Cálculo de la iluminación requerida

Considere a trabajadores de todas las edades que realizan un ensamble importante en un medio difícil en una estación de trabajo metálica oscura con una refl ectancia de 35%. Los pesos apropiados serían: edad = +1, refl ectancia = 0 y exactitud = 0. El peso total de +1 implica que se deberá utilizar el valor medio de la categoría E con una iluminación requerida de 75 fc.

FUENTES DE LUZ Y SU DISTRIBUCIÓN (II)

La tabla 6.4 proporciona información acerca de la efi ciencia y el procesamiento del color correspondientes a los tipos principales de luz artifi cial. En la fi gura 6.4 se muestran las fuentes luminosas industriales más comunes, es decir, las luminarias.
Las luminarias para iluminación general se clasifi can de acuerdo con el porcentaje de la salida total de luz emitida por arriba y por debajo de la horizontal (vea fi gura 6.5). La iluminación indirecta alumbra el techo, el cual, a su vez, refl eja luz hacia abajo. Por lo tanto, los techos deben ser la superficie más brillante en el cuarto (vea la fi gura 6.6), con refl ectancias superiores a 80%. Las demás áreas del cuarto deben refl ejar porcentajes cada vez más reducidos de luz a medida que uno se mueve en dirección hacia abajo desde el techo hasta alcanzar el piso, el cual no debe refl ejar más de 20% a 40% de la luz con el fi n de evitar el refl ejo. Para evitar la luminancia excesiva, las luminarias deben estar uniformemente distribuidas por todo el techo.
El alumbrado directo resta importancia a la superfi cie del techo e ilumina con mayor intensidad las superfi cies de trabajo y el piso. El alumbrado directo-indirecto representa una combinación de ambos. Esta distribución del alumbrado es importante, puesto que el IESNA (1995) recomienda que la relación de luminancias de cualquiera de las áreas adyacentes al campo visual no exceda el valor 3/1. El propósito de ello es evitar el refl ejo y los problemas de adaptación.

FUENTES DE LUZ Y SU DISTRIBUCIÓN

Después de determinar las necesidades de iluminación del área en estudio, los analistas seleccionan las fuentes de luz artifi cial apropiadas. Dos importantes parámetros relacionados con la luz artificial son la efi ciencia [salida de luz por unidad de energía, típicamente, lumens por watt (lm/W)]; y el procesamiento del color. La efi ciencia es particularmente importante ya que está relacionada con el costo; las fuentes luminosas efi cientes reducen el consumo de energía. El procesamiento del color se relaciona con la cercanía con la que los colores percibidos del objeto observado coinciden

con los colores percibidos del mismo objeto cuando éste se encuentra iluminado mediante fuentes de luz estándar. Las fuentes de luz más efi cientes (sodio a alta y baja presión) tienen características de procesamiento de regulares a malas y, en consecuencia, no son apropiadas para ciertas operaciones de inspección donde es necesario realizar una buena discriminación de colores

ILUMINANCIA

Reconociendo la complejidad que implica extender la teoría de la fuente puntual a las fuentes luminosas reales (las cuales pueden ser cualquier cosa que sea diferente a una fuente puntual) y algunas de las incertidumbres o restricciones del experimento de laboratorio de Blackwell (1959), el IESNA adoptó un método mucho más sencillo para determinar los niveles mínimos de iluminación (IESNA, 1995). El primer paso consiste en identifi car el tipo de actividad general que se va a realizar y clasificarlo en una de las nueve categorías que se muestran en la tabla 6.2. Una lista más extensa de las tareas específi cas de este proceso se puede encontrar en IESNA (1995). Observe que las categorías
A, B y C no involucran tareas visuales específi cas. Para cada categoría existe un rango de iluminancia (baja, media, alta). El valor adecuado se selecciona mediante el cálculo de un factor de ponderación (–1, 0, +1) con base en tres tareas y características del trabajador, las cuales se muestran en la tabla 6.3. Dichas ponderaciones, posteriormente se suman con el fi n de obtener el factor total de ponderación.
Observe que puesto que las categorías A, B y C no involucran tareas visuales, no se utiliza la característica velocidad/exactitud para estas categorías por lo que se usan las superfi cies totales del espacio en lugar de usar el fondo de la tarea. Si la suma total de los dos o tres factores de ponderación es –2 o –3, se debe utilizar el menor valor de las tres luminiscencias; si es –1, 0 o +1, se utiliza el valor medio; y si es +2 o +3, se utiliza el valor más alto.
En la práctica, por lo general la iluminación se mide con un medidor de luz (parecido al que tienen las cámaras, pero en unidades diferentes), mientras que la luminiscencia se mide con un fotómetro (típicamente como una unidad independiente del medidor de luz). Por lo general, la refl ectancia se calcula como la relación entre la luminancia de la superfi cie objeto y la luminancia de una superficie estándar de refl ectancia conocida (por ejemplo, una tarjeta neutral de prueba Kodak de refl ectancia = 0.9) colocada en la misma posición que la superfi cie del objetivo. La refl ectancia del objetivo es, entonces,

