Ergonomia 1- Fundamentos - Pedro R. Mondelo.pdf

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Pedro R. MondeloEnrique Gregori - Pedro Barrau

Ergonomía 1Fundamentos

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Presentación 7

La ergonomía en los últimos años ha suscitado el interés de un gran número de especialistas de todaslas ramas de la ciencia: ingeniería, medicina, psicología, sociología, arquitectura, diseño, etc…

La aplicación científica de los conocimientos que aporta se ha revelado como un elemento importantepara la reducción de accidentes y de lesiones, en el incremento de la productividad y de la calidad devida, motivo por el cual Mutua Universal pionera en la búsqueda de soluciones que ayuden a reducirlas posibilidades de accidentes y las enfermedades profesionales mediante la mejora sistemática de lascondiciones de trabajo, ha estimado imprescindible poner al alcance de todos los interesados estelibro, que pretende ser un primer acercamiento al extenso campo que cubre esta ciencia aplicada.

A través de ocho capítulos –“Metodología”, “Relaciones informativas y de control”, “Relacionesdimensionales”, “Ambiente térmico”, “Ambiente acústico”, “Visión e iluminación”, “Capacidad detrabajo físico y gasto energético” y “Carga mental”– se ofrece una visión, si bien incompleta por lapropia naturaleza compleja de la ergonomía, lo suficientemente ágil y profunda para los lectores quese enfrentan por primera vez a esta hermosa disciplina.

Los autores, con más de una década de experiencia en la docencia universitaria, en laexperimentación y en la aplicación de la ergonomía, han intentado sintetizar su saber hacer yofrecerlo en forma de resumen a todas aquellas personas que decidan dedicar su futuro profesional aesta disciplina, como también a aquellas otras que la utilizan como herramienta auxiliar.

Como conclusión les diré que espero que la lectura de este libro les sirva para aportar su esfuerzo enmejorar la calidad de vida de esta sociedad.

Juan Aicart ManzanaresDirector GerenteMutua Universal

Presentación 28/9/99 13:26 Página 7


Índice 9

Índice

1 Introducción

Definiciones, alcance y aplicación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13Personas, máquinas, sistemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14Definiciones de ergonomía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Delimitación de las definiciones de ergonomía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18Las definiciones de los profesionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18Síntesis de las definiciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Alcance de la ergonomía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Metodología . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23La intervención ergonómica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Las etapas de la intervención . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

2 Interfaz persona-máquina: relaciones informativas y de control

Interfaz persona-máquina (P-M) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Sistemas manuales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Sistemas mecánicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Sistemas automáticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Dispositivos informativos (DI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Dispositivos informativos visuales (DIV) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

Las alarmas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Los indicadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Los símbolos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Los contadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36Diales y cuadrantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Características generales de los dispositivos informativos visuales (DIV) . . . . . . . . 36Ubicación de los DIV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Pantalla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Lenguaje escrito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

Índice 28/9/99 14:07 Página 9


Fundamentos de ergonomía10

Dispositivos sonoros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43Dispositivos informativos táctiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44Relaciones de control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45Tipos básicos de controles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47Reglas para la selección y ubicación de controles . . . . . . . . . . . . . . . . 52

Compatibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53Compatibilidad espacial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Compatibilidad de movimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55Compatibilidad cultural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55Compatibilidad temporal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

Relación control/dispositivo (C/D) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56Accionamiento accidental de controles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57Identificación de controles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58Ordenadores personales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

3 Relaciones dimensionales

Antropometría . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61Relaciones dimensionales del sistema P-M . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63Medidas antropométricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

Medidas básicas para el diseño de puestos de trabajo . . . . . . . . . . . . . . 64Posición sentado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64Posición de pie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64Medidas adicionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

El diseño ergonómico y la antropometría . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65Análisis preliminar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66Diseño para una persona . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67Diseño para un grupo poco numeroso y diseño para una población numerosa . . . . . 68Principio del diseño para los extremos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68Principio del diseño para un intervalo ajustable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68Principio del diseño para el promedio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69Antropometría y espacios de actividad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72Selección y diseños de asientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

Distribución de presiones en el asiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73Altura del asiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75Profundidad y anchura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75Respaldo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75Apoyabrazos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75Soporte y acolchamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

Aplicación del diseño antropométrico a las protecciones de las máquinas . . . . . . . 76Amplitud de movimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78



Índice 11

4 Ambiente térmico

Microclima laboral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79El nivel de actividad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80Intercambio térmico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88Ecuación práctica de balance térmico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88Técnicas para evaluar el ambiente térmico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92Índice de sobrecarga calórica (ISC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92Índice de temperatura de bulbo húmedo y de globo (WBGT) . . . . . . . . . . . . . . 94Índice de valoración media de Fanger (IVM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

5 Ambiente acústico

Definiciones y conceptos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107Fisiología del oido humano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109Afectaciones que produce el ruido en el hombre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112Curvas de ponderación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113Tipos de sonido en función del tiempo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114Propagación y control del ruido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

6 Visión e iluminación

Iluminación y entorno visual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121Acomodación y adaptación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125Magnitudes y unidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127Aspectos que relacionan la visión y la iluminación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128Sistemas de alumbrado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135Sistemas de iluminación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138Diseños de sistemas de iluminación general. Método de los lúmenes . . . . . . . . . . 139Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142

7 Gasto energético y capacidad de trabajo físico

El hombre: un sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145Los sistema funcionales del hombre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145El sistema músculo-esquelético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146El sistema respiratorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148El sistema cardiovascular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148




El sistema nervioso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148La persona y su energía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149El gasto energético en el hombre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151Clasificación del trabajo físico según su intensidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154Métodos para determinar el gasto energético de las actividades físicas . . . . . . . . . 154La capacidad de trabajo físico (CTF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

8 Carga mental

Actividad física y actividad mental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161Carga mental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162Fatiga mental y actividad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165Evaluación de la carga mental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166Factores inherentes a la tarea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167Incidencias sobre el individuo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169Sistemas de medición de los síntomas psicológicos y psicosomáticos . . . . . . . . . 169Medición de las manifestaciones psicofisiológicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172Presión sanguínea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173El ritmo cardíaco y la arritmia sinusal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173Las hormonas suprarrenales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173Actividad electrodérmica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174Frecuencia crítica de fusión (FCF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174Umbral de discriminación táctil (UDT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174Electroencefalograma (EEG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175Funciones gastrointestinales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175Factores inherentes a la tarea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175Las reacciones de comportamiento: el rendimiento en el trabajo . . . . . . . . . . . . 176Prevención de la fatiga mental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177Roles de los trabajadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178Relaciones en el medio de trabajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179

Anexo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185



1 Introducción 13

1 Introducción

Definición, alcance y aplicación

El análisis de los servicios, productos, herramientas, máquinas y el comportamiento de éstos durantesu utilización; las prestaciones reales que podemos alcanzar con referencia a las característicasteóricas, y el análisis exhaustivo de las capacidades y limitaciones de las personas, han desembocadoen los planteamientos de los sistemas persona-máquina (P-M), premisa básica para que la ergonomíacomenzara a desarrollarse.

SISTEMA BIOLÓGICO

Sistema Conductual del usuario

SISTEMA MICROSOCIAL

SISTEMA ORGANIZACIONAL

PROYECTOSISTEMA P-M

SUPRA SISTEMA (SOCIO-CULTURAL)

Fig. 1.1 Sistema P-M. Cualquier proyecto que la persona realice está condicionado por un conjunto de sistemasinteractuantes, cada uno de los cuales se rige por leyes específicas y, en algunos casos, antagónicas.

