PROBLEMAS - Lugar de trabajo, equipo y diseño de herramientas No 4

A continuación se muestran datos de dos confi guraciones diferentes control-respuesta. Con base en dichos datos, ¿cuál es la relación C/R óptima para cada configuración? ¿Qué configuración (setup) considera que es la mejor?

PROBLEMAS - Lugar de trabajo, equipo y diseño de herramientas No 3

La Fundición Dorben utiliza una grúa con una cabeza magnética para cargar desperdicio de hierro en un horno de oxígeno. El operador de ella utiliza varias palancas con el fin de controlar los tres grados de libertad que necesita la grúa y su cabeza magnética. Se utiliza un control para activar/desactivar el empuje magnético de la cabeza. El operador está ubicado en la parte superior de la operación mirando hacia abajo la mayor parte del tiempo. Los operadores se quejan con frecuencia de dolores en la espalda. La información sobre diversos controles por palanca disponibles en el mercado es la siguiente:

a) Diseñe un sistema de control apropiado para el operador de la grúa. Indique el número de controles necesarios, su ubicación (especialmente con referencia a la línea de vista del operador), su dirección de movimiento y su tipo de retroalimentación.

b) Exprese una relación control-respuesta apropiada para estos controles.

c) ¿Qué otros factores pueden ser de importancia para diseñar estos controles?

PROBLEMAS - Lugar de trabajo, equipo y diseño de herramientas No 2

Se le pide que diseñe un tablero de control/pantalla para el lanzamiento de escape de la NASA.
Después del escape inicial, la propulsión se utilizará para desacelerar respecto al campo gravitacional terrestre. El paracaídas puede liberarse sólo dentro de un rango de altura reducido. Distribuya las siete pantallas/controles utilizando los cuadrantes del mismo tamaño que se muestran en el tablero de control que aparece en la tabla siguiente. Explique la lógica que siguió al realizar su distribución.

PROBLEMAS - Lugar de trabajo, equipo y diseño de herramientas No 1

1. Debido al desastre del Challenger, la NASA decidió diseñar un sistema de escape personal (es decir, un compartimiento de lanzamiento) para cada astronauta del transbordador espacial. En razón de que el espacio es un factor de primordial importancia, el diseño antropométrico apropiado es un aspecto crucial. Asimismo, debido a restricciones presupuestales, el diseño debe ser no ajustable; es decir, el mismo diseño debe funcionar para todos los astronautas presentes y futuros, hombres y mujeres. Para cada una de las características del compartimiento de lanzamiento, indique la característica corporal utilizada en el diseño, el principio de diseño utilizado y el valor real (en pulgadas) que se empleará en su construcción.

PREGUNTAS - Lugar de trabajo, equipo y diseño de herramientas

1. ¿Cuál es el ancho que debe tener una silla para que satisfaga a 90% de los adultos?
2. Compare y contraste las tres diferentes estrategias de diseño.
3. Explique cómo se podría determinar adecuadamente la altura de la superfi cie de trabajo.
4. ¿Cuáles son las características críticas de una silla bien diseñada desde el punto de vista ergonómico? ¿Cuáles deben ser ajustables?
5. ¿Cuál es el principio en el que se basa el diseño de un asiento tipo montura?
6. ¿Qué es la lordosis y cómo se relaciona con el soporte lumbar?
7. ¿Cuál es el principio de diseño de los tapetes antifatiga?
8. ¿Cuál es el principio de diseño de la distribución adecuada de contenedores, partes y herramientas en una superfi cie de trabajo?
9. ¿Por qué es un accesorio tan importante en el lugar de trabajo? Haga una lista de tantas como le sea posible.
10. ¿A qué se refi ere el principio de Warrick respecto al diseño de controles y pantallas?
11. ¿Cuál es la línea de vista óptima?
12. Elabore una lista de los tres principios que sustentan la distribución de los componentes en un tablero.
13. ¿Qué es el efecto de rango?
14. Haga una lista de los tres principios de la compatibilidad efectiva control-pantalla.
15. ¿Qué es la codifi cación operacional?
16. ¿Cuál es la desventaja principal de los controles táctiles?
17. ¿Cómo se le conoce al “movimiento de control sin respuesta del sistema”?
18. Si la relación C/R aumenta de 1.0 a 4.0, ¿qué pasa con el tiempo de recorrido, el tiempo de ajuste y el tiempo total?
19. ¿Cuáles son los tres factores más importantes de la tarea que conducen a desórdenes de trauma acumulativo?
20. ¿Cuál es el factor más importante que provoca el dedo blanco?
21. ¿Qué es el dedo de disparo?
22. Describa el progreso del estado de la enfermedad del síndrome del túnel carpal.
23. Diseñe un mango ergonómico e indique todos los principios que se deben utilizar en su diseño.
24. ¿Cuáles son las preocupaciones clave en el diseño de una herramienta automática?