reflectancia = 0.9 × Lobjetivo/Lestándar

VISIBILIDAD (III)

La relación entre estos tres factores críticos fue cuantifi cada por Blackwell (1959) en una serie de experimentos que condujeron al desarrollo de los estándares de la Sociedad de Ingeniería en Iluminación de Norteamérica (IESNA, 1995) para la iluminación. A pesar de que las curvas Blackwell (vea la fi gura 6.3) como tales no se utilizan a menudo en la actualidad, muestran la relación entre el tamaño del objeto, la cantidad de iluminación (en este caso, medida como la luminancia refl ejada en el objetivo) y el contraste entre el objetivo y el fondo. Por lo tanto, a pesar de que aumentar la cantidad de iluminación es el método más sencillo para mejorar la visibilidad de la tarea, también se puede mejorar si se incrementa el contraste o el tamaño del objetivo.

VISIBILIDAD (II)

Contraste se puede defi nir de diferentes maneras, una de las cuales es:

Contraste = (Lmáx – Lmín)/Lmáx

donde L = luminancia. El contraste, entonces, está relacionado con la diferencia entre las luminancias máxima y mínima del objetivo y del fondo. Observe que el contraste es adimensional.
Otros factores menos importantes relacionados con la visibilidad son el tiempo de exposición, el movimiento del objetivo, la edad, la ubicación conocida y el entrenamiento, el cual no se incluirá aquí.

VISIBILIDAD (I)

La claridad con las que las personas ven los objetos se conoce con el nombre de visibilidad. Los tres factores críticos de la visibilidad son el ángulo visual, el contraste y el más importante, la iluminancia.
El ángulo visual se define como el ángulo subtendido en el ojo por el objetivo mientras que el contraste es la diferencia en luminancia entre el objetivo visual y su fondo. Por lo general, el ángulo visual se defi ne en minutos de arco (1/60 de grado) para objetivos pequeños como,

Ángulo visual (minutos de arco) = 3 438 × h/d

donde h es la altura del objetivo o detalle crítico (o ancho de una pincelada para cuestiones impresas), mientras que d es la distancia que existe entre el objetivo y el ojo (en las mismas unidades que h).

ILUMINACIÓN TEORÍA (III)

La refl ectancia es una proporción adimensional y varía de 0 a 100%. El papel blanco de alta calidad tiene una refl ectancia de alrededor de 90%, el papel periódico y el concreto alrededor de 55%, el carbón 30% y la pintura negro mate 5%. Las refl ectancias de las diferentes pinturas de colores o acabados se muestran en la tabla 6.1.

ILUMINACIÓN TEORÍA (II)

La teoría básica de la iluminación se aplica a una fuente puntual de luz (como una vela, por ejemplo) de una determinada intensidad luminosa, medida en candelas (cd) (vea la fi gura 6.2). La luz emana esféricamente en todas direcciones desde su origen con fuentes de 1 candela que emiten 12.57 lúmenes (lm)(en función al área de la esfera, 4pr2). La cantidad de luz que incide sobre una superficie o una sección de esta esfera se llama iluminación o iluminancia y se mide en fotocandelas (fc). La cantidad de luz que incide sobre una superficie se reduce en función del cuadrado de la distancia d en pies que hay entre la fuente y la superficie:

Iluminancia = intensidad/d²

Parte de esa luz es absorbida y una parte se refl eja (en el caso de materiales translúcidos, una parte también se transmite), lo cual permite a los seres humanos “ver” ese objeto y proporciona una percepción de brillantez. A la cantidad de luz que se refl eja se le conoce como luminancia y se mide en pie-lamberts (fL). Ella está determinada por las propiedades de refl exión de la superfi cie, conocidas como reflectancia:

Luminancia = luminiscencia × reflectancia

ILUMINACIÓN TEORÍA (I)

