PRINCIPIOS DEL DISEÑO DE TRABAJO: EL LUGAR DE TRABAJO - PROMUEVA LA FLEXIBILIDAD POSTURAL

La altura de la estación de trabajo debe ser ajustable, de tal manera que el trabajo pueda realizarse de manera eficiente ya sea parado o sentado. El cuerpo humano no está diseñado para permanecer largos periodos sentado. Los discos entre las vértebras no cuentan con un suministro de sangre independiente, y dependen de los cambios de presión que resultan del movimiento para recibir los nutrientes y desechar el desperdicio. La rigidez de la postura también reduce el flujo sanguíneo hacia los músculos e induce la fatiga muscular y los calambres. Un compromiso alterno consiste en proporcionar un banco para sentarse/pararse de tal manera que el operador pueda cambiar posturas fácilmente. Dos características clave del banco para sentarse/pararse son el ajuste de la altura y una base de soporte grande de tal manera que el banco no se pare en una pata y, de preferencia, lo suficientemente grande para que los pies puedan descansar en dicha base y así equilibrar el banco (vea la fi gura 5.11).

PRINCIPIOS DEL DISEÑO DE TRABAJO: EL LUGAR DE TRABAJO - PROPORCIONE AJUSTABILIDAD EN EL ASIENTO

Un segundo aspecto que se debe considerar es la reducción de la presión en los discos, la cual puede aumentar de forma considerable cuando varía la inclinación del tronco hacia adelante. Reclinar el respaldo posterior respecto a la vertical tiene un efecto muy notorio en la reducción de las presiones en los discos (Andersson y cols., 1974). Desafortunadamente, hay una desventaja. Cuando aumentan los ángulos, se hace más difícil mirar hacia abajo y realizar trabajo productivo.

Otro factor es la necesidad de proporcionar un ajuste fácil a los parámetros específicos del asiento. La altura del asiento es el más crítico, y la altura ideal se puede determinar por la altura poplítea de la persona, la cual se define en la fi gura que acompaña a la tabla 5.1. Un asiento muy alto comprime la parte posterior de los muslos. Un asiento muy bajo eleva las rodillas a un nivel muy encumbrado e incómodo y reduce el ángulo del tronco, lo cual incrementa la presión en los discos. En la tabla 5.2 se proporcionan recomendaciones específicas para la altura de los asientos y otros parámetros relacionados (los cuales se muestran en la fi gura 5.6).

Además, se recomienda el uso de los descansabrazos para soportar las extremidades superiores y hombros y de los descansapies para personas de corta estatura. Las ruedas giratorias en las patas del asiento ayudan a realizar movimientos durante el ingreso/egreso de las estaciones de trabajo. Sin embargo, pueden presentarse situaciones donde sea más deseable utilizar una silla estacionaria. En general, la silla debe tener un ligero contorno, estar ligeramente acolchonada y estar cubierta por un forro de tela que permita la entrada de aire con el fin de evitar la formación de humedad. Los cojines sobrepuestos restringen la postura y pueden evitar una buena circulación de sangre en las piernas. En la figura 5.10 se muestra una persona en la postura de trabajo óptima así como su estación de trabajo.

PRINCIPIOS DEL DISEÑO DE TRABAJO: EL LUGAR DE TRABAJO - PROPORCIONE UNA SILLA CÓMODA AL OPERADOR

El estar sentado es importante desde el punto de vista de la reducción del estrés en los pies y del consumo total de energía. Debido a que la comodidad es una respuesta muy personal, el establecimiento de principios estrictos del buen sentarse son difíciles de definir de alguna manera. Además, algunas sillas se adaptan cómodamente a muchas posturas posibles para sentarse (vea la figura 5.7). Sin embargo, algunos principios generales son válidos para todos los asientos. Cuando una persona se encuentra parada de manera erguida, la porción lumbar de la espina (la pequeña parte en la espalda, aproximadamente a la altura de la cintura) se curva de manera natural hacia adentro, lo cual se llama lordosis. Sin embargo, a medida que la persona se sienta, la pelvis gira hacia atrás, aplana la curva lordótica y aumenta la presión sobre los discos de la columna vertebral (vea la figura 5.8). Por lo tanto, es muy importante proporcionar soporte lumbar en la forma de un abultamiento hacia afuera en el respaldo del asiento, o aun un simple cojín lumbar colocado a nivel de la cintura.