Resumen Lugar de trabajo, equipo y diseño de herramientas

Muchos factores tienen un efecto significativo 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 flexible 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 eficientes, 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 verificación 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 configuraciones de mangos, diámetros de ejes, velocidades, pesos, mecanismos de apagado y salidas de torsión. Esta última se transfiere 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 transfiere 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 flujo 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 transfiere a través de una unidad de pulsos que contiene un amortiguador de aceite (que filtra 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 a 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 significa que en un taladro ideal, la cabeza está descentrada respecto al eje central del cuerpo.

La configuración 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 superficie horizontal, mientras que las de tipo pistola son más adecuadas para apretar sobre una superficie 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 Chaffin (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 significativo al uso del plástico o, inclusive, del metal. Sin embargo, debe estar recubierto con hule o cuero con el fin 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 superficie de agarre debe maximizarse con el fin de garantizar la distribución de presión sobre un área lo mayor posible. La presión excesiva en un solo punto puede causar el dolor suficiente como para detener el trabajo que se esté realizando.

Las características de fricción de la superficie de la herramienta varían en función de la presión ejercida por la mano, el alisamiento y la porosidad de la superficie 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 superficie, como lo define 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 superficie-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 superficie de contacto con el fin 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 flexores 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 define en la siguiente fórmula:

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 suficiente 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 eficiente 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

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 prefiera, 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).

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.

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 flujo sanguíneo hacia los tejidos y el entumecimiento y hormigueo de los dedos. Los mangos deben estar diseñados con grandes superficies de contacto con el fin de distribuir la fuerza sobre un área grande (vea la figura 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.

MANTENGA LA MUÑECA ESTIRADA Parte 2

Para reducir este problema, el lugar de trabajo o las herramientas se deben rediseñar con el fin de permitir que la muñeca siempre esté en una posición recta; por ejemplo, colocar más abajo la superficie de trabajo y las orillas de los contenedores e inclinar las agarraderas hacia el usuario. De manera similar, el mango de las herramientas debe reflejar el eje de la empuñadura, el cual está a aproxima damente 78° respecto a la horizontal y debe estar orientado de tal forma que el eje de la herramienta esté alineado con el dedo índice; ejemplos de lo anterior son los mangos de las pinzas para doblar y el cuchillo de sujeción de pistola (vea la figura 5.28).

MANTENGA LA MUÑECA ESTIRADA Parte 1

A medida que la muñeca se mueve respecto a su posición neutral, se presenta una pérdida de fuerza en el agarre. Comenzando en una posición neutral de la muñeca, la pronación reduce 12% la fuerza de sujeción, 25% la flexión/extensión y 15% la desviación radial/anular (vea la figura 5.27). Además, las posiciones no naturales de las manos pueden dar como resultado dolores en las muñecas, pérdida de fuerza de agarre y, si se mantienen por mucho tiempo, la ocurrencia del síndrome del túnel carpal.

REALICE MOVIMIENTOS DE TORCIDO CON LOS CODOS FLEXIONADOS

Cuando el codo está extendido, los tendones y músculos del brazo se estiran y, por lo tanto, producen poca fuerza. Cuando el codo se encuentra fl exionado 90° o menos, los bíceps tienen una buena ventaja mecánica y pueden contribuir al giro del antebrazo.