La luz es detectada por el ojo humano (vea la fi gura 6.1) y procesada en una imagen por el cerebro.
Éste es un proceso muy complejo donde los rayos de luz pasan a través de la pupila, una abertura del ojo, y a través de la córnea y la lente, los cuales enfocan los rayos luminosos sobre la retina en la parte posterior del globo ocular. La retina se compone de receptores fotosensibles, los bastones, los cuales son sensibles al blanco y negro, especialmente en la noche, pero tienen una pobre agudeza visual, y los conos, sensibles a los colores en la luz del día y tienen buena agudeza visual. Los conos se encuentran concentrados en la fovea, mientras que los bastones se encuentran diseminados por toda la retina. Las señales eléctricas provenientes de los fotorreceptores se juntan y se transfieren mediante el nervio óptico al cerebro, donde la luz proveniente de una fuente externa se procesa e interpreta.

Diseño del ambiente de trabajo

Los analistas de métodos deben proporcionar condiciones de trabajo que sean buenas, seguras y cómodas para el operador. La experiencia ha demostrado de manera contundente que las
plantas con buenas condiciones de trabajo rinden mucho más que las que carecen de ellas.
Desde el punto de vista económico, el retorno de la inversión en un ambiente de trabajo mejorado es generalmente signifi cativo. Además de incrementar la producción, las condiciones de trabajo ideales mejoran la seguridad registrada; reducen el ausentismo, el número de personas que llegan tarde y la rotación de personal; eleva la moral de los empleados; y mejora las relaciones públicas. En este capítulo se presentan con mayor detalle los niveles aceptables a los que deben equipararse las condiciones de trabajo así como las medidas de control que se recomiendan para supervisar las áreas problemáticas.

Diseño del ambiente de trabajo PUNTOS CLAVE

• Proporcione iluminación general y sobre las tareas: evite el refl ejo.
• Controle el ruido en la fuente.
• Controle el estrés producido por el calor mediante la protección contra la radiación y la ventilación.
• Proporcione movimiento de aire general y ventilación local en las áreas calientes.
• Humedezca los mangos de las herramientas y los asientos con el fi n de reducir la vibración.
• Implante turnos rotatorios hacia adelante en caso de que no pueda evitar el trabajo en turno nocturno.

Principios del diseño de trabajo: herramientas

Muchos factores tienen un efecto signifi cativo en la productividad y el bienestar del operador de una estación de trabajo. Es necesario aplicar la tecnología ergonómica más actual al equipo que se utiliza, así como también a las condiciones generales que rodean al área de trabajo. Además, se debe proporcionar una fl exibilidad adecuada al lugar donde está el equipo y al ambiente de la estación de trabajo, de tal manera que se puedan satisfacer las variaciones en cuanto a altura, alcance, fuerza, tiempo de refl ejos, etc., del empleado.
Una mesa de trabajo que tenga 32 pulgadas (81 cm) de altura está muy bien para una trabajador de 75 pulgadas (191 cm), pero sería demasiado alta para un empleado de 66 pulgadas (167.6 cm). Las estaciones de trabajo y sillas con altura ajustable pueden satisfacer las demandas de un gran número de empleados, con base en más o menos dos desviaciones estándar con respecto a la norma. En la medida que se pueda ofrecer un centro de trabajo fl exible que satisfaga a toda la variedad de trabajadores, serán mejores los resultados de productividad y la satisfacción del trabajador.
De la misma forma en que existen variaciones signifi cativas en cuanto a altura y tamaño de la fuerza de trabajo, existen variaciones iguales o mayores de su capacidad visual, habilidad para oír, para sentir y su destreza manual. La gran mayoría de las estaciones de trabajo pueden mejorarse. La aplicación de los aspectos ergonómicos junto con la ingeniería de métodos dará como resultado ambientes de trabajo competitivos y más efi cientes, que mejorarán el bienestar de los trabajadores, la calidad del producto, la facturación del negocio y el prestigio de la organización.

UTILICE LAS BARRAS DE REACCIÓN Y LOS BALANCEADORES DE HERRAMIENTA EN LAS MÁQUINAS AUTOMÁTICAS

Se deben proporcionar barras para el torque de reacción si el torque excede a 53 pulgadas⋅libra (6 N ⋅ m) en el caso de las herramientas alineadas que se utilizan para realizar una acción hacia abajo, 106 pulgadas ⋅ libra (12 N ⋅ m) para las herramientas de agarre tipo pistola que se utilizan en modo horizontal y 444 pulgadas⋅libra (50 N ⋅ m) para herramientas con ángulo recto que se utilizan en movimiento hacia abajo y hacia arriba (Mital y Kilbom, 1992).