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El análisis sistémico de las interacciones P-M es definido por (Fitts, 1958) como “conjunto deelementos comprometidos en la consecusión de uno o varios fines comunes”. Se podría considerar elsistema P-M como un conjunto de elementos que establecen una comunicación bidireccional, queavanza en el tiempo siguiendo una serie de reglas, con el objetivo de obtener unas metasdeterminadas, y cuyo rendimiento no es producto de cada elemento aislado, sino del monto total delas interacciones de todos los elementos intervinientes (Fig. 1.1).

Diferentes autores han profundizado en el concepto de sistema, pero tal vez sean Kennedy (1962),McCormick (1964), y Montmollin (1967) los que, al considerar el sistema P-M como un todo, hanaportado una visión del sistema como interacción comunicativa marcada por la obtención de unosobjetivos previa programación operativa de las acciones que deben ejercitar las personas, haciendohincapié en los límites a que está sometido el sistema debido, sobre todo, a la persona.

La ergonomía plantea la recuperación, para el análisis del subsistema máquina, de las limitacionesperceptivas, motrices, de capacidad decisional, y de respuesta que le impone la persona, y laslimitaciones que suponen para el potencial de acciones humanas las características –prestacionesfísicas y/o tecnológicas– que aporta la máquina.

El interés de la ergonomía se centra en optimizar las respuestas del sistema P-M, previendo el gradode fiabilidad que podemos esperar de las relaciones sinérgicas que se generarán en los múltiplessubsistemas que integran en el Sistema P-M y que repercuten en los resultados.

Personas, máquinas, sistemas

El análisis de los primeros útiles que el hombre construyó nos muestra unas flechas, hachas, arcos,etc... en los cuales estaban presentes las capacidades humanas y las características de los materiales.Las variables eran: materiales (hueso, piedra, madera, hierro..), capacidades y limitaciones de laspersonas (dimensiones de los dedos, de la mano, longitud del brazo...), efecto buscado (precisión,alcance, movilidad, fuerza...), las cuales son fácilmente identificables en los restos arqueológicoshallados.

Desde la antigüedad los científicos han estudiado el trabajo para reducir su penosidad y/o paramejorar el rendimiento.

Leonardo da Vinci, en sus Cuadernos de Anatomía (1498), investiga sobre los movimientos de lossegmentos corporales, de tal manera que se puede considerar el precursor directo de la modernabiomecánica; los análisis de Durero recogidos en El arte de la medida (1512) sobre estudios demovimientos y la ley de proporciones sirvió de inicio a la moderna antropometría; Lavoisier, comoestudioso del gasto energético es precursor de los análisis del coste del trabajo muscular; Coulombanaliza los ritmos de trabajo para definir la carga de trabajo óptima, Chauveau plantea las primerasleyes de gasto energético en el trabajo, y Marey pone a punto rudimentarias técnicas de medición.

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1 Introducción 15

Juan de Dios Huarte, en Examen de Ingenios (1575), busca la adecuación de las profesiones a lasposibilidades de las personas.

Ramazzini publica en el siglo XVII el primer libro donde se describen las enfermedades relacionadascon el trabajo: afecciones oculares que padecían los trabajadores que intervenían en la fabricación depequeños objetos; también realiza estudios muy interesantes sobre la sordera de los caldereros deVenecia.

UN SISTEMA ES UN CONJUNTO DE ELEMENTOS INTERRELACIONADOSCON UN FIN DETERMINADO, DENTRO DE UN AMBIENTE.

UN SISTEMA PERSONA-MAQUINA (P-M) ESTA CONSTITUIDO POR UNA OMAS PERSONAS Y UNA O MAS MAQUINAS, INTERRELACIONADOS CONUN OBJETIVO DETERMINADO, DENTRO DE UN AMBIENTE.

M

M

M

M

M

M

P P

P

P

P

P

A A

A

A

M M

P P

Fig. 1.2 Un Sistema P-M está constituído por una o más personas y una o más máquinasinteraccionando entre sí, con un objetivo determinado y dentro de un ambiente.Ejemplos: a) Una persona con un martillo, b) Tres personas dentro de un automóvil, c) Unaoperaria controlando telares, d) Una partida de cartas.

a) b)

c) d)

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Vauban, en el siglo XVII, y Belidor en el siglo XVIII pueden ser considerados pioneros en losplanteamientos y el análisis con metodología ergonómica, ya que intentan medir la carga de trabajofísico en el mismo lugar donde se desarrolla la actividad.

En el siglo siguiente Tissot se interesa por la climatización de los locales y Patissier preconiza larecopilación de datos sobre mortalidad y morbosidad de los obreros. La universidad de Leningradocrea la Cátedra de Higiene (1871), que dirige Dobroslavin, donde se desarrrollan una serie de trabajossobre los métodos de las investigaciones higiénicas; Erisman (1881) organiza la cátedra de Higiene dela Universidad de Moscú y efectúa estudios pioneros sobre las condiciones higiénicas del trabajo yvida de los obreros fabriles.

Taylor, Babbage y los Gilbreth representan la posición de la organización científica del trabajo: eltrabajo se analiza con precisión, sobre todo los tiempos y costes de los procesos productivos, pormedios científicos, en contraposición a los medios empíricos que se utilizaban hasta entonces.

El sistema P-M que analiza el ergónomo, y por el cual se interesa la ergonomía, es el conjunto deelementos (humanos, materiales y organizativos) que interaccionan dentro de un ambientedeterminado, persiguiendo un fin común, que evolucionan en el tiempo, y que poseen un niveljerárquico.

Los objetivos básicos que persigue el ergónomo al analizar y tratar este sistema se podrían concretaren:

i mejorar la interrelación persona-máquina.

ii controlar el entorno del puesto de trabajo, o del lugar de interacción conductual, detectando lasvariables relevantes al caso para adecuarlas al sistema.

iii generar interés por la actividad procurando que las señales del sistema sean significativas yasumibles por la persona.

iv definir los límites de actuación de la persona detectando y corrigiendo riesgos de fatiga física y/opsíquica.

v crear bancos de datos para que los directores de proyectos posean un conocimiento suficiente delas limitaciones del sistema P-M de tal forma que evite los errores en las interacciones.

Definiciones de ergonomía

El término ergonomía proviene de las palabras griegas ergon (trabajo) y nomos (ley o norma); laprimera referencia a la ergonomía aparece recogida en el libro del polaco Wojciech Jastrzebowki(1857) titulado Compendio de Ergonomía o de la ciencia del trabajo basada en verdades tomadas dela naturaleza, que según traducción de Pacaud (1974) dice: “para empezar un estudio científico del

Cap-1 5/10/99 12:48 Página 16

1 Introducción 17

trabajo y elaborar una concepción de la ciencia del trabajo en tanto que disciplina, no debemossupeditarla en absoluto a otras disciplinas científicas,… para que esta ciencia del trabajo, queentendemos en el sentido no unilateral del trabajo físico, de labor, sino de trabajo total, recurriendosimultáneamente a nuestras facultades físicas, estéticas, racionales y morales…”. De todas formas, la utilización moderna del término se debe a Murrell y ha sido adoptadooficialmente durante la creación, en julio de 1949, de la primera sociedad de ergonomía, laErgonomics Research Society, fundada por ingenieros, fisiólogos y psicólogos británicos con el fin de“adaptar el trabajo al hombre”.