Otro método para evitar el aplastamiento de la curva lordótica implica reducir el giro pélvico para mantener un ángulo grande entre el torso y los muslos, vía un asiento inclinado hacia delante (postura de rodillas de la figura 5.7). La teoría sostiene que ésta es la postura que adoptan los astronautas en el ambiente ingrávido del espacio (vea la figura 4.4). La desventaja de este tipo de asiento es que puede agregar estrés en las rodillas. La adición de una perilla al asiento inclinado hacia adelante, para formar un asiento parecido a una silla de montar, representa una mejor técnica, ya que elimina la necesidad de tener soportes para las rodillas y aun permite tener un soporte para la espalda (vea la figura 5.9).

PRINCIPIOS DEL DISEÑO DE TRABAJO: EL LUGAR DE TRABAJO - Diseño de los asientos en una sala de entrenamiento de gran tamaño

Este ejemplo le mostrará los procedimientos paso a paso que se utilizan en un problema típico de diseño: colocar los asientos en una sala de entrenamiento industrial de tal forma que la mayoría de las personas puedan tener una vista libre de obstrucciones del conferencista y la pantalla (vea la figura 5.3).

1. Determine las dimensiones del cuerpo críticas para el diseño: altura del asiento, erguida; y altura de la vista, sentado.

2. Defina la población a la que se le dará servicio: hombres y mujeres adultos de Estados Unidos.

3. Seleccione un principio de diseño y el porcentaje de la población que deberá caber: Diseñar para los casos extremos y dar acomodo a 95% de la población. El principio clave consiste en permitir que el 5o. percentil de mujeres sentadas detrás del 95avo. percentil de hombres tenga una línea de vista sin obstáculos.

4. Determine los valores antropométricos apropiados de la tabla 5.1. La altura de los ojos del 5o. percentil de las mujeres sentadas es de 26.6 pulgadas (67.5 cm), mientras que la altura del 95avo. percentil de los hombres sentados en posición erguida es de 38.1 pulgadas (96.7 cm). Por lo tanto, para que una mujer de tamaño pequeño pueda ver sobre el hombre grande, es necesaria una altura de 11.5 pulgadas (29.2 cm) entre las dos fi las. Esta diferencia podría representar una gran altura, la cual podría dar lugar a una pendiente muy abrupta. Por lo tanto, típicamente, los asientos están escalonados, de tal forma que la persona ubicada en la parte de atrás pueda mirar sobre la cabeza de una persona que está dos fi las enfrente, lo cual reduce la altura a la mitad.

5. Agregue tolerancias y pruebe. Se ha realizado un gran número de mediciones antropométricas en cuerpos humanos desnudos. Por lo tanto, se deben considerar las tolerancias necesarias para permitir ropa gruesa, sombreros y zapatos. Por ejemplo, si los estudiantes van a utilizar sombreros durante una sesión, será necesario elevar la altura 2 o 3 pulgadas adicionales. Sería mucho más práctico quitarse el sombrero en la sala de entrenamiento.  

PRINCIPIOS DEL DISEÑO DE TRABAJO: EL LUGAR DE TRABAJO - AJUSTE LA ALTURA DE LA SUPERFICIE DE TRABAJO CON BASE EN LA TAREA QUE SE REALIZA

Existen modificaciones a este principio. Para un ensamble que involucra el levantamiento de partes pesadas, representa una gran ventaja bajar la superficie de trabajo 8 pulgadas (20 cm) para utilizar los músculos más fuertes del tronco (vea la fi gura 5.5). En el caso de un ensamble fino que involucra detalles visuales muy pequeños, resulta de gran utilidad elevar la superficie de trabajo 8 pulgadas (20 cm) para acercar los detalles a la línea de vista óptima de 15° (principio del capítulo 4). Otra alternativa, probablemente mejor, es inclinar la superficie de trabajo aproximadamente 15°, y así cumplir con ambos principios. Sin embargo, las piezas redondas tenderán a rodar sobre la superficie.

Estos principios también se aplican a una estación de trabajo fija. Un gran número de tareas, como la escritura y el ensamble, se pueden llevar a cabo de una mejor manera a la altura de descanso del codo. Si la tarea requiere la percepción del detalle fino, puede ser necesario elevar el trabajo para acercarlo a los ojos. Las estaciones de trabajo fijas deben contar con asientos y descansa pies ajustables (vea la figura 5.6). De forma ideal, después de que el operador se haya sentado cómodamente con ambos pies sobre el piso, la superficie de trabajo se coloca a la altura del codo adecuada para realizar la operación. Por lo tanto, la estación de trabajo también debe ser ajustable. Los operadores de baja estatura cuyos pies no alcancen el piso, aun después de haber ajustado la silla, deben utilizar un descansa pies con el fin de proporcionar un soporte para sus extremidades inferiores.

