UBIQUE TODOS LOS DISPOSITIVOS DE CONTROL PARA OBTENER UN MEJOR ACCESO Y MAYOR FUERZA POR PARTE DEL OPERADOR

Un gran número de máquinas herramienta y otros dispositivos son perfectos desde el punto de vista mecánico, pero no se puede llevar a cabo con ellos una operación efi ciente debido a que el diseñador pasó por alto varios factores humanos. Botones, manivelas y palancas deben tener un tamaño y colocarse en posiciones tales que los operadores puedan manipularlas con la mayor facilidad y la mínima fatiga. Los controles que se utilizan con mucha frecuencia deben colocarse a una altura media entre el codo y el hombro; los operadores sentados pueden aplicar la máxima fuerza a las palancas que se encuentran a la altura del codo; los que están parados, a las palancas ubicadas a la altura de los hombros. Los diámetros de los manubrios volantes y manivelas dependen de la torsión al que se van a someter y de la posición de montado. Los diámetros máximos de las agarraderas manuales dependen de las fuerzas que se van a ejercer. Por ejemplo, para una fuerza de 10 a 15 libras (4.5 a 6 kg), el diámetro no debe ser menor a 0.25 pulgadas (0.6 cm), y preferentemente más grandes; para una fuerza de 15 a 25 libras (6.8 a 11.4 kg), debe utilizarse un mínimo de 0.5 pulgadas (1.3 cm); y para una fuerza de 25 libras o más (11.4 kg), un mínimo de 0.75 pulgadas (1.9 cm). Sin embargo, los diámetros no deben ser mayores a 1.5 pulgadas (3.8 cm) y la longitud de la agarradera debe ser de al menos 4 pulgadas (10 cm), para que el ancho de la mano pueda caber sin problemas.

Los lineamientos respecto a los radios de las manivelas y los manubrios volantes son las siguientes: para cargas ligeras, radios de 3 a 5 pulgadas (7.6 a 12.7 cm); para cargas medianas a pesadas, radios de 4 a 7 pulgadas (10.2 a 17.8 cm); para cargas muy pesadas, radio de más de 8 pulgadas (20 cm), pero no mayores a 20 pulgadas (51 cm). Los diámetros de la perilla de 0.5 a 2 pulgadas (1.3 a 5.1 cm) son generalmente satisfactorios. Los diámetros de las pareillas se deben incrementar a medida que sean necesarias torsiones mayores.

PRINCIPIOS DEL DISEÑO DE TRABAJO: MÁQUINAS Y EQUIPO - UTILICE UN SOPORTE EN LUGAR DE LA MANO COMO DISPOSITIVO DE SUJECIÓN

Si cualquiera de las manos se utiliza como dispositivo de sujeción durante el procesado de una pieza, dicha mano no lleva a cabo trabajo útil. Siempre se puede diseñar un soporte para sujetar el trabajo de manera satisfactoria, lo que permite que ambas manos realicen trabajo útil. Los accesorios no sólo ahorran tiempo en el procesado de las partes, sino que también permiten una mejor calidad debido a que el trabajo puede sujetarse de una manera más fi rme y precisa. Muchas veces, los mecanismos operados con los pies permiten que ambas manos lleven a cabo trabajo productivo.

Un ejemplo ayuda a aclarar el principio de uso de un soporte, en lugar de las manos, para sujetar un trabajo. Una compañía que producía ventanas especiales necesitaba quitar una banda de 0.75 pulgadas de ancho de papel protector de las cuatro orillas de ambos lados de paneles de Lexan. El operador levanta una sola hoja de Lexan y la lleva al área de trabajo. Después toma un lápiz y una escuadra y marca las cuatro esquinas del panel. El lápiz y la escuadra se dejan a un lado y se levanta una plantilla que se coloca en las marcas realizadas con el lápiz. Posteriormente, el operador quita el papel protector del contorno de los paneles. El tiempo estándar desarrollado por el MTM-1 fue de 1.063 minutos por pieza.