Durante la II Guerra Mundial los progresos de la tecnología habían permitido construir máquinasbélicas, sobre todo aviones, cada vez más complejas de utilizar en condiciones extremas. A pesar delproceso de selección del personal, de su formación, de su entrenamiento y de su elevada motivación

Enriquecimiento,Cambio y

Ampliación deTareas

ConfortTérmico

BIENESTAR

INCREMENTO

SOC

IAL

PRO

DU

CT

IVID

AD

EFICACIA

PSÍQUICO

FÍSICO

SEG

UR

IDA

D

ConfortVisual

ConfortAcústico

CamposElectromagnéticos

Calidad delaire

RelacionesDimensionales

del P.T.

EstrofosferaActividad

Posturas,Movimientos,

DesplazamientosFlujos

Comunicación

Fig. 1.3 Variables mínimas a considerar en el diseño de un puesto de actividad para diferentes usuarios.

Horarios

Trabajo en Grupo

Roles

Estilo Mando

CulturaEmpresa

TrabajoMental

RelacionesPersonales

Sexo

Edad

Pericia

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para desempeñar las tareas propuestas, las dificultades con las que se encontraban para desarrollar sucometido provocaban multitud de pérdidas materiales e incluso pérdidas humanas.La selección, el entrenamiento, y la motivación no eran, pues, suficientes: la plasticidad humana pararesponder a los requerimientos de las máquinas tenía sus límites.

El análisis de las necesidades y posibilidades del hombre, por parte de los ingenieros, fisiólogos,psicólogos, etc... no podía fundamentarse única y exclusivamente en el “me pongo en su lugar”:debían generarse una serie de técnicas que permitieran operativizar este “ponerse en su lugar”.La competencia técnica y el avance tecnológico, indispensable para concebir nuevas máquinas,herramientas o equipamientos, no era condición suficiente y necesaria para asegurar el buenfuncionamiento de éstas. Se necesitaban “otros” conocimientos, o tal vez, otra manera de plantear elproblema que permitiera, en la medida de lo posible, anticipar el comportamiento de las personas enla situación de relación P-M, para de esta forma reducir su riesgo de error, e incrementar el grado defiabilidad humana: había nacido la ergonomía moderna.

Delimitación de las definiciones de Ergonomía

Un recurso ampliamente utilizado para centrar el debate en torno a un campo de conocimiento es lavía de la definición. Desde una perspectiva general la definición es un intento de delimitación, esto es,de “indicación de los fines o límites (conceptuales) de un ente con respecto a los demás” (Ferrater1981). En la delimitación y alcance de un campo de estudio o disciplina científica, que busca suestatuto epistemológico, su independencia con respecto a otras disciplinas, su reconocimientoacadémico-público, y su dimensión de intervención profesional, parece que la definición juega unpapel fundamental a juzgar por el esfuerzo de la mayoría de los autores en buscar definiciones.

Si recurrimos a las enciclopedias podemos recoger la definición de la Larousse “la Ergonomía es elestudio cuantitativo y cualitativo de las condiciones de trabajo en la empresa, que tiene por objeto elestablecimiento de técnicas conducentes a una mejora de la productividad y de la integración en eltrabajo de los productores directos”. La definición de ergonomía de la Real Academia de la LenguaEspañola (1989) es: “Parte de la economía que estudia la capacidad y psicología humanas en relacióncon el ambiente de trabajo y el equipo manejado por el trabajador”.Esta definición se nos antoja, cuando menos, pobre y limitada; por ello podemos utilizar, comorodrigón, la del Ministerio de Trabajo de España (1974) que en su Plan Nacional de Higiene ySeguridad en el Trabajo define a la ergonomía como “Tecnología que se ocupa de las relaciones entreel hombre y el trabajo”.

Las definiciones de los profesionales

Consideramos que las definiciones que pueden servir como punto de referencia más significativo sonaquellas que utilizan los profesionales de la ergonomía, y que a posteriori acostumbran a ser las quese popularizan y calan en el argot de la población, ya que estas definiciones correlacionan

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positivamente con el pensamiento de cualificados profesionales del área, que a su vez son los quereflexionan de manera más crítica sobre su campo de conocimiento.

Los profesionales de la ergonomía utilizan diferentes definiciones que pretenden enmarcar elquehacer cotidiano que debería realizar un profesional de esta disciplina; evidentemente estasdefiniciones han evolucionado en el tiempo.Las definiciones más significativas que han ido apareciendo son: la más clásica de todas es la deMurrell (1965): “la Ergonomía es el estudio del ser humano en su ambiente laboral”; para Singlenton(1969), es el estudio de la “interacción entre el hombre y las condiciones ambientales”; segúnGrandjean (1969), considera que Ergonomía es “el estudio del comportamiento del hombre en sutrabajo”; para Faverge (1970), “es el análisis de los procesos industriales centrado en los hombres queaseguran su funcionamiento”; Montmollin (1970), escribe que “es una tecnología de lascomunicaciones dentro de los sistemas hombres-máquinas”; para Cazamian (1973), “la Ergonomía esel estudio multidisciplinar del trabajo humano que pretende descubrir sus leyes para formular mejorsus reglas”; y para Wisner (1973) “la Ergonomía es el conjunto de conocimientos científicos relativosal hombre y necesarios para concebir útiles, máquinas y dispositivos que puedan ser utilizados con lamáxima eficacia, seguridad y confort”.

En la definición del equipo encargado de elaborar análisis de las condiciones de trabajo del obrero enla empresa, comúnmente conocido como método L.E.S.T.; sus autores: Guélaud, Beauchesne, Gautraty Roustang (1975), definen la ergonomía como “el análisis de las condiciones de trabajo queconciernen al espacio físico del trabajo, ambiente térmico, ruidos, iluminación, vibraciones, posturasde trabajo, desgaste energético, carga mental, fatiga nerviosa, carga de trabajo y todo aquello quepuede poner en peligro la salud del trabajador y su equilibrio psicológico y nervioso”.

Para McCormick (1981), la ergonomía trata de relacionar las variables del diseño por una parte y loscriterios de eficacia funcional o bienestar para el ser humano, por la otra designing for human use.Por último, citaremos la definición de Pheasant (1988), para quien la ergonomía es la aplicacióncientífica que relaciona a los seres humanos con los problemas del proyecto tratando de “acomodar ellugar de trabajo al sujeto y el producto al consumidor”.

Síntesis de las definiciones

Del recorrido histórico sobre distintas definiciones de Ergonomía, en una muestra bibliográfica másexhaustiva que la presentada aquí, se desprenden tres cuestiones fundamentales:

i que su principal sujeto de estudio es el hombre en interacción con el medio tanto “natural” como“artificial”.

ii su estatuto de ciencia normativa.

iii su vertiente de protección de la salud (física, psíquica y social) de las personas (Fig. 1.4).

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Una definición de ergonomía debiera recoger, a nuestro entender, los elementos condicionantes queenmarcan su realización. Por ello podríamos pensar en la ergonomía como en una actuación queconsiderara los siguientes puntos:

i objetivo: mejora de la interacción P-M, de forma que la haga más segura, más cómoda, y máseficaz; esto implica selección, planificación, programación, control y finalidad.

ii procedimiento pluridisciplinar de ingeniería, medicina, psicología, economía, estadística, etc...,para ejecutar una actividad.

iii intervención en la realidad exterior, o sea, alterar tanto lo natural como lo artificial que nos rodea;lo material y lo relacional.

iv analizar y regir la acción humana: incluye el análisis de actitudes, ademanes, gestos ymovimientos necesarios para poder ejecutar una actividad; en un sentido más figurado implicaanticiparse a los propósitos para evitar los errores.

v valoración de limitaciones y condicionantes del factor humano, con su vulnerabilidad y seguridad,con su motivación y desinterés, con su competencia e incompetencia...