PRINCIPIOS DEL DISEÑO DE TRABAJO: EL LUGAR DE TRABAJO - DETERMINE LA ALTURA DE LA SUPERFICIE DEL TRABAJO A TRAVÉS DE LA ALTURA DE LOS CODOS

La altura de la superficie de trabajo (ya sea que el empleado esté sentado o parado) debe determinarse con base en una postura de trabajo cómoda para el operador. Por lo general, esto significa que los brazos superiores deben colgar de forma natural y los codos flexionarse a 90° de tal manera que los antebrazos estén paralelos respecto al piso (vea la fi gura 5.4). La altura del codo se convierte en la operación adecuada o altura de la superficie de trabajo. Si ésta es muy elevada, los brazos superiores se abducen, lo cual conduce a la fatiga del hombro. Si es muy baja, el cuello y la espalda se flexionan hacia adelante, lo cual produce fatiga en la espalda.

CONSIDERACIONES PRÁCTICAS

Por último, el diseñador industrial debe también considerar las ramifi caciones legales del diseño del trabajo. Debido al avance de la ley de 1990 de los Estadounidenses con Discapacidades (vea la sección 9.6), se debe realizar un esfuerzo razonable con el fi n de diseñar para las personas con todas las habilidades. Se han publicado lineamientos especiales para accesibilidad (Departamento de Justicia de Estados Unidos, 1991) respecto a los lotes de estacionamiento y entradas a los edifi cios, áreas de reunión, pasillos, rampas, elevadores, puertas, fuentes de agua, sanitarios, instalaciones de restaurantes y cafeterías, alarmas y teléfonos.

Es también muy útil, práctico y rentable construir un modelo a escala real del equipo o instalación que se desea diseñar con el fi n de que posteriormente los usuarios evalúen dicho modelo. Por lo general, las mediciones antropométricas se realizan en posturas estándar. En la vida real, las personas se encorvan o toman posturas muy relajadas, cambiando las dimensiones vigentes y el último diseño. Debido a la falta de evaluación de modelos se han cometido errores muy costosos durante la producción. En el ejemplo 5.2, el diseño fi nal da cabida a más de 95% de la población, lo que da como resultado un incremento de la altura mayor que el necesario. El diseño debió haber utilizado las dimensiones corporales de la población combinada de hombres y mujeres. Sin embargo, dichos datos combinados están disponibles muy raramente. Los datos pueden generarse a través de técnicas estadísticas, pero el método general de diseño es sufi ciente en la mayoría de las aplicaciones industriales.

DISEÑO PARA EL TAMAÑO PROMEDIO

El diseño para el tamaño promedio representa el método más barato, pero es el que menos se prefi ere. A pesar de que no existe una persona con las dimensiones promedio, hay ciertas situaciones donde resultaría impráctico o muy costoso incluir la ajustabilidad en todos los aspectos. Por ejemplo, la mayoría de las máquinas industriales son demasiado grandes y pesadas para que puedan ajustarse a la estatura del operador. Diseñar la altura operativa del 50avo. percentil de la altura del codo para la población combinada de hombres y mujeres (aproximadamente el promedio de los valores 50avo. percentil de hombres y mujeres) signifi ca que la mayoría de las personas no tendrán ningún problema para caber. Sin embargo, un hombre excepcionalmente alto o una mujer muy baja podría experimentar una postura poco cómoda.

DISEÑO PARA LA AJUSTABILIDAD

Por lo general, el diseño para la ajustabilidad se utiliza en equipo e instalaciones que puedan ajustarse para que quepa una amplia gama de personas. Sillas, mesas, escritorios, asientos de vehículos, columnas de dirección y soportes de herramientas son dispositivos que se ajustan para que puedan ser manejados por la población trabajadora cuyo rango es del 5o. percentil de mujeres al 95avo. percentil de hombres. Evidentemente, el diseño para la ajustabilidad es el método de diseño preferido, pero existe un compromiso con el costo de implantación. (Los rangos específi cos de ajuste del diseño de asientos se proporcionan más adelante en la tabla 5.2.)

