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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.
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.
En una planta pequeña de manufactura, el cautín que se muestra en la ilustración se utiliza para soldar las conexiones de un tablero vertical de grandes dimensiones. El año pasado se reportó que en este trabajo se habían producido varias lesiones músculo-esqueléticas además de muchas quejas por parte de los operadores. En general, parece ser que:
a) Resulta difícil ver el punto de aplicación cuando se está utilizando esta herramienta.
b) Los operadores sujetan innecesariamente la herramienta con mucha fuerza.
c) El cable de alimentación tiende a enredarse.
d) Los operadores se quejan de dolor en las muñecas.
Rediseñe el cautín con el fi n de eliminar los problemas mencionados anteriormente. Haga hincapié en la ergonomía u otras características especiales que usted haya incorporado a su diseño.
A continuación se muestran datos de dos configuraciones 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?
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?
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.
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.
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 superficie 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 refiere 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 codificación 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?
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 flexibilidad 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 reflejos, 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 significativas 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.
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).
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 superficies 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 deficiente 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).
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.
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.
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.
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 superficie 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 suficiente 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 superficie y el tipo de contaminación (Bobjer et al., 1993). El sudor incrementa el coeficiente 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 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).