Esta información se resume en una lista de verifi cación para la evaluación de herramientas (vea la fi gura 5.34). Si la herramienta no cumple con las recomendaciones y características deseables, debe rediseñarse o reemplazarse.

SELECCIONE UNA MÁQUINA AUTOMÁTICA CON LAS CARACTERÍSTICAS APROPIADAS

Las herramientas automáticas, tales como los colocadores utilizados para apretar tuercas se encuentran disponibles en el mercado en una gran variedad de confi guraciones de mangos, diámetros de ejes, velocidades, pesos, mecanismos de apagado y salidas de torsión. Esta última se transfi ere del motor hacia el eje a través de una gran variedad de mecanismos, de tal manera que la potencia (a menudo generada por medio de aire comprimido) pueda interrumpirse rápidamente una vez que la tuerca u otro sujetador estén apretados. El mecanismo más simple y barato es un controlador directo, bajo el control del operador, pero debido al tiempo prolongado que se necesita para liberar el disparador una vez que la tuerca se haya apretado, este tipo de controlador transfi ere un torque de reacción muy grande hacia el brazo del operario. Los embragues de fricción mecánica permiten que el eje se deslice, lo que reduce, en parte, esta torsión de reacción. Un mecanismo más adecuado para reducir la torsión de reacción es el apagado mediante un fl ujo de aire, el cual sensa automáticamente cuándo se debe cortar el suministro de aire a medida que la tuerca se aprieta. Un mecanismo todavía más rápido es un embrague mecánico automático de apagado. Entre los mecanismos más recientes se puede mencionar el sistema hidráulico de pulsos, en el cual la energía rotacional proveniente del motor se transfi ere a través de una unidad de pulsos que contiene un amortiguador de aceite (que fi ltra los pulsos de alta frecuencia, así como el ruido), y un sistema de pulsos eléctricos similar, los cuales
reducen en gran medida el torque de reacción (Freivalds y Eklund, 1993).
Las variaciones de la torsión dada a la tuerca depende de varias condiciones, entre las que se destacan: las propiedades de la herramienta; el operador; las propiedades de la articulación, por ejemplo, la combinación del apretador y el material que está siendo apretado (el cual puede variar desde suave, en el cual los materiales cuentan con propiedades elásticas, como los paneles del cuerpo, hasta duro, en los que hay dos superfi cies rígidas, tales como las poleas de una grúa); y estabilidad del suministro de aire. El torque que experimenta el usuario (el torque de reacción) depende de dichos factores a los cuales se les suma el sistema de apagado del torque. En general, el uso de herramientas eléctricas a velocidades en rpm menores a las normales o la defi ciente alimentación de las herramientas neumáticas, dan como resultado torques de reacción más grandes y valores más estresantes. Las herramientas tipo pulsadas generan los menores torques de reacción, quizá debido que los pulsos cortos “reducen” el torque de reacción. Otros problemas potenciales son el ruido de los mecanismos neumáticos el cual alcanza niveles del orden de los 95 dB(A), niveles de vibración que excedan a los 132 dB(V) y el polvo o humos de aceite que emanan del escape (Freivalds y Eklund, 1993).

UTILICE LAS CONFIGURACIONES Y ORIENTACIONES APROPIADAS DE LAS HERRAMIENTAS AUTOMÁTICAS

En el caso de un taladro u otras herramientas automáticas, la función principal del operador consiste en sostener, estabilizar y supervisar la herramienta sobre una pieza de trabajo, mientras llevan a cabo el trabajo donde se requiere mayor esfuerzo. A pesar de que, en algunas ocasiones, el operador tenga que desplazar u orientar la herramienta, su función principal consiste en tomar y sostener la herramienta.
Un taladro manual está compuesto por una cabeza, un cuerpo y un mango idealmente alineados.
La línea de acción está representada por la línea del dedo índice extendido, lo cual signifi ca que en un taladro ideal, la cabeza está descentrada respecto al eje central del cuerpo.
La confi guración del mango es también un aspecto importante. Las opciones son la sujeción tipo pistola, en línea o en ángulo recto. Como regla general, las sujeciones en línea y en ángulo recto son las mejores para apretar hacia abajo sobre una superfi cie horizontal, mientras que las de tipo pistola son más adecuadas para apretar sobre una superfi cie vertical. En todos los casos, el objetivo es obtener una postura parada con la espalda recta, los brazos superiores colgados hacia abajo y la muñeca recta (vea la fi gura 5.33). Cuando se elige la sujeción tipo pistola, la posición del mango genera un ángulo de aproximadamente 78° con relación a la horizontal (Fraser, 1980).