DISEÑO PARA LOS EXTREMOS

Diseñar para la mayoría de los individuos es un método que involucra el uso de uno de tres principios de diseño específi cos diferentes, determinado por el tipo de problema de diseño. El diseño para los extremos implica que una característica de diseño específi ca representa un factor limitante en la determinación del valor máximo o mínimo de la variable poblacional que se calculará. Por ejemplo, los espacios libres en las puertas o la entrada a un tanque de almacenamiento deben diseñarse para que quepa el individuo de mayor altura, esto es, para una estatura o ancho de espaldas de los hombres del 95avo. percentil. Entonces, 95% de los hombres y de casi todas las mujeres podrán pasar a través de la puerta. Evidentemente, tratándose de puertas, por lo general el espacio no es un factor muy importante, y la puerta puede diseñarse para dar cabida a personas aun de mayor estatura. Por otro lado, la adición de espacio en naves o submarinos militares es costosa, por lo cual dichas áreas se diseñan para dar cabida sólo a personas de cierto rango (más pequeñas). Los alcances, para cuestiones como pedales de frenos o botones de control, se diseñan para las personas con tamaño mínimo, esto es, una longitud de brazos y piernas del 5o. percentil. En consecuencia, 95% de todas las mujeres y prácticamente todos los hombres tendrán un alcance mayor y, por ende, podrán activar el pedal o el control.

Distribuciones de probabilidad y percentiles

Un kavo percentil se define como un valor tal que k por ciento de los valores de los datos (graficados en orden ascendente) están en dicho valor o por abajo del mismo, mientras que 100-k por ciento de los valores de los datos están en este valor o por arriba de él. La gráfica de histograma de las estaturas de hombres adultos de Estados Unidos muestra una curva en forma de campana, llamada distribución normal, con un valor medio de 68.3 pulgadas (vea la fi gura 5.1). Éste es también el valor percentil 50avo; por ejemplo, la mitad de la totalidad de los hombres tienen una estatura inferior a 68.3 pulgadas, mientras que la mitad son más altos. El 5o. percentil de hombres sólo tiene una estatura de 63.7 pulgadas, mientras que la del 95avo. percentil es de 72.6 pulgadas. La demostración de esta afirmación es la siguiente.

Por lo general, desde el punto de vista estadístico, la curva con la forma que se aproxima a la de una campana se normaliza mediante la transformación 

para formar una distribución normal estándar (también llamada distribución z; vea la fi gura 5.2).

Una vez normalizada, cualquier distribución de población cuya forma se aproxime a la de una

campana tendrá las mismas propiedades estadísticas. Esto permite un cálculo fácil de cualquier valor

percentil deseado, mediante el uso de los valores k y z apropiados, de la manera siguiente:

Como la estatura media de los hombres en Estados Unidos es de 68.3 pulgadas (173.6 cm), mientras

que la desviación estándar es de 2.71 pulgadas (6.9 cm)(Webb Associates, 1978), el 95avo. percentil

de la estatura de los hombres se calcula como

68.3 + 1.645(2.71) = 72.76 pulgadas

mientras que el 5o. percentil de la estatura de los hombres es

68.3 - 1.645(2.71) = 63.84 pulgadas

Observe que los valores calculados 72.76 y 63.84 no son exactamente iguales a los valores reales de

72.6 y 63.7 pulgadas. Esta diferencia se debe a que la distribución de estaturas de los hombres en

Estados Unidos no es una distribución totalmente normal.

ANTROPOMETRÍA Y DISEÑO

El lineamiento principal es diseñar el lugar de trabajo para proporcionar espacio a más individuos respecto al tamaño y estructura del cuerpo humano. La ciencia de la medición del cuerpo humano se llama antropometría y, por lo general, utiliza una gran cantidad de dispositivos parecidos a los calibradores para medir las dimensiones estructurales, por ejemplo, la estatura y la longitud del antebrazo. Sin embargo, en la práctica, sólo una pequeña cantidad de ergonomistas e ingenieros recaban sus propios datos, debido a la enorme cantidad de información que ya ha sido recolectada y tabulada. Cerca de 1 000 dimensiones diferentes del cuerpo humano de cerca de 100 tipos de población, la mayoría militar, se encuentran disponibles en el desactualizado libro Manual de Recursos Antropométrica (Webb Associates, 1978). En fechas más recientes, el proyecto CAESAR (Investigación Antropométrica Superficial Civil Estadounidense y Europeo) recabó más de 100 medidas de 5 000 civiles mediante el uso de exploraciones tridimensionales del cuerpo humano. En la tabla 5.1 se proporciona un resumen de las mediciones útiles que se aplican a ciertas posturas necesarias para diseñar el lugar de trabajo de hombres y mujeres estadounidenses. Una gran parte de los datos antropométricos se incluye en modelos humanos computarizados tales como COMBIMAN, Jack, MannequinPro y Safeworks que proporcionan ajustes de tamaño fáciles de realizar y limitaciones de los rangos del movimiento o visibilidad como parte del proceso de diseño asistido por computadora.