Un simple soporte de madera se desarrolló con el fi n de sostener tres paneles de Lexan a la vez que, a cada uno de ellos, se le quitaba el papel protector de 0.75 pulgadas de ancho de su periferia. Con el nuevo método, el trabajador tomaba tres hojas de Lexan y las colocaba en el accesorio (vea la fi gura 5.17). El papel protector se removía, las hojas se hacían girar 180º y el papel protector se quitaba de los dos lados que quedaban. Este método mejorado dio como resultado un tiempo estándar de 0.46 minutos por panel o, los que es lo mismo, ahorros de 0.603 minutos de trabajo por panel.

PRINCIPIOS DEL DISEÑO DE TRABAJO: MÁQUINAS Y EQUIPO - REALICE MÚLTIPLES CORTES SIEMPRE QUE SEA POSIBLE COMBINANDO DOS O MÁS HERRAMIENTAS EN UNA O MEDIANTE LA REALIZACIÓN DE CORTES SIMULTÁNEOS DE AMBOS DISPOSITIVOS DE ALIMENTACIÓN

La planeación avanzada de la producción para lograr una manufactura más efi ciente incluye la realización de múltiples cortes mediante la combinación de herramientas y cortes simultáneos con herramientas diferentes. Desde luego, el tipo de trabajo que se va a procesar y el número de partes que se van a fabricar determinan la conveniencia de cortes combinados, tales como los cortes con la torreta cuadrada y la hexagonal. 

PRINCIPIOS DEL DISEÑO DE TRABAJO: DISPONGA DE MANERA ÓPTIMA LAS HERRAMIENTAS, CONTROLES Y OTROS COMPONENTES PARA MINIMIZAR LOS MOVIMIENTOS

La disposición óptima depende de muchas características tanto humanas (fuerza, alcance, sensoriales) como de la tarea (cargas, repetición, orientación). Evidentemente, es imposible optimizar todos los factores. El diseñador debe establecer prioridades y hacer arreglos en cuanto a la disposición del lugar de trabajo. Sin embargo, deben seguirse ciertos principios básicos. Primero, es necesario que el diseñador considere la ubicación general de los componentes entre sí, utilizando los principios de importancia y frecuencia de uso. Los más importantes, como está determinado en las metas u objetivos generales o los que se utilizan con mayor frecuencia, deben colocarse en los lugares más convenientes. Por ejemplo, el botón de paro de emergencia de una actividad se debe colocar en una posición fácilmente visible, alcanzable y conveniente. De manera similar, un botón de activación que se utilice de manera regular, o los sujetadores que se emplean con mayor frecuencia, deben ubicarse dentro del alcance del operador.

Una vez que se ha determinado la ubicación general de un grupo de componentes, esto es, las partes que se utilizan con mayor frecuencia durante el proceso de ensamble, se deben considerar los principios de funcionalidad y secuencia de uso. La funcionalidad se refi ere a la agrupación de componentes por función similar, por ejemplo, todos los sujetadores en un área, todas las juntas y componentes de hule en otra. Puesto que muchos productos son ensamblados en una estricta secuencia, un ciclo después de otro, es muy importante colocar los componentes o subensambles en el orden en el que serán ensamblados, ya que ello tendrá un efecto enorme en la reducción de movimientos inútiles. El diseñador debe usar también el Planeador de confi guración sistemática de Muther (vea el capítulo 3) u otro tipo de técnicas de diagramación de confi guraciones adyacentes, con el fi n de desarrollar una comparación cuantitativa o relativa de varias disposiciones de componentes sobre una superfi cie de trabajo. Las relaciones entre los componentes pueden modifi carse a partir de información anterior respecto al fl ujo de un área a otra y debe incluir enlaces visuales (movimientos de los ojos), enlaces audibles (comunicación de voz o señales) y movimientos táctiles y de control.

Estos principios de diseño de trabajo aplicables a las estaciones de trabajo se encuentran resumidos en la Lista de verifi cación para evaluación de las estaciones de trabajo (vea la fi gura 5.16). El analista puede encontrar que este tema es de gran utilidad cuando se evalúan las estaciones de trabajo existentes o se desea implantar nuevas estaciones.