FÍSICO MENTAL SOCIAL SALUD

CONDICIONES CONTENIDO ORGANIZACIÓNMATERIALES DEL DEL

AMBIENTE TRABAJO TRABAJODE TRABAJO

SEGURIDAD PSICOLOGÍA INGENIERÍA EVITAR

HIGIENE SOCIOLOGÍA PSICOLOGÍA DAÑO

INGENIERÍA INGENIERÍA ECONOMÍA

FÍSICA FISIOLOGÍA SOCIOLOGÍA

FISIOLOGÍA LEGISLACIÓN

PSICOLOGÍA

ESTADÍSTICA

ERGONOMÍA BIENESTAR

“LA SALUD ES EL BIENESTAR FÍSICO, PSÍQUICO YSOCIAL DE LAS PERSONAS”

Fig. 1.4 Ciencias que utiliza la ergonomía (según Fernández de Pinedo)para mantener la salud de los trabajadores.

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1 Introducción 21

vi y por último, un factor que debemos ponderar en su justo valor: el económico, sin el cual tampocose concibe la intervención ergonómica (Fig. 1.5)

Como podemos ver, son abundantes las definiciones y el alcance de éstas con respecto al campo deactuación de la ergonomía. En la proliferación de definiciones se suele reflejar la visión de un autorconcreto en un tiempo determinado y, como es evidente, toma partido en la cuestión de lo quesignifica definir el objetivo de estudio de la ergonomía influenciado por su formación de base.

Podemos agrupar las distintas definiciones del concepto de ergonomía de la siguiente forma:

i la ergonomía como tradición acumulativa del conocimiento organizado de las interacciones de laspersonas con su ambiente de trabajo.

ii la ergonomía como conjunto de experiencias, datos empíricos, y de laboratorio; muchasdefiniciones se sitúan bajo este epígrafe. Desde esta concepción la ergonomía es un conjunto deactividades planificadas y preparadas para la concepción y el diseño de los nuevos puestos detrabajo, y para el rediseño de los existentes.

T A X O N O M Í A

ERGONOMÍA

PUESTO DE TRABAJOP-M

SISTEMASPP-MM

PREVENTIVADiseño - Concepción

CORRECTIVAAnálisis de errores y

rediseño

GEOMÉTRICAPostural, movim., entornos

AMBIENTALIluminación, sonido, calor,…

TEMPORALRitmos, pausas, horarios,…

TRABAJO FÍSICOTRABAJO MENTAL

ERGONOMÍA

ERGONOMÍA

Fig. 1.5 Diferentes enfoques de la clasificación de la ergonomía.

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iii la ergonomía, como una tecnología, es una aproximación fruto del intento de aplicar la gestióncientífica al trabajo y al ocio.

iv la ergonomía como plan de instrucción, haciendo hincapié en los procesos mentales de laspersonas.

v la ergonomía como herramienta en la resolución de problemas, sobre todo en el ámbito de loserrores humanos y de toma de decisión.

vi por último, aparece una nueva visión de la ergonomía donde se enfatiza el carácter singular de sumetodología que posibilita un estudio unitario y flexible de los problemas, tanto laborales comoextralaborales, de interacción entre el usuario y el producto/servicio (Fig. 1.6).

A modo de resumen, podemos decir que la ergonomía trata de alcanzar el mayor equilibrio posibleentre las necesidades/posibilidades del usuario y las prestaciones/requerimientos de los productos yservicios.

Fig. 1.6 Consideraciones ergonómicas al diseñar un puesto de trabajo.

EDADSEXO

PERICIA

rol , estatus...

medidas, fuerza,tiempo de reacción,peso...

PSÍQUICO

sentidos, memoria,atención...

FÍSICO

SOCIAL

SOFTWARE

tablas, manuales, códigos,paneles de instrucción,símbolos, .....

condiciones termohigénicas,ruido, vibraciones, iluminación,colores del local, radiaciones,dimensiones del local

AMBIENTE DE TRABAJO

altura del plano de trabajo, asientoajustable, dimenciones dinámicas,alcances, herramientas funcionales,esfuerzos, posturas, movimientos

DIMENCIÓN DEL PUESTO DE TRABAJO

rotación, contenido del trabajo,diversidad de tareas, distribucióndel tiempo, ritmo adecuado,valoración, turnos, biorritmos, .....

PROCESO DE TRABAJO

emkd

esin

g

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1 Introducción 23

Alcance de la ergonomía

Una primera aproximación a la ergonomía colocaría a ésta en la posición de estudio del ser humanoen su ambiente laboral, lo que permitiría pensar en la ergonomía como en una técnica de aplicación,en la fase de conceptualización y corporificación de proyectos (ergonomía de concepción opreventiva), o como una técnica de rediseño para la mejora y optimización (ergonomía correctiva). Una segunda visión de la ergonomía recogería la idea de que, en realidad, ésta debe ser una disciplinaeminentemente prescriptiva, que debe proporcionar a los responsables de los proyectos los límites deactuación de los usuarios para de este modo adecuar las realizaciones artificiales a las limitacioneshumanas.Por último, en un tercer enfoque, un poco más ambicioso que los anteriores, entendería esta cienciacomo un campo de estudio interdisciplinar donde se debaten los problemas relativos a qué proyectar ycómo articular la secuencia de posibles interacciones del usuario con el producto, con los servicios, oincluso con otros usuarios.

De todas formas, una reflexión sucinta sobre el alcance de la ergonomía, podría contemplar los tresapartados siguientes:

i la ergonomía como banco de datos sobre la horquilla de las capacidades y limitaciones derespuesta de los usuarios.

ii la ergonomía como programa de actividades planificadas, para mejorar el diseño de los productos,servicios y/o las condiciones de trabajo y uso.

iii la ergonomía como disciplina aplicada para mejorar la calidad de vida de las personas.

Esta forma de presentar la ergonomía sugiere una perspectiva ecológica en la que el significado decualquier elemento debe ser visto como algo creado de forma contínua por las interdependencias conlas fuerzas con las que está relacionado. Así, el carácter de la ergonomía configura y a la vez es configurado por sus relaciones externas conlas perspectivas del conocimiento y las prácticas en otros campos de conocimiento: ingeniería,medicina, psicología, economía, diseño, fisiología, etc.

Metodología

Podemos pensar en representar la ergonomía como un campo de investigación y de práctica que tieneque ser visto en interdependencia directa respecto a los proyectos de concepción de puestos de trabajoy ocio, y a los atributos funcionales de los productos y servicios.El desarrollo de la tecnología permite proyectar herramientas, máquinas, equipos y servicios conelevadas prestaciones, pero además debemos exigir a los proyectos que respeten y que se adecúen alos límites de capacidad de respuesta humana.

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En la actualidad, debido al caudal de datos e investigaciones que poseemos, la labor del ergónomo secentra, cada vez más, en la selección de criterio: criterio en la elección del equipo humano que debeabordar el proyecto, criterio en la selección de variables pertinentes, criterio en la utilización de tablasy matrices, criterio en la selección del nivel de TLV’s (Threshold Limit Values), etc... El monto de conocimiento que generan las diferentes disciplinas científicas se acumula de tal formaque el ergónomo se ve obligado a generar una estrategia válida que le permita acceder a lainformación relevante al caso con el mínimo esfuerzo, para poder disponer de los requerimientosfuncionales que debe cumplir el proyecto, manteniendo el grado más bajo de saturación de los canalesperceptivos de los usuarios, y respetando las compatibilidades funcionales con el resto de productos yservicios que ya figuran dentro del sistema (Fig. 1.7).