 

Lugar de trabajo, equipo y diseño de herramientas

El diseño del lugar de trabajo, herramientas, equipo y ambiente de trabajo con el fi n de adecuarlos al operador se llama ergonomía. En lugar de dedicar una gran cantidad de espacio a la teoría en la que se basa la psicología, capacidades y limitaciones del ser humano, este capítulo presenta los principios del diseño del trabajo y las listas de verificación apropiadas con el fi n de facilitar el uso de dichos principios de diseño. Junto con cada uno de los principios de diseño, se proporciona una breve explicación de su origen o su relación con los seres humanos. Esta técnica ayuda a los analistas de métodos a diseñar el lugar de trabajo, el equipo y las herramientas para cumplir los objetivos simultáneos de 1) lograr una mayor producción y efi ciencia operativas y 2) reducir la cantidad de lesiones que sufren los operadores.

Lugar de trabajo, equipo y diseño de herramientas - PUNTOS CLAVE

• Adecue el lugar de trabajo al operador.
• Proporcione ajustabilidad.
• Mantenga posturas neutrales (articulaciones en el rango medio).
• Minimice repeticiones.
• Utilice agarre de fuerza cuando se requiera de fuerza.
• Utilice agarre de precisión para obtener precisión y no fuerza.

Diseño del trabajo manual - SITIOS EN INTERNET

 Página en Internet del NIOSH http://www.cdc.gov/niosh/homepage.html

Lineamientos para el levantamiento de cargas del NIOSH http://www.cdc.gov/niosh/94-110.html

Calculador del levantamiento de cargas del NIOSH http://www.industrialhygiene.com/calc/lift.html

Calculador del levantamiento de cargas del NIOSH http://tis.eh.doe.gov/others/ergoeaser/download.html

Lugar de trabajo, equipo y diseño de herramientas - SOFTWARE RECOMENDADO

 COMBIMAN, User’s Gide for COMBIMAN, CSERIAC. Dayton, OH:Wright-Patterson AFB. (http://dtica.dtic.mil/hsi/srch/hsi5.html)

Design Tools(disponible en el sitio de Internet de este texto de McGraw-Hill en www.mhhe.com/niebelfreivalds),Nueva York: McGraw-Hill, 2002.

Ergointelligence (Upper Extremity Analysis). 3400 de Maisonneuve Blvd., West, Suite 1430, Montreal,

Quebec, Canada H3Z 3B8.

Jack®. Engineering Animation, Inc., 2321 North Loop Dr., Ames, IA 50010. (http://www.eai.com/)

Job Evaluator ToolBox™. ErgoWeb, Inc., P.O. Box 1089, 93 Main St., Midway, UT 84032.

ManneQuinPRO. Nexgen Ergonomics, 3400 de Maisonneuve Blvd. West, Suite 1430, Montreal, Quebec, Canada H3Z 3B8. (http://nexenergo.com/)

Multimedia Video Task Analysis. Nexgen Ergonomics, 3400 de Maisonneuve Blvd. West, Suite 1430,

Montreal, Quebec, Canada H3Z 3B8.

Safework. Safework (2000) Inc., 3400 de Maisonneuve Blvd. West, Suite 1430, Montreal, Quebec, Canada H3Z 3B8.

Lugar de trabajo, equipo y diseño de herramientas - REFERENCIAS Parte 2

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Lugar de trabajo, equipo y diseño de herramientas - REFERENCIAS Parte 1

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Lugar de trabajo, equipo y diseño de herramientas - PROBLEMAS 7

 El trabajador que se muestra en la parte inferior está colocando 4 tornillos en un tablero con una herramienta automática. Su producción es de 2 300 paneles por turno de 8 horas. ¿Qué problemas ergonómicos específicos se pueden encontrar en este trabajo? Para cada problema: a) especifique una mejora ergonómica que corregiría el problema y b) proporcione un principio específico de diseño de trabajo que apoye este cambio de método.

Lugar de trabajo, equipo y diseño de herramientas - PROBLEMAS 6

 Utilice el índice de riesgos CTD para calcular el riesgo potencial de lesiones en la mano derecha de las siguientes tareas que se muestran en la página Web:

a) Extrusiones de estampado: suponga una fuerza de sujeción de 30% MVC.

b) Acoplamientos terminales del estampado: suponga una fuerza de sujeción de 15% MVC.

c) Ensamble relámpago: suponga una fuerza de sujeción de 15% MVC.

d ) Ensamble de unión: suponga una sujeción de 15% MVC.

e) Ensamble de las guías de las camas de hospitales: suponga una fuerza de sujeción de 30% MVC.

f ) Cosido (prendas): suponga una fuerza de sujeción de 30% MVC.

g) Etiquetado (prendas): suponga una fuerza de agarre de 15% MVC.

h) Cortar y etiquetar (prendas): suponga una fuerza de sujeción de 30% MVC.