Otro factor importante es el centro de gravedad. Si está muy alejado hacia adelante respecto al cuerpo de la herramienta, se produce un momento giratorio, el cual deberá ser eliminado por los músculos de la mano y del antebrazo. Esta tarea extra implica un esfuerzo muscular adicional que se requiere para sostener, mantener en posición y presionar el taladro hacia la pieza de trabajo. El mango principal se coloca directamente por debajo del centro de gravedad, de tal manera que el cuerpo sobresalga por detrás del mango, así como también por el frente. Para perforaciones muy profundas, puede ser necesario instalar un mango de soporte secundario, ya sea en la parte lateral o de preferencia por debajo de la herramienta, de tal manera que el brazo de soporte pueda meterse en el cuerpo en lugar de ser abducido.

UTILICE HERRAMIENTAS AUTOMÁTICAS TALES COMO COLOCADORES DE TUERCAS Y DESARMADORES EN LUGAR DE HERRAMIENTAS MANUALES

Las herramientas eléctricas no sólo realizan el trabajo más rápido que las manuales sino que fatigan considerablemente menos al operador. Se puede esperar una mayor uniformidad en el producto cuando se utilizan herramientas eléctricas. Por ejemplo, un apretador automático puede colocar tuercas de manera consistente a una determinada presión en pulgadas-libras, mientras que no se puede esperar que un apretador de tuercas manual mantenga una presión constante de apretado debido a la fatiga.
Sin embargo, con ello se pierde algo. Las herramientas eléctricas y automáticas generan vibración, la cual puede producir el síndrome de los dedos blancos, cuyo primer síntoma es la reducción del fl ujo sanguíneo hacia los dedos y las manos debido a la vasoconstricción de los vasos sanguíneos.
Como resultado de ello se presenta una pérdida de retroalimentación sensorial y un desempeño aminorado. Además, esta condición puede contribuir al desarrollo del síndrome del túnel carpal, especialmente en trabajos que implican una combinación de movimientos fuertes y repetitivos. En general, se recomienda que se eviten vibraciones que se encuentren en el rango crítico de 40 a 130 Hz o ligeramente mayores (pero más seguro) entre 2 y 200 Hz (Lundstrom y Johansson, 1986). La exposición a la vibración puede minimizarse mediante la reducción de la fuerza de alimentación, el uso de mangos especialmente diseñados para amortiguarla (Anderson, 1990) o el uso de guantes que la absorben y un mejor mantenimiento con el fi n de reducir la falta de alineación o desequilibrio de los ejes.

UTILICE LOS GUANTES CON CRITERIO

Con frecuencia, los guantes se utilizan para manipular herramientas de mano por razones de seguridad y comodidad. Los guantes de seguridad son poco voluminosos, pero los que se usan en climas por debajo del punto de congelación pueden ser muy pesados e interferir con la facilidad de tomar los objetos. El uso de guantes de lana o piel puede aumentar en 0.2 pulgadas (0.5 cm) el grosor de la mano y 0.3 pulgadas (0.8 cm) el ancho de la mano hasta el dedo pulgar, mientras que las manoplas pesadas agregan 1 pulgada (2.5 cm) y 1.6 pulgadas (4.0 cm), respectivamente (Damon et al, 1966).
Lo que es más importante, los guantes reducen la fuerza de agarre entre 10 y 20% (Hertzberg, 1973), la producción de torsión y los tiempos de desempeño de destreza manual. Los guantes de neopreno hacen 12.5% más lentos los tiempos de desempeño respecto al desempeño con las manos desnudas, la toalla 36%, el cuero 45% y el PVC 64% (Weidman, 1970). Se debe considerar como un intercambio entre una mayor seguridad y un menor desempeño con el uso de guantes.