El ergónomo utiliza los métodos clásicos de investigación en ciencias humanas y biológicas, peroademás ha adaptado y creado nuevos métodos que, en muchos casos, son pequeñas variantes demetodologías conocidas, que le permiten recoger de forma exhaustiva y económica las variablessignificativas de los problemas que se le plantean en el devenir de su intervenció. Podemos destacarlos siguientes:

i informes subjetivos de las personas, ya que el grado de bienestar de una situación no sólodepende de las variables externas, sino de la consideración que de éstas haga el usuario.

Fig. 1.7 Intervención de la ergonomía en los conflictos del sistema

CONSIDERA

RELACIONESSINÉRGICAS

ERGONOMÍA

Conflicto - Desequilibrio

SOLUCIÓN ERGONÓMICA

REALIZA

ANÁLISISGLOBAL

emkd

esin

g

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1 Introducción 25

ii observación y mediciones: esta técnica permite recoger datos cargados de contenido. Unavariación en la metodología de observación, como puede ser la observación conjugada de variospersonas con diferencias en formación, sexo, cultura, edad, pericia, experiencia, etc..., acostumbraa enriquecer enormemente los resultados.

iii simulación y modelos: debido a la complejidad de los sistemas, o a la innovación, en ciertosmomentos debemos recurrir a la modelación o simplemente a la simulación de las posiblesrespuestas del sistema.

iv método de incidentes críticos: mediante el análisis de estos incidentes, podemos encontrar lassituaciones caracterizadas como fuentes de error, y ahondar en el análisis explorativo de éstas.

La intervención ergonómica

Existen, al menos, dos formas de entender lo que debe ser la intervención ergonómica, y cómo sedebe aplicar: para unos, la ergonomía debe elaborar manuales, catálogos de recomendaciones o denormas que deben servir de guía a los proyectistas; detrás de esta concepción aparece arraigada lanecesidad de dotar de herramientas útiles a los encargados de dirigir proyectos, o de poner a puntoequipamientos y servicios. Esta aproximación se considera a menudo la única posible cuando estosproductos/servicios están destinados a un “gran público”, o cuando no se conocen sus futurascondiciones de utilización.Esta concepción presenta una ergonomía sin ergónomos, en la cual el profesional es sustituido por losdatos, y se deja en manos del buen criterio de otros profesionales el uso cabal de la disciplina.

Este modo de actuación carece, a nuestro entender, de la particularidad que le otorga el ergónomo, yevidentemente no puede asegurar la aplicación fidedigna y correcta de los indicadores ergonómicos;para nosotros se requiere la presencia directa del profesional de la ergonomía, y aún mejor del equipode ergonomía, el cual es el único garante que permite ponderar y considerar las variables pertinentesal caso en función de los objetivos a alcanzar, y de los recursos de que se dispone.

La otra forma de entender la ergonomía requiere la presencia activa del ergónomo en la fase deproyecto y/o en el lugar de trabajo/ocio, posibilita el analizar la actividad, entender la forma deactuación real de los usuarios, diferenciando “lo que dicen, de lo que hacen”, inferiendo los procesosque subyacen en su actuación, las variaciones no reseñadas en las condiciones de realización de latarea, el uso de “otros” medios de trabajo, etc., todo lo cual es necesario para elaborar estrategias máseficaces a la hora de dar forma y corporizar el proyecto.

Entre estos dos posicionamientos de actuación existen posibilidades eclécticas que permiten actuar enfunción de los medios de que se dispone. De todas formas, no debemos dejar de remarcar, una vezmás, que la segunda forma de actuación expuesta es la que consideramos coherente y eficaz a laactuación del profesional de la ergonomía, para la dotación de valor ergonómico al proyecto.

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Las etapas de la intervención

Podemos reducir la intervención ergonómica a una serie de etapas fácilmente identificables encualquier proyecto:

i análisis de la situación: ésta se realiza cuando aparece algún tipo de conflicto.

ii diagnóstico y propuestas: una vez detectado el problema el siguiente paso reside en diferenciarlo latente de lo manifiesto, destacando las variables relevantes en función de su importancia parael caso.

iii experimentación: simulación o modelaje de las posibles soluciones.

iv aplicación: de las propuestas ergonómicas que se consideran pertinentes al caso.

OBJETIVOS DE LA

ERGONOMÍA

INCREMENTAR…

CALIDAD DEVIDA

SEGURIDAD

BIENESTAR

EFICACIA

MEJORAR LAFIABILIDAD DEL

SISTEMA

Fig. 1.8 Objetivo de la ergonomía

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1 Introducción 27

v validación de los resultados: grado de efectividad, valoración económica de la intervención yanálisis de fiabilidad.

vi seguimiento: por último, cabe retroalimentar y comprobar el grado de desviación para ajustar lasdiferencias obtenidas a los valores pretendidos mediante un programa.

El objetivo que se persigue siempre en ergonomía es el de mejorar “la calidad de vida” del usuario,tanto delante de una máquina herramienta como delante de una cocina doméstica, y en todos estoscasos este objetivo se concreta con la reducción de los riesgos de error, y con el incremento debienestar de los usuarios.

Facilitar la adaptación al usuario de los nuevos requerimientos funcionales es incrementar laeficiencia del sistema. La intervención ergonómica no se limita a identificar los factores de riesgo ylas molestias, sino que propone soluciones positivas, soluciones que se mueven en el ámbitoposibilista de las potencialidades efectivas de los usuarios, y de la viabilidad económica que enmarcacualquier proyecto.

El usuario no se concibe como un “objeto” a proteger sino como una persona en busca de uncompromiso aceptable con las exigencias del medio. El ergónomo da referencias para concebirsituaciones más adaptadas a las tareas a realizar, en función de las características de todos los usuariosinvolucrados en el proyecto.

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2 Interfaz hombre-máquina: relaciones informativas y de control 29

2 Interfaz persona-máquina: relaciones informativas y de control

Interfaz persona-máquina (P-M)

La ergonomía geométrica posibilita la actuación en el diseño de los espacios, máquinas yherramientas que configuran el entorno de la persona, que no es otra cosa que los medios que ésteutiliza para comunicarse o satisfacer sus necesidades en el trabajo o en el ocio. El conjunto de útilesy mecanismos, su entorno y el usuario, forman una unidad que podemos definir y analizar como unsistema P-M, considerando, no sólo los valores de interacción de variables, sino también lasrelaciones sinérgicas.

Podemos clasificar estos sistemas en función del grado y de la calidad de interacción entre el usuarioy los elementos del entorno; utilizando una clasificación comúnmente aceptada, obtendríamos trestipos básicos de sistemas de interacción: 1) manuales; 2) mecánicos; 3) automáticos (Fig 2.1).

Sistemas manuales

La principal característica estriba en que es el propio usuario el que aporta su energía para elfuncionamiento, y que el control que ejerce sobre los resultados es directo: un albañil levantando unapared, o un artesano manejando un martillo y una escarpa, o un ciclista, podrían ser buenosejemplos.

Sistemas mecánicos

A diferencia de los sistemas manuales, el usuario aporta una cantidad limitada de energía, ya que lamayor cantidad de ésta es producida por las máquinas o por alguna fuente exterior. Son sistemas enlos cuales el hombre recibe la información del funcionamiento directamente o a través de dispositivosinformativos y mediante su actuación sobre los controles regula el funcionamiento del sistema. Unmotorista, un operario abriendo una zanja con un martillo neumático, nos pueden ilustrar la idea.