EVITE LA CARGA MUSCULAR ESTÁTICA DURANTE PERIODOS PROLONGADOS

Cuando se utilizan herramientas en situaciones en las que es necesario levantar los brazos o sostener las herramientas por periodos prolongados, los músculos de los hombros, brazos y manos pueden cargarse estáticamente, lo cual trae como consecuencia la fatiga, una menor eficiencia laboral y dolor. La abducción de los hombros, con la correspondiente elevación de los codos, se presentará si el trabajo debe realizarse con una herramienta de sujeción tipo pistola sobre un lugar de trabajo horizontal. Una herramienta en línea o recta reduce la necesidad de levantar el brazo y también hace posible una postura neutral de la muñeca. El trabajo prolongado con los brazos extendidos, como es el caso de tareas de ensamble realizadas con fuerza, pueden producir dolor en el antebrazo. Cambiar la distribución del lugar de trabajo de tal manera que se mantengan los codos a 90° elimina la mayor parte del problema (vea la fi gura 5.4). De forma similar, mantener activado de manera continua un interruptor de activación puede producir fatiga de los dedos así como reducir la flexibilidad.

PRINCIPIOS DEL DISEÑO DE TRABAJO: HERRAMIENTAS UTILICE UN AGARRE DE FUERZA PARA LAS TAREAS QUE REQUIERAN FUERZA Y AGARRE DE PRECISIÓN PARA AQUELLAS QUE REQUIERAN PRECISIÓN Parte 2

El agarre de precisión se utiliza para control o precisión. Cuando se utiliza este tipo de sujeción, el artículo se sostiene entre los extremos distales de uno o más dedos y el dedo pulgar contrario (el dedo pulgar a veces se omite). La posición relativa del dedo pulgar y los otros dedos determina cuánta fuerza puede aplicarse y proporciona una superficie sensorial para recibir la retroalimentación necesaria para lograr la precisión que se necesita. Existen cuatro tipos básicos de agarres de precisión, con muchas variaciones (vea la fi gura 5.26): 1) presión lateral, cuando el dedo pulgar se opone a la parte lateral del dedo índice; 2) presiones en la punta de dos y tres puntos (o pulpo), en las que la punta
(o base de la palma) del dedo pulgar se opone a las puntas (o bases de la palma) de uno o más dedos (en el caso de objetos cilíndricos relativamente pequeños, los tres dígitos actúan como un mandril, lo cual resulta en una sujeción de mandril); 3) presión de la palma, cuando los dedos se oponen a la palma de la mano sin que participe el dedo pulgar, como es el caso del transporte de una parabrisas de vidrio, y 4) presión con los dedos, cuando los pulgares así como lo demás dedos ejercen presión sobre una superficie, como si trabajadores de la industria de la confección alimentaran tela en una máquina de coser. Un agarre especializado es una sujeción de precisión externa o de escritura, esto
es, una combinación de una fuerza lateral con el dedo medio y una fuerza en dos puntos para sostener al dispositivo de escritura (Konz y Johnson, 2000).

Una clasificación y jerarquización completa de los tipos de agarre se puede encontrar en Kroemer (1986). Observe la fuerza significativamente reducida de los agarres de presión en comparación con los agarres de fuerza (consulte la tabla 5.6). Nunca se debe aplicar fuerzas de gran magnitud a las sujeciones de presión.

