanics, v.
36, p. 465-471, 2003.
HONG, Y.; CHEUNG, C. K. Gait and posture responses to backpack load during level
walking in children. Gait Posture. v. 17, n. 1, p. 28-33, fev, 2003.
HUNG, E. K, TOWNES, D. A. Search and rescue in Yosemite national park: a 10-year
review. Wilderness Environmental Medicine. v. 18, n. 2, p. 11-116, jul, 2007.
IATRIDIS, J C.; KUMAR, S.; FOSTER, R J.; WEIDENBAUM, M.; MOW, V C. Shear
mechanical properties of human lumbar annulus fibrosus Journal of Orthoptera
Research. .v 17, n. 5, p. 732-737, set, 1999.
JACOBSON, B. H.; COOK, D. A.; ALTENA,T. S.; H.A.GEMMELL, H. A.; HAYES,
B.M. Comparison of perceived comfort diferences between standard and experimental load
carriage systems. Ergonomics. v. 46, n. 10, p.1035 - 1041, aug. 2004.
JACOBSON, B. H.; WRIGHT, T.; DUGAN, B. Load carriage energy expenditure with
and without hiking poles during inclined walking. International Journal Sports
Medicine. v. 21, n. 5, p. 356-359, jul, 2000.

46. 46
JACOBSON, B.; JONES, K. Comparison of selected perceptual variables for backpacks
with internal and external frames. Perceptual and Motor Skills. v. 90, n. 2, p. 605-908,
abr, 2000.
JEMMETT, R. S; MACDONALD, D. A; AGUR, A. M. Anatomical relationships
between selected segmental muscles of the lumbar spine in the context of multi-planar
segmental motion: a preliminary investigation. Manual Therapy. v.9, n. 4, p. 203-10,
nov, 2004.
JOHNSON, R. C.; PELOT, R. P.; DOAN, J.B.; STEVENSON, J.M. The Effect of Load
Position on Biomechanical and Physiological Measures during a Short Duration March. In:
RTO MEETING PROCEEDINGS 56., Kingston, Canada. Trabalhos científicos.
Disponível em > http://ftp.rta.nato.int/public//PubFullText/RTO/MP/RTO-MP-056/MP-
056-$$ALL.pdf> Acesso em 15 fev. 2007.
KADO, D. M.; PRENOVOST, K.; CRANDALL, C. Narrative review: hyperkyphosis in
older persons. Annual of Internal Medicine. v. 147, n. 5, p. 330-338, set, 2007.
KARACAN, I.; AYDIN, T.; SAHIN, Z.; CIDEM, M.; KOYUNCU, H.; AKTAS, I.;
ULUDAG, M. Facet angles in lumbar disc herniation: their relation to anthropometric
features. Spine. v. 15, n. 26(10), p. 1132-1136, mai, 2004.
KELLER, T. S, COLLOCA, C. J, HARRISON, D. E, HARRISON, D. D, JANIK, T. J.
Influence of spine morphology on intervertebral disc loads and stresses in asymptomatic
adults: implications for the ideal spine. Spine Journal. v. 5, n. 3, p. 297-309, mai-jun,
2005.
KNAPIK J.J, ANG, P.; MEISELMAN, H.; JOHNSON, W.; KIRK, J.; BENSEL, C.;
HANLON, W. Soldier performance and strenuous road marching: influence of load mass
and load distribution. Militar Medicine. v. 162, nº. 5, p. 62-67, mai, 1997.

47. 47
KNAPIK, J. J, REYNOLDS K. L.; HARMAN, E. Soldier load carriage: historical,
physiological, biomechanical, and medical aspects. Militar Medicine. v. 169, n. 1, p. 45-
56, jan, 2004.
KNAPIK, J.; HARMAN, E.; REYNOLDS, K. Load carriage using: A review of
physiological, biomechanical and medical aspects. Applied Ergonomics. v. 27, n. 3, p.
207-216, 1996.
KNIGHT, C. A, CALDWELL, G. E. Muscular and metabolic costs of uphill backpacking:
are hiking poles beneficial? Medicine Science Sports Exercise. v. 32, n. 12, p. 2093-
2101, dez, 2000.
KUMAR, SHRAWAN.; NARAYANA, YOGESH.; STEIN, RICHARD B.; SNIJDERSC,
CHRIS. Muscle fatigue in axial rotation of the trunk International Journal of Industrial
Ergonomics. v. 28, p. 113-125, 2001.
LAFIANDRA, M.; HARMAN, E. The distribution of forces between the upper and lower
back during load carriage. Medicine Science Sports Exercise. v. 36, n.3, p. 460-467, mar,
2004.
LAMOTH, C J.; DAFFERTSHOFER, A.; MEIJER, O G.; BEEK, P J. How do persons
with chronic low back pain speed up and slow down? Trunk-pelvis coordination and
lumbar erector spinae activity during gait. Gait Posture. v. 23, n. 2, p. 230-239, fev, 2006.
LARIVIÈRE, C.; GAGNON, D. The influence of trunk modelling in 3D biomechanical
analysis of simple and complex lifting tasks. Clinical Biomechanics (Bristol, Avon). v.
14, n. 7, p. 449-461, ago, 1999.
LAVENDER, S A, SHAKEEL, K.; ANDERSSON, G B.; THOMAS, J S. Effects of a
lifting belt on spine moments and muscle recruitments after unexpected sudden loading.
Spine v. 15, n. 25 (12), p. 1529-1569, jun, 2000.