De todas formas, el ejemplo más recurrido para la exposición de sistemas mecánicos es la conducciónde un automóvil. El sistema conductor-automóvil está incluido en un sistema de rango superior, la

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TIPOS DE SISTEMAS SEGÚN LA FUNCIÓN DE LA PERSONA:

ENTRADA

A.- SISTEMA MANUAL

SENSA-CIÓN

ACCIÓN

PERSONA(como motor y controlador)

INFORMACIÓN EN MEMORIA

INFORMACIÓN DERETROALIMENTACIÓN(sistema en lazo cerrado)

SALIDA

PROCESA-MIENTO

Y DECISIÓN

B.- SISTEMA MECÁNICO

PERSONA(como controlador)

INFORMACIÓN EN MEMORIA

PROCESO

CONTROL DEPROCESO

C.- SISTEMA AUTOMÁTICO

MÁQUINA

PERSONA(como monitor)

(SegúnPrograma)

Fig. 2.1 Tipos de sistemas según la función de la persona dentro de los mismos: a) Sistema manual b) Sistemamecánico c) Sistema automático

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circulación, en el cual el conductor recibe un plus de información de los propios componentesintrínsecos del vehículo (velocidad, potencia, características, ruidos..), y del entorno (carretera,señales de tráfico, edificios, señales naturales, otros vehículos, etc...).Los indicadores: velocímetro, tacómetro, displays de iluminación, termómetros, y niveles de aceite,gasolina, agua... nos darán la referencia acerca de las medidas de velocidad, de las revoluciones delmotor, del tipo de iluminación utilizada, de la temperatura del agua en el circuito de refrigeración, delnivel de los depósitos, etc.

Los controles del sistema serán el volante de dirección, los pedales de aceleración, freno y embrague,las palancas para el cambio de velocidades y para accionar las luces, las galgas de nivel de loslíquidos, etc., cuya resistencia, posición, altura, olor, color y textura, actúan de retroalimentaciónsobre el conductor y le permiten calibrar en todo momento el grado de fiabilidad del sistema.

Si a todo esto le sumamos los componentes propios del conductor, características antropométricas,edad, sexo, pericia, aptitud, capacidades fisiológicas, etc., obtendremos la resultante total de variablesa analizar en el sistema mecánico conductor-automóvil.

Sistemas automáticos

Los sistemas automáticos, o de autocontrol, son más teóricos que reales, ya que deberían, una vezprogramados, mantener la capacidad de autorregularse. En la práctica no existen sistemas totalmenteautomáticos, siendo imprescindible la intervención de la persona como parte del sistema, al menos enlas funciones de supervisión y mantenimiento.

LA PERSONA GENERALMENTE ES MEJOR:

� PARA SENTIR NIVELES MUY BAJOS DE CIERTOS TIPOS DE ESTIMULOS: VISUALES,AUDIBLES, TACTILES, OLFATIVOS Y GUSTATIVOS, AL MENOS CON MAYORFACILIDAD Y SENCILLEZ.

� DETECTAR ESTIMULOS SONOROS CON UN ALTO NIVEL DE RUIDO DE FONDO.

� RECONOCER PATRONES COMPLEJOS DE ESTIMULOS QUE PUEDEN VARIAR ENSITUACIONES DIFERENTES.

� SENTIR SUCESOS NO USUALES E INESPERADOS EN EL AMBIENTE.

� UTILIZAR UNA EXPERIENCIA MUY VARIADA PARA TOMAR DECISIONES,ADAPTANDOLA A NUEVAS SITUACIONES.

� DECIDIR NUEVAS FORMAS ALTERNATIVAS DE OPERACION EN CASO DE FALLOS.

� RAZONAR INDUCTIVAMENTE GENERALIZANDO OBSERVACIONES.

� HACER ESTIMACIONES Y EVALUACIONES SUBJETIVAS.

� GRAN FLEXIBILIDAD PARA TOMAR DECISIONES ANTE SITUACIONES IMPREVISTAS.

� CONCENTRARSE EN LAS ACTIVIDADES MAS IMPORTANTES CUANDO LA SITUACIONLO INDIQUE.

Fig. 2.2 La persona generalmente es mejor...

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Cuando diseñamos sistemas automáticos, lo que estamos diseñando en realidad son sistemassemiautomáticos (satélites, sondas, etc), pero al final del proceso siempre encontraremos usuarios querecibirán unos u otros datos y que, previa interpretación, actuarán en consecuencia (dar pordesaparecidos la sonda espacial, artefacto fuera del sistema de control, rectificar trayectoria, etc...).En la práctica los sistemas P-M suelen estar formados por la interacción de subsistemas de los trestipos.

Para diseñar correctamente un sistema P-M, debemos identificar las funciones, jerarquizarlas y haceruna repartición de ellas entre la persona y la máquina; debemos pues, considerar las ventajas einconvenientes (económicos, tecnológicos, sociales y por supuesto ergonómicos) de atribuir unafunción la persona o a la máquina, para esto último tenemos que considerar las característicasgenerales de ambos (Fig. 2.2 y Fig 2.3).

Dispositivos informativos (DI)

La necesidad de recibir información es indispensable para que el usuario controle el sistema; laretroalimentación que recibirá, la cantidad y calidad de información, su cadencia, la forma en que larecibe, etc... determinarán la calidad de la respuesta que éste podrá realizar.

LAS MÁQUINAS GENERALMENTE SON MEJORES:

� PARA SENTIR ESTÍMULOS QUE ESTAN FUERA DE LAS POSIBILIDADES HUMANAS:RAYOS X, MICROONDAS, SONIDOS ULTRASÓNICOS,…

� APLICAR “RAZONAMIENTO” DEDUCTIVO, COMO RECONOCER ESTÍMULOS QUEPERTENECEN A DETERMINADA CLASIFICACIÓN ESPECIFICADA.

� VIGILAR SUCESOS PREVISTOS, ESPECIALMENTE CUANDO SON POCO FRECUENTES,SIN PODER IMPROVISAR.

� ALMACENAR GRANDES CANTIDADES DE INFORMACIÓN CODIFICADA RÁPIDA YPRECISA Y ENTREGARLA CUANDO SE LE SOLICITA.

� PROCESAR INFORMACIÓN CUANTITATIVA SIGUIENDO PROGRAMAS ESPECÍFICOS.

� RESPONDER RÁPIDA Y CONSISTENTEMENTE A SEÑALES DE ENTRADA.

� EJECUTAR CONFIABLEMENTE ACTIVIDADES ITERATIVAS Y EJERCER FUERZA FÍSICACONSIDERABLE HOMOGÉNEAMENTE Y CON PRECISIÓN.

� MANTENERSE EN ACTIVIDAD DURANTE LARGOS PERIODOS.

� CONTAR Y MEDIR CANTIDADES FÍSICAS.

� REALIZAR SIMULTÁNEAMENTE VARIAS ACTIVIDADES.

� ACTUAR EN AMBIENTES HOSTILES A LA PERSONA.

� MANTENER LA OPERACIÓN EFICIENTE BAJO DISTRACCIONES.

Fig. 2.3 La máquina generalmente es mejor....

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Atendiendo al canal por el que se recibe la información, generalmente la visión es el sistema detectorpor el cual el usuario recibe más del 80% de la información exterior. De los otros sistemas derecogida de información, sólo la audición y el tacto aparecen significativamente, ya que tanto elgusto, como el olfato, son canales poco utilizados en el medio laboral, excepto casos muy concretos,como catadores, narices (perfumistas), etc.

A la hora de diseñar cualquier mando o control o algún dispositivo informativo, tendremos en cuentael tipo de información que se ha de percibir, los niveles de distinción y comparación, la valoración dela información recibida, la carga de estímulos recibidos, la frecuencia y el tiempo disponible dereacción, el tiempo compartido entre la persona y la máquina para dar respuesta, las posiblesinterferencias, la compatibilidad entre persona y máquina, etc.