PRINCIPIOS DEL DISEÑO DE TRABAJO: HERRAMIENTAS UTILICE UN AGARRE DE FUERZA PARA LAS TAREAS QUE REQUIERAN FUERZA Y AGARRE DE PRECISIÓN PARA AQUELLAS QUE REQUIERAN PRECISIÓN Parte 1

La aprehensión de la mano puede definirse básicamente como las variaciones del agarre entre dos extremos: un agarre de fuerza y un agarre de presión. En el agarre de fuerza, la empuñadura cilíndrica de la herramienta, cuyo eje es más o menos perpendicular al antebrazo, se mantiene en sujeción por los dedos flexionados parcialmente sobre la palma. El dedo pulgar ejerce una presión en sentido opuesto, que se superpone ligeramente con el dedo medio (vea la fi gura 5.26). La línea de acción de la fuerza puede variar según 1) la fuerza paralela al antebrazo, como cuando se serrucha; 2) la fuerza a un determinado ángulo respecto al antebrazo, como cuando se martilla; y 3) la fuerza que actúa en el brazo de palanca, que crea una torsión con relación al antebrazo, como cuando se usa el desarmador. Como su nombre implica, el agarre de fuerza se utiliza para ejercer fuerza o para sujetar objetos pesados. Sin embargo, a medida que los dedos o el dedo pulgar se desvían respecto al agarre cilíndrico, se produce una menor fuerza pero es mayor la precisión que puede ofrecerse. Por ejemplo, si se sostiene un martillo ligero como cuando se está clavando, el dedo pulgar puede desviarse con relación a la oposición de los dedos para alinearse con el mango. Si el dedo índice también se desvía

del eje de la herramienta, como cuando se sostiene un cuchillo para realizar un corte preciso, este tipo de agarre se asemeja a una sujeción de presión, con la hoja presionada entre el dedo pulgar y el dedo índice. En ocasiones, este agarre se denomina agarre de precisión interna (Konz y Johnson, 2000). Una sujeción mediante un asa, que se utiliza para sostener una caja o una agarradera, es un agarre de fuerza incompleto en el que no se aplica la fuerza opuesta del dedo pulgar, y, por ende, se reduce de manera considerable la fuerza de sujeción disponible.

Índice de riesgo de los CTD

DESÓRDENES DE TRAUMA ACUMULATIVO Parte 5

Un método más cuantitativo es el nuevo procedimiento de análisis de riesgos de los CTD que agrega los valores del riesgo de los tres factores causales más importantes en un solo resultado (vea fi gura 5.25; Seth et al., 1999). Un factor de frecuencia está determinado por el número de movimientos dañinos para la muñeca, que después son puestos en una escala con un valor de umbral de 10 000.

El factor de la postura se determina a partir del grado de desviación respecto a la postura neutral de los principales movimientos de las extremidades superiores. El factor fuerza se determina a partir del porcentaje relativo de la fuerza muscular máxima que se ejerce para realizar la tarea, y después se pone en una escala de 15%, el máximo valor permitido para contracciones estáticas extendidas (vea el capítulo 4). Un factor misceláneo fi nal incorpora una gran variedad de condiciones que pueden jugar un papel en las causas de los CTD, como la vibración y la temperatura, los cuales se ponderan de manera adecuada y después se suman para determinar un índice final de riesgo al CTD. En condiciones relativamente seguras, dicho índice debe ser menor a 1 (parecido al índice de levantamiento del NIOSH, capítulo 4).

Un ejemplo (vea la fi gura 5.25) analiza el estrés CTD en el que se incurre en una operación de corte altamente repetitiva que se describe con mayor detalle en el ejemplo 8.1. Tanto el factor de frecuencia de 1.55 como el factor de fuerza de 2.00 exceden el umbral de seguridad de 1.0, lo cual da como resultado un valor total de riesgo de 1.34, que también supera a 1.0. Por lo tanto, el método más eficaz consiste en reducir la frecuencia mediante la eliminación o combinación de movimientos innecesarios (los cuales pueden o no ser factibles) y la reducción de la componente de la fuerza mediante la modifi cación del agarre utilizado (la base del cambio de métodos del ejemplo 8.1).

El índice CTD ha demostrado ser muy exitoso en la identifi cación de trabajos que producen lesiones, pero funciona mucho mejor en bases relativas más que en absolutas, por ejemplo, en trabajos críticos de ordenamiento por rango. Observe que el índice de riesgo CTD también sirve como una
lista de verifi cación útil para identifi car posturas muy defi cientes y como una herramienta de diseño para seleccionar las condiciones clave para el rediseño.