PRINCIPIOS DEL DISEÑO DE TRABAJO: EL LUGAR DE TRABAJO - UTILICE CONTENEDORES POR GRAVEDAD Y ENTREGA POR CAÍDA PARA REDUCIR LOS TIEMPOS DE ALCANZAR Y MOVER

El tiempo que se requiere para llevar a cabo las tareas de Alcanzar y Mover los therbligs de transporte es directamente proporcional a la distancia a la que se deben mover las manos cuando realizan estos therbligs. Mediante el uso de contenedores por gravedad, los componentes pueden acercarse continuamente al área normal de trabajo para eliminar los largos alcances que implica tomar estos materiales (vea la fi gura 5.15). De manera similar, las rampas por gravedad permiten colocar las partes terminadas dentro del área normal de trabajo y eliminar la necesidad de movimientos largos para hacerlo. A veces, los eyectores pueden quitar los productos terminados de manera automática. Las rampas de gravedad hacen posible mantener un área limpia, ya que el material terminado es transportado fuera del área de trabajo, en lugar de mantenerlo apilado en ella. Un contenedor colocado a una determinada altura con respecto a la superfi cie de trabajo (de tal manera que la mano pueda desplazarse parcialmente por debajo) reduce el tiempo que se requiere para llevar a cabo esta tarea de 10 a 15%, aproximadamente. 

PRINCIPIOS DEL DISEÑO DE TRABAJO: EL LUGAR DE TRABAJO - UBICACIÓN DE LAS HERRAMIENTAS Y MATERIALES PARA PERMITIR LA MEJOR SECUENCIA

Cuando manejan un automóvil, las personas se familiarizan con el reducido tiempo que se requiere para aplicar el pedal del freno. La razón es obvia: puesto que dicho pedal está en una posición fija, no se requiere de tiempo para decidir dónde se localiza el freno. El cuerpo responde de manera instintiva y aplica presión al área donde el conductor sabe que se encuentra el pedal del freno. Si se modifica la ubicación de éste, el conductor necesitará un tiempo significativamente mayor para frenar el automóvil. De manera similar, proporcionar una ubicación fi ja a todas las herramientas y materiales en la estación de trabajo elimina, o al menos minimiza, las molestias que implica buscar y seleccionar los objetos que se necesitan para realizar un trabajo. Éstos son los therbligs Buscar y Seleccionar ineficientes que se analizaron en el capítulo 4 (consulte la figura 5.14).

PRINCIPIOS DEL DISEÑO DE TRABAJO: EL LUGAR DE TRABAJO - COLOQUE TODAS LAS HERRAMIENTAS Y MATERIALES DENTRO DEL ÁREA DE TRABAJO NORMAL

 En cada movimiento que se realiza está involucrada una distancia. A medida que dicha distancia es mayor, el esfuerzo muscular, control y tiempo son mayores. Por lo tanto, es importante minimizar las distancias. El área de trabajo normal en el plano horizontal de la mano derecha incluye el área circunscrita por el brazo bajo el codo cuando se mueve para formar un arco que gira con respecto al codo (vea la figura 5.12). Esta área representa la zona más conveniente dentro de la cual se pueden realizar movimientos con la mano con un consumo normal de energía. El área normal de la mano izquierda se puede establecer de manera similar. Debido a que los movimientos se llevan a cabo en la tercera dimensión, así como en el plano horizontal, el área de trabajo normal también se aplica al plano vertical. El área normal relativa a la altura para la mano derecha incluye el área circunscrita por el brazo inferior en una posición vertical fi jada en el codo moviéndose en forma de arco. Existe un área normal similar en el plano vertical (vea figura 5.13).

PRINCIPIOS DEL DISEÑO DE TRABAJO: EL LUGAR DE TRABAJO - PROPORCIONE TAPETES ANTIFATIGA PARA EL OPERADOR DE PIE

 Permanecer parado sobre piso de cemento por largos periodos es muy fatigante. A los operadores se les debe proporcionar tapetes elásticos antifatiga. Dichos tapetes permiten que se lleven a cabo las pequeñas contracciones musculares en las piernas que obligan a que la sangre circule y evitan que tienda a estancarse en las extremidades inferiores.

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.