MANTENGA EL PESO DE LA HERRAMIENTA MENOR A LAS 5 LIBRAS

El peso de la herramienta de mano determina cuánto tiempo se puede sostener o utilizar y con qué precisión puede manipularse. En el caso de las herramientas que se pueden sostener con una sola mano con el codo a 90° por periodos prolongados, Greenberg y Chaffi n (1976) recomiendan cargas de no más de 5 libras (2.3 kg). Además, la herramienta debe estar bien equilibrada, con el centro de gravedad tan cercano como sea posible al centro de gravedad de la mano (a menos que el propósito de la herramienta sea transferir fuerza, como es el caso de un martillo). Por lo tanto, los músculos de la mano y del brazo no necesitan oponerse a cualquier torsión que desarrolle una herramienta desequilibrada. Las herramientas pesadas que se utilizan para absorber impactos o vibraciones deben estar montadas sobre brazos telescópicos o balanceadores de herramienta con el fi n de reducir el esfuerzo que el operador necesita realizar. En el caso de las operaciones en las que se requiere precisión, no se recomiendan herramientas con pesos mayores a 1 libra, a menos que se utilice un sistema de contrapesos.

DISEÑE LA SUPERFICIE DE AGARRE DE TAL FORMA QUE SEA COMPRIMIBLE Y NO-CONDUCTORA

Durante siglos, la madera fue el material preferido para fabricar los mangos de las herramientas. La madera se encuentra disponible en muchos lugares y se trabaja muy fácilmente. Tiene una buena resistencia contra los golpes y a la conductividad térmica y eléctrica y posee buenas cualidades de fricción, aun cuando se encuentre húmeda. Puesto que los mangos de madera pueden romperse y mancharse con grasa y aceite, en los últimos años se ha presentado un cambio signifi cativo al uso del plástico o, inclusive, del metal. Sin embargo, debe estar recubierto con hule o cuero con el fi n de amortiguar los golpes, reducir la conductividad eléctrica e incrementar la fricción (Fraser, 1980). Dichos materiales compresibles también amortiguan las vibraciones y permiten una mejor distribución de la presión, a la vez que reducen la fatiga y las tensiones en la mano (Fellows y Freivalds, 1991).
Sin embargo, el material de sujeción no debe ser muy suave; de otra forma, los objetos puntiagudos tales como las rebabas metálicas, permanecerán en el mango y harán difícil la utilización de la herramienta.
La superfi cie de agarre debe maximizarse con el fi n de garantizar la distribución de presión sobre un área lo mayor posible. La presión excesiva en un solo punto puede causar el dolor sufi ciente como para detener el trabajo que se esté realizando.
Las características de fricción de la superfi cie de la herramienta varían en función de la presión ejercida por la mano, el alisamiento y la porosidad de la superfi cie y el tipo de contaminación (Bobjer et al., 1993). El sudor incrementa el coefi ciente de fricción, mientras que el aceite y la grasa lo reducen. La cinta adhesiva y las fundas de ante proporcionan una buena cantidad de fricción cuando hay humedad. El tipo de patrón de superfi cie, como lo defi ne la relación entre el área rugosa y el área ranurada, muestran algunas características interesantes. Cuando la mano se encuentra limpia o sudorosa, las fricciones máximas se obtienen cuando dicha relación es elevada (lo que maximiza el área de contacto superfi cie-mano); cuando la mano está contaminada, las fricciones máximas se obtienen cuando dicha relación es pequeña (lo cual maximiza la capacidad de eliminar los contaminantes).

DISEÑE LOS MANGOS CON LA FORMA APROPIADA

Para un agarre de fuerza, diseñe para la máxima superfi cie de contacto con el fi n de minimizar la presión unitaria de la mano. Por lo general, se piensa que una herramienta con sección transversal circular proporciona la torsión más grande. Sin embargo, la forma puede depender del tipo de tarea y de los movimientos involucrados (Cochran y Riley, 1986). Por ejemplo, la fuerza máxima de jalado y los mejores empujes se obtienen en realidad usando una sección transversal triangular. Para una manipulación de tipo rodante, la forma triangular es la más lenta. La forma rectangular (con las esquinas redondeadas) con relaciones ancho/altura de 1:1.25 a 1:1.5 parecen ser un buen intercambio.
Una ventaja adicional de la sección transversal rectangular es que la herramienta no rueda cuando se coloca sobre una mesa. Asimismo, los mangos no deben tener la forma de un cilindro perfecto, excepto en una sujeción de gancho. En el caso de las herramientas tipo desarmador, el extremo del mango debe ser redondo con el fi n de evitar presiones indebidas sobre la palma; en el caso de las herramientas tipo martillo, el mango puede tener un curvado plano, para indicar su extremo.
A partir de los mangos en forma circular cilíndricamente, Bullinger y Solf (1979) propusieron un diseño más radical utilizando una sección transversal hexagonal, en forma de dos conos truncados que se conectan en los extremos más largos. Dicha forma se amolda mejor a los contornos de la palma y del dedo en los agarres de precisión y de fuerza, y proporciona las torsiones más grandes en comparación con los mangos convencionales. Una forma cónica similar doblemente truncada fue desarrollada también para un mango de lima. En este caso, se pudo observar que la sección transversal totalmente redonda en forma de cuadrado era signifi cativamente superior a la mayoría de las formas convencionales.
Una nota fi nal acerca de la forma es que los mangos en T ofrecen un torque mucho mayor (hasta 50% más) que los mangos rectos tipo desarmador. La inclinación del mango en T genera torsiones aún mayores a la vez que permite que la muñeca se mantenga derecha (Saran, 1973).