Los dispositivos se pueden categorizar en dispositivos visuales, táctiles y auditivos, atendiendo a loscanales sensoriales por los que se puede recibir la información. Muchas veces la implementación deéstos pasa por la combinación de una o varias categorías, lo que obliga a realizar un análisisrelacional de ellos, y un análisis de saturación y compatibilidad de los canales perceptivos por loscuales el usuario recibirá el monto total de información.

Dispositivos informativos visuales (DIV)

El problema de los indicadores visuales estriba en que no sólo dependen de la percepción visual deloperario, sino que además debemos considerar las condiciones externas que configuran el espacio detrabajo, y que interfieren en el proceso de captación de la información visual.Elegiremos aquel dispositivo que, cumpliendo los requisitos, sea el más sencillo de todos. Es por esoque esta selección se debe hacer desde los dispositivos más simples a los más complejos; la elecciónse efectuará teniendo en cuenta esta premisa, pues la información debe ser la necesaria y suficiente,sin excesos ni defectos. Los DIV se usan principalmente cuando… (Fig. 2.4).

LOS DISPOSITIVOS INFORMATIVOS VISUALES SE USANPRINCIPALMENTE CUANDO:

1. LOS MENSAJES SON LARGOS Y COMPLEJOS.

2. SI HAY QUE REFERIRSE A ELLOS POSTERIORMENTE.

3. SE RELACIONAN CON UNA SITUACION DE ESPACIO.

4. NO IMPLICAN ACCION INMEDIATA.

5. EL OIDO ESTA SOBRACARGADO.

6. EL LUGAR ES MUY RUIDOSO.

7. LA PERSONA PERMANECE EN POSICION FIJA.

Fig. 2.4 Utilización de los dispositivos informativos visuales (DIV)

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Los parámetros que intervienen en las respuesta de las personas son la visibilidad, la legibilidad, elgrado de fatiga y la compatibilidad. Algunos de los aspectos específicos relacionados con estascuatro variables, son:

- Visibilidad: brillo y contraste- Legibilidad: tamaño, claridad y tipo de fuente luminosa- Grado de fatiga: fuente luminosa, color, parpadeo- Compatibilidad: grado de adecuación del sistema

A continuación se enumeran los dispositivos informativos visuales (DIV) básicos (Fig. 2.5).

A la hora de diseñar diferentes sistemas de captación visual de información, debemos considerar lasdiferencias individuales tales como: edad, tiempo de reacción, adaptación, acomodación y agudezavisuales, cromatismo, cultura, fatiga y entrenamiento. Además, se deben atender las condiciones externas que afectan a las discriminaciones visuales, talescomo contrastes, tiempo de exposición, relación de luminancias, movimiento del objeto ydeslumbramientos.

Los dispositivos informativos visuales (también llamados displays) son captadores de informaciónque facilitan la percepción por el hombre, ya sea mediante una transducción del estímulo a un sistemade codificación o de umbrales humanos que permitan su captación o, en otros casos, simplementemediante la presentación en umbrales humanos adecuados de la energía que emiten las fuentesexternas que se deben percibir.

A continuación se muestra en un diagrama simplificado del proceso de la información visual.(Fig. 2.6)

DISPOSITIVOS INFORMATIVOS VISUALES (D.I.V.)

1. ALARMAS

2. INDICADORES

3. CONTADORES 3

4. DIALES Y CUADRANTES

5. SIMBOLOS

6. LENGUAJE ESCRITO

7. PANTALLAS

�

Fig. 2.5 DIV básicos.

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Las alarmas

Son dispositivos que transmiten la información urgente de forma rápida y clara, se manejan con un bitde información (si-no) sin otras alternativas. Su significado debe ser conocido por todos los operariosdel lugar de trabajo. Acostumbran a estar relacionados con alarmas sonoras para llamar la atención, ydeben poseer un determinado parpadeo.Como ejemplo citaremos la lámpara parpadeante o fija que alerta sobre la falta de combustible, laalarma visual en las plantas nucleares, las alarmas de las ambulancias y bomberos, etc.

Los indicadores

La diferencia fundamental respecto a las alarmas estriba en que los indicadores no llevan añadido elcomponente de urgencia. Se pueden utilizar para indicar funcionamiento, paro,dirección, etc... .El intermitente de un coche, las señales del tráfico, el rótulo del nombre de una calle, etc... son buenosejemplos de indicadores.

Símbolos

Por su sencillez y fácil comprensión son elementos muy útiles; el peligro consiste en una malautilización, ya sea por ambigüedad, por deficiencias en la normalización, o por incompatibilidadcultural.Los carteles de riesgo eléctrico, de no fumar, toxicidad, campo de fútbol, etc... son un buen ejemplo(Fig. 2.7).

Fig. 2.6 Diagrama simplificado del proceso de información visual

E -

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Cap-2 6/10/99 11:04 Página 35


Los contadores

Son los más sencillos de todos los DIV que informan sobre valores numéricos, con un número muybajo de errores en la lectura. No sirven para variables cuyos cambios son muy rápidos, ya que nopermitirían la lectura e incluso podrían llevar a confusión de sentido en la variación de los valores(régimen de cambio).Citaremos el contador de kW/h, reloj digital horario, “su turno”, etc.

Diales y cuadrantes

Son los DIV más complejos. En función de su forma pueden ser circulares, semicirculares,sectoriales, cuadrados, rectangulares (horizontales y verticales).Por su funcionamiento se pueden clasificar como indicador móvil con escala fija y como indicadorfijo con escala móvil. Los de indicador fijo provocan menos errores de lectura; sin embargo, los deindicador móvil permiten conocer mejor el régimen de cambio de la variable.Ejemplos: el reloj analógico, medidores de presión, termómetros... (Fig. 2.8).

Características generales de los dispositivos informativos visuales (DIV)

Las características generales de los DIV se pueden resumir en:

1 Su precisión debe de ser la necesaria (la precisión es la división más pequeña de una escala).

2 Su exactitud debe de ser la mayor posible (la exactitud es la capacidad del dispositivo parareproducir el mismo valor cuando aparece la misma condición).

3 Deben ser lo más simples que sea posible.

Fig. 2.7 Algunos símbolos de uso común

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0

1

2

3

54

7

6

9

10

8

0

10

3020

50

40

60

0 1 2 3 4 5 6 76543210

3 4 5 6 7 8 9

54

3

2

1

0

6

7

8

9

10

0

312

4

10

798

6


4 Deben ser directamente utilizables, evitando los cálculos. A lo sumo utilizar factores múltiplos de10.

5 Las divisiones de las escalas deben ser 1, 2 y 5.

6 En las escalas sólo deben aparecer números en las divisiones mayores.

7 La lectura de los números debe ser siempre en posición vertical.

8 El tamaño de las marcas debe estar de acuerdo con la distancia visual, la iluminación, y elcontraste.

AGUJA MÓVIL AGUJA FIJAESCALA FIJA ESCALA MÓVIL

BUENO BUENO

MUY BUENO BUENO

MUY BUENO BUENO

MUY BUENO PASABLE

OPERACIÓN

Lectura de valor absoluto

Observación de cambio de valor

Lectura de valor exacto control de proceso

Ajuste a un valor dado

Fig. 2.8 Dispositivos de información (UNE81-600-85)

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Siendo la distancia visual a:altura de marcas grandes = a/90altura marcas medianas = a/125altura marcas pequeñas = a/200grosor de las marcas = a/5000distancia entre dos marcas pequeñas = a/600distancia entre dos marcas grandes = a/50

9 Las dimensiones de las letras y números se deberían adecuar a las siguientes proporciones:relación altura : anchura = 0,7 : 1relación grosor : altura = 1 : 6 (para negro sobre blanco)

1 : 8 (para blanco sobre negro)

10 la distancia de la punta del indicador al número, o a la división debe ser la mínima posible,evitando siempre el enmascaramiento.