48. 48
LEGAYE, J; DUVAL-BEAUPÈRE, G; HECQUET, J; MARTY, C. Pelvic incidence: a
fundamental pelvic parameter for three-dimensional regulation of spinal sagittal curves.
European Spine Journal. v. 7, nº 2, p. 99-103, mai, 1998.
LEGG, S. J.; BARR, A.; HEDDERLEY, D. I. Subjective perceptual methods for
comparing backpacks in the ?eld. Ergonomics. v. 46, n. 9, p. 935-955, 2003.
LEGG, S. J.; CRUZ, C. O. Effect of single and double strap backpacks on lung function.
Ergonomics. v. 26, n. 3, 318-323, feb. 2004.
LLOYD, R.; COOKE, C. B. Kinetic changes associated with load carriage using two
rucksack design. Ergonomics. v. 49, n. 9, p. 1331-1341, 2000.
LOWE, T. G, LINE, B. G. Evidence based medicine: analysis of Scheuermann kyphosis.
Spine. v. 1, n. 32 (19), p. 115-119, set, 2007.
LYONS, J.; ALLSOPP, A.; BILZON, J. Influences of body composition upon the relative
metabolic and cardiovascular demands of load-carriage. Occupational Medicine. v. 55, n.
5, p. 380-384. 2005.
LYONS, J.; ALLSOPP, A.; BILZON. J. Influences of body composition upon the relative
metabolic and cardiovascular demands of load-carriage. Occupational Medicine. v. 55, n.
5, p. 380-384, aug, 2005.
MACKIE, H. W.; STEVENSON, J. M.; REID, S. A.; LEGG, S. J. The effect of simulated
school load carriage con?gurations on shoulder strap tension forces and shoulder interface
pressure. Applied Ergonomics. v. 32, p. 199-206, 2005.
MÄKELÄ, J P.; RAMSTAD, R.; MATTILA, V.; PIHLAJAMÄKI, H. Brachial plexus
lesions after backpack carriage in young adults. Clinical Orthopaedics and Related
Research. v. 452, p. 205-209, nov, 2006.
MANCHIKANTI, L. Epidemiology of low back pain. Pain Physician. v. 3, n. 2, p. 167-
192, jun, 2000.

49. 49
MARRAS, W. S.; DAVIS, K. G.; FERGUSON, S. A.; LUCAS, B. R.; GUPTA, P. Spine
loading characteristics of patients with low back pain compared with asymptomatic
individuals. Spine. v. 1;26, n. 23, p. 2566-2574, dez, 2001.
MARTIN, J.; HOOPER, R. Military Load Carriage: A novel method of interface pressure
analysis. In: RTO MEETING PROCEEDINGS 56., Kingston, Canada. Trabalhos
científicos. Disponível em > http://ftp.rta.nato.int/public//PubFullText/RTO/MP/RTO-MP-
056/MP-056-$$ALL.pdf> Acesso em 15 fev. 2007.
MORIN, E. L.; BRYANT, J. T.; REID, S. A.; Whiteside, R. A. Calibration issues of
tekscan systems for human pressure assessment. In: RTO MEETING PROCEEDINGS 56.,
Kingston, Canada. Trabalhos científicos. Disponível em >
http://ftp.rta.nato.int/public//PubFullText/RTO/MP/RTO-MP-056/MP-056-$$ALL.pdf>
Acesso em 15 fev. 2007.
MOTMANS, R. R; TOMLOW, S; VISSERS, D. Trunk muscle activity in different modes
of carrying schoolbags. Ergonomics. v. 10, n. 49(2), p. 127-138, fev, 2006.
MYUNG, R.; SMITH J. L. The effect of load carrying and floor contaminants on slip and
fall parameters. Ergonomics. v. 40, n. 2, p. 235-246, feb, 1997.
NAVAR, D.; ZHOU, B. H.; LU, Y.; SOLOMONOW, M. High-repetition cyclic loading is
a risk factor for a lumbar disorder. Muscle Nerve. v. 34, n. 5, p. 614-622, nov, 2006.
NEPAL, S. K; CHIPENIUK, R. Mountain Tourism: Toward a Conceptual Framework.
Tourism Geographies. v. 7, n. 3, p. 313-333, ago, 2005.
NYSKA, M.; LINGE, K.; MCCABE, C.; KLENERMAN, L. The adaptation of the foot to
heavy loads: plantar foot pressures study. Clinical Biomechinics (Bristol, Avon). v. 12, n.
3, suplemento 8, abr, 1997.