DISEÑE UN ESPACIO DE AGARRE DE 3 PULGADAS PARA LAS HERRAMIENTAS CON DOS MANGOS

La fuerza de sujeción y la tensión resultante en los tendones fl exores de los dedos varían en función del tamaño del objeto que se desee tomar. Con un dinamómetro con mangos que formen un ángulo hacia adentro, se logra una máxima fuerza de sujeción en aproximadamente 3 a 3.2 pulgadas (7.68.1 cm) (Chaffi n y Anderson, 1991). A distancias diferentes respecto a la óptima, el porcentaje de fuerza de sujeción disminuye (vea la fi gura 5.31), como se defi ne en la siguiente fórmula:

Porcentaje de la fuerza de agarre 100 0.28*S 65.8*S²

donde S es el rango de agarre dado menos el rango de agarre óptimo (3 pulgadas en el caso de las mujeres y 3.2 en el caso de los hombres). En dinamómetros con lados paralelos, este rango óptimo disminuye de 1.8 a 2 pulgadas (4.5 a 5 cm) (Pheasant y Scriven, 1983). Debido a la gran variación de las capacidades individuales en cuanto a fuerza y a la necesidad de satisfacer a la mayoría de la población laboral (es decir, el 5o. percentil de mujeres), los requisitos de sujeción máxima deben limitarse a menos de 20 libras. Un efecto similar se puede encontrar en la fuerza de precisión (vea la fi gura 5.32). Sin embargo, la fuerza de precisión total está a un nivel mucho más reducido (aproximadamente 20% del agarre de fuerza) y el espacio de precisión (para una presión medular en 4 puntos) varía de 0.5 a 2 pulgadas (1.3 a 5.1 cm) y después se reduce signifi cativamente para rangos mayores (Heffernan y Freivalds, 2000).

DISEÑE EL LARGO DE LOS MANGOS CON UN MÍNIMO DE 4 PULGADAS

Tanto en el caso de mangos como de cortes, debe haber espacio sufi ciente para que quepan los cuatro dedos. El ancho de la mano a lo largo de los metacarpianos varía entre 2.8 pulgadas (7.1 cm) para el 5° percentil de las mujeres y 3.8 pulgadas (9.7 cm) para el 95avo. percentil para los hombres (Garrett, 1971).
Por lo tanto, 4 pulgadas (10 cm) pueden ser un mínimo razonable, pero 5 pulgadas (12.5 cm) puede ser un valor muy recomendable. Si la sujeción está encerrada o si se utilizan guantes, se recomienda tener un espacio más grande para sujetar la herramienta. Para un agarre de precisión externa, el mango de la herramienta debe ser lo sufi cientemente largo para poder ser soportado en la base del primer dedo o el dedo pulgar. En el caso de un agarre de precisión interna, la herramienta debe extenderse más allá de la palma, pero no tanto como para que golpee la muñeca (Konz y Johnson, 2000).

DISEÑE MANGOS DE 1.5 PULGADAS DE DIÁMETRO PARA AGARRES DE FUERZA

Los agarres de fuerza alrededor de un objeto cilíndrico deben encerrar completamente la circunferencia del cilindro, con los dedos y el pulgar apenas tocándose. Para la mayoría de las personas, esto representa un diámetro del mango de aproximadamente 1.5 pulgadas (3.8 cm), lo que genera una actividad ECM mínima, un deterioro mínimo del tiempo de sujeción y fuerzas máximas de empuje. En general, el extremo superior del rango es mejor para una torsión máxima, y el extremo inferior es mejor para una mayor destreza y velocidad. El diámetro del mango para agarres de precisión debe ser de aproximadamente 0.5 pulgadas (1.3 cm) (Freivalds, 1996).

UTILICE LOS DEDOS MÁS FUERTES PARA TRABAJAR: EL DEDO MEDIO Y EL PULGAR

A pesar de que el dedo índice es por lo común el que puede moverse más rápido, no es el más fuerte (vea la tabla 5.7). Cuando se trate de una carga relativamente pesada, en general resulta más efi ciente el uso del dedo medio o una combinación del dedo medio y del índice.

EVITE EL MOVIMIENTO DACTILAR REPETITIVO

Si el dedo índice se utiliza de manera excesiva para operar disparadores, se desarrollarían síntomas del dedo disparador. Las fuerzas del disparo deben minimizarse lo más posible, de preferencia por debajo de 2 libras (0.9 kg) (Eastman Kodak, 1983), para reducir la carga en dicho dedo. Son preferibles los controles operados por dos o tres dedos (vea la fi gura 5.30); los controles de banda dactilar o la barra de sujeción de fuerza es aún mejor, ya que requieren el uso de más dedos más fuertes. En la tabla 5.7 se muestran las fuerzas absolutas de fl exión de los dedos y sus contribuciones relacionadas
con la sujeción.
Cuando se debe utilizar una herramienta de dos mangos, un mecanismo a base de resortes evita que los dedos tengan que regresar la herramienta a su posición inicial. Además, se debe evitar un elevado número de repeticiones. A pesar de que los niveles críticos de las repeticiones no se conocen, NIOSH (1989) demostró que existen elevados índices de desórdenes de músculo y tendón en los trabajadores que exceden 10 000 movimientos diarios.

DISEÑE LAS HERRAMIENTAS DE TAL MANERA QUE PUEDAN SER EMPLEADAS CON CUALQUIER MANO POR LA MAYORÍA DE LAS PERSONAS (II)

La fuerza de agarre de la mujer varía entre 50 y 67% respecto a la de los hombres (Pheasant y Scriven, 1983). Por ejemplo, se puede esperar que el hombre promedio ejerza aproximadamente 110 libras (50 kg) mientras que la mujer promedio lo hará en alrededor de 60 libras (27.3 kg). Las mujeres tienen una desventaja doble: una menor fuerza de sujeción y un menor alcance promedio. La mejor solución consiste en ofrecer una amplia variedad de tamaños de herramientas.

DISEÑE LAS HERRAMIENTAS DE TAL MANERA QUE PUEDAN SER EMPLEADAS CON CUALQUIER MANO POR LA MAYORÍA DE LAS PERSONAS (I)

Alternar manos hace posible que se reduzca la fatiga muscular total. Sin embargo, en muchas situaciones, esto no es posible, ya que las herramientas están diseñadas para usarse con una mano.
Además, si se diseña para usarse con la mano que el usuario prefi era, que para 90% de la población es la derecha, el resto, o sea 10%, quedaría inconforme. Buenos ejemplos de herramientas diseñadas para diestros que no pueden ser utilizadas por personas zurdas son el taladro con el mango lateral sólo en el lado izquierdo, la sierra circular y el cuchillo dentado diseñado para ser sólo de un lado.
Por lo general, los hombres diestros muestran 12% de reducción de fuerza en la mano izquierda, mientras que las mujeres diestras padecen 7% de reducción de fuerza. Sorprendentemente, tanto los hombres como las mujeres zurdas tienen casi la misma fuerza en ambas manos. Una conclusión es que las personas zurdas son obligadas a adaptarse a un mundo diseñado para los diestros (Miller y Freivalds, 1987).

EVITE LA COMPRESIÓN DE LOS TEJIDOS

A menudo, cuando se trabaja con herramientas manuales, la mano aplica una fuerza considerable. Dichas acciones pueden concentrar una fuerza de compresión de magnitud considerable sobre la palma de la mano y los dedos, lo que puede dar como resultado isquemia, esto es, la obstrucción del fl ujo sanguíneo hacia los tejidos y el entumecimiento y hormigueo de los dedos. Los mangos deben estar diseñados con grandes superfi cies de contacto con el fi n de distribuir la fuerza sobre un área grande (vea la fi gura 5.29) o para dirigirla hacia áreas menos sensibles, tales como el tejido entre el dedo pulgar y el dedo índice. De manera similar, se deben evitar las ranuras o grietas en los mangos de las
herramientas. Debido a que las manos pueden variar mucho en cuanto a tamaño, dichas ranuras sólo le serán útiles a una pequeña fracción de la población.