50. 50
OBUSEK, J. P.; HARMAN, E. A.; FRYKMAN, P. N.; PALMER, C. J.; BILLS, R. K. The
relationship of backpack center of mass location to the metabolic cost of load carriage.
Medicine & Science in Sports & Exercise. v. 29, n. 5, s. 205, mai, 1997.
ORLOFF, H. A.; RAPP C. M. The Effects of Load Carriage on Spinal Curvature and
Posture. Spine. v. 29, n. 12, p. 1325-1329, 2004.
PALUMBO, N.; GEORGE, B.; JOHNSON, A.; CADE, D. The effects of backpack load
carrying on dynamic balance as measured by limits of stability. Work. v. 16, n. 2, p. 123-
129, 2001.
PANDORF, C. E.; HARMAN, E. A.; FRYKMAN, P. N.; JOHN F. PATTON, J. F.;
MELLO, R. P.; NINDL, B. C. Correlates of Load Carriage Performance Among Women.
In: RTO MEETING PROCEEDINGS 56., Kingston, Canada. Trabalhos científicos.
Disponível em > http://ftp.rta.nato.int/public//PubFullText/RTO/MP/RTO-MP-056/MP-
056-$$ALL.pdf> Acesso em 15 fev. 2007.
PELOT, R. P.; A. RIGBY, A.; STEVENSON, J. M.; BRYANT, J. T. A static
biomechanical load carriage model. In: RTO MEETING PROCEEDINGS 56., Kingston,
Canada. Trabalhos científicos. Disponível em >
http://ftp.rta.nato.int/public//PubFullText/RTO/MP/RTO-MP-056/MP-056-$$ALL.pdf>
Acesso em 15 fev. 2007.
PISCIONE, J.; GAMET, D. Effect of mechanical compression due to load carrying on
shoulder muscle fatigue during sustained isometric arm abduction: an electromyographic
study. European Journal Applied Physiology. v. 97, n. (5), p. 573-81, jun, 2006.
POLCYN, A. F.; BENSEL, C. K.; HARMAN, E. A.; OBUSEK, J. P. The effects of load
weight: a summary analysis of maximal performance, physiological, and biomechanical
results from four studies of load-carriage systems. In: RTO MEETING PROCEEDINGS
56., Kingston, Canada. Trabalhos científicos. Disponível em >
http://ftp.rta.nato.int/public//PubFullText/RTO/MP/RTO-MP-056/MP-056-$$ALL.pdf>
Acesso em 15 fev. 2007.

51. 51
POLITO, M.D; FARINATTI, P.T.V. Respostas de frequência cardíaca, pressão arterial e
duplo-produto ao exercício contra-resistência: uma revisão da literatura. Revista
Portuguesa de Ciências do Desporto. vol. 3, nº 1, p.79-91, 2003.
QUESADA P.M.; MENGELKOCH L.J.; HALE R.C.; SIMON S.R. Biomechanical and
metabolic effects of varying backpack loading on simulated marching. Ergonomics. v. 43,
n. 3, p. 293-309, mar. 2000.
REID, S A.; STEVENSON, J M.; WHITESIDE, R A. Biomechanical assessment of lateral
stiffness elements in the suspension system of a backpack. Ergonomics. v. 10;47, n. 12, p.
1272-1281, out, 2004.
REID, S. A.; BRYANT, J. T.; STEVENSON, J. M.; DOAN, J. B. Biomechanical
Assessment of Rucksack Shoulder Strap Attachment Location: Effect on Load Distribution
to the Torso. In: RTO MEETING PROCEEDINGS 56., Kingston, Canada. Trabalhos
científicos. Disponível em > http://ftp.rta.nato.int/public//PubFullText/RTO/MP/RTO-MP-
056/MP-056-$$ALL.pdf> Acesso em 15 fev. 2007.
REID, S.A.; WHITESIDE, R.A. Biomechanical Assessment of Lateral Stiffness Elements
in the Suspension System of a Rucksack. In: RTO MEETING PROCEEDINGS 56.,
Kingston, Canada. Trabalhos científicos. Disponível em >
http://ftp.rta.nato.int/public//PubFullText/RTO/MP/RTO-MP-056/MP-056-$$ALL.pdf>
Acesso em 15 fev. 2007.
RENKAWITZ, T.; BOLUKI, D.; GRIFKA, J. The association of low back pain,
neuromuscular imbalance, and trunk extension strength in athletes. Spine. v. 6, n. 6, p.
673-683, nov, 2006.
RIBEIRO, C. Z. P.; AKASHI, P. M. H.; SACCO, I. D. N.; PEDRINELLI, A. Relationship
between postural changes and injuries of the locomotor system in indoor soccer athletes.
Revista Brasileira de Medicina do Esporte. v.9, n.2, mar./apr, 2003.