11 La punta del indicador debe ser aguda, formando un ángulo de 20°.

12 Los planos del indicador y de la escala deben estar lo más cercanos que sea posible para evitar elerror de paralaje.

13 Siempre que se pueda se deben sustituir los números por colores (por ejemplo: verde, amarillo yrojo), zonas...

14 Es muy útil combinar estas lecturas con dispositivos sonoros de advertencia para valores críticos.

15 Las combinaciones que se pueden efectuar con los números y las letras son prácticamenteinfinitas. Se utilizan para valoraciones, descripciones e identificaciones. El contraste debe sersuperior al 75-80%. En ocasiones puede ser útil su combinación con colores, luces y sonidos paraacentuar su capacidad de información cualitativa.

16 El conjunto de colores incluyendo tonos, matices, textura, etc. es prácticamente ilimitado. Seestablece, por las normas de seguridad e higiene en el trabajo, utilizar los colores normalizados, y si se puede simplificar: rojo, amarillo, verde, blanco y negro. Se aconseja su utilización enindicadores cualitativos y para tareas de emergencia y búsqueda.

17 Luces: aunque se pueden emplear diez colores diferentes, se recomienda limitar su utilización acuatro: rojo, verde, amarillo y blanco. Se utilizan en displays cualitativos, como apoyo a loscuantitativos y en señales de alarma. El parpadeo se utilizará en señales de alarma, la frecuenciade parpadeo se debe mantener en menos de 1 parpadeo/segundo y siempre debe ser menor que lafrecuencia crítica de fusión retiniana.

18 La intensidad del brillo se debe limitar a tres grados: muy opaco, normal e intenso. Los flashes sedeben limitar a dos y tienen importancia en señales de alerta.

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19 Se recomiendan las formas geométricas, aunque se ha comprobado que se pueden utilizar hastaveinte: triángulos, círculos, estrellas, rombos, y semicírculos. Se utilizan en representacionessimbólicas para identificación.

20 Las figuras descriptivas se recomienda que sean: definidas, cerradas, simples y unificadas(Fig. 2.9).

Ubicación de los DIV

La ubicación de los DIV requiere de una atención especial, ya que éstos están condicionados por lossiguientes aspectos:

1 Su importancia dentro del sistema tratado.

2 Su frecuencia de uso.

3 Su posible agrupamiento con otros DIV según su función, o relacionado con sus controlescorrespondientes.

4 La secuencia de las lecturas.

5 Las estrofosferas de trabajo.

6 Las cargas de trabajo físico (alta, media y baja).

Fig. 2.9 Cuadro resumen de las características visuales que deben poseer diales y cuadrantes

ALGUNAS CARACTERISTICAS QUE DEBEN POSEER DIALES Y CUADRANTES:

1. LO MAS SIMPLE QUE SEA POSIBLE.

2. PRECISION NECESARIA Y SUFICIENTE.

3. DIRECTAMENTE LEGIBLES PARA EVITAR CALCULOS, O USAR FACTORES MULTIPLOSDE 10.

4. LAS DIVISIONES DE LAS ESCALAS DEBEN SER 1, 2 Y 5.

5. NUMERAR SOLO LAS DIVISIONES GRANDES.

6. LA LECTURA DE LOS NUMEROS DEBE SER VERTICAL.

7. EL TAMAÑO DE LAS MARCAS DEBE ESTAR RELACIONADO CON LA DISTANCIAVISUAL, ILUMINACION Y CONTRASTE.

8. LA PUNTA DEL INDICADOR DEBE SER AGUDA Y ESTAR LO MAS CERCA POSIBLE DELNUMERO SIN TOCARLO.

9. LOS PLANOS DEL INDICADOR Y LA ESCALA DEBEN ESTAR LO MAS PROXIMOSPOSIBLE.

10. OTROS…

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7 La iluminación (reflexiones indeseables, sombras, etc.)

8 Polvo y suciedad... .

Pantallas

Las consideraciones que deben tener las pantallas hacen referencia a su dimensión y a lasposibilidades de control del contraste, brillo, rotación, e inclinación:

1 El usuario debe poder regular la luminosidad y el contraste.

2 La luminancia de la pantalla no debe ser inferior a 10 cd/m2 y la de los caracteres estará entre 3 y15 veces la de la pantalla; la relación correcta oscilará entre 6:1 y 10:1.

3 La altura del borde superior de la pantalla debe estar relacionada con la altura de ojos del operadory no deberá superar la línea horizontal de los ojos.

4 Respecto al tamaño de pantalla, las de 12" son válidas para trabajos ocasionales. Para trabajos deentrada de datos el mínimo es de14". Las pantallas mayores de 16" permiten la visualización deun documento estándar de tamaño DIN A-4 completo.

5 Siempre que se pueda se optará por pantallas de resolución 72 dpi. Y aspecto ratio 1 (que lospixels sean cuadrados).

6 Si mantenemos una frecuencia de centelleo de 70 barridos por segundo (Hz) podemos decir queprácticamente será buena para el 95 % de la población, aunque existirá un 5% que debido a su altasensibilidad se sentirá molesto; la solución estriba en incrementar la frecuencia.

7 El color de los caracteres negros sobre blanco ofrece mejor contraste que los caracteres blancossobre fondo negro, y además son compatibles con la mayoría de los documentos escritos en papel.Algunos autores recomiendan el color marrón ámbar para el fondo con caracteres amarillos,debido a su buen contraste con baja intensidad de iluminación, ya que corresponden a la máximasensibilidad del ojo, situada entre los 540 y los 590 nm (amarillo verdoso), y a que su percepciónes menos perturbada por los fenómenos de reflexión.

8 La forma de los caracteres debe estar bien definida.

9 Los caracteres deben estar bien diseñados (la matriz de pixels de 7 x 9 es la preferible, aunquepodemos aumentar la matriz a 11 x 14). Si no es así pueden confundirse los caracteres C-G, X-K,T-1-Y,U-V, D-O-0, 8-B, y S-5...

10 El tamaño de los caracteres debe ser de 3,5 a 4,5 mm para que su lectura sea fácil a la distanciade 40-70 cm. Lo mejor es trabajar con programas que admitan el cambio de tamaño.

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11 La anchura de los caracteres debe estar comprendida entre el 60 y el 80% de la altura y su espesordebe ser próximo al 15%.

12 La separación entre caracteres será inferior al 20% de la anchura.

13 Los caracteres deben ser estables y no emitir centelleo.

14 La distancia interlineal (mínimo 120% del cuerpo de letra utilizada) debe ser lo suficientementeamplia para que los caracteres en minúscula de líneas contiguas queden suficientemente separadospara distinguirlos entre sí; dos líneas de separación suele ser una buena distancia.

15 La separación entre línea base será del 120 al 150% del cuerpo de letra utilizada.

16 La fosforescencia residual en algunos ordenadores tarda un tiempo apreciable en desaparecer dela pantalla. Se debiera mantener un tiempo de persistencia inferior a 0,02 segundos.

17 El borde coloreado de la pantalla no debe diferir demasiado del de la propia pantalla; debeproporcionar una transición suave entre la superfície de la pantalla y el borde, y no debe excederla relación 3:1.

18 Para evitar reflexiones es importante que pueda cambiarse fácilmente el ángulo de inclinación dela pantalla; el movimiento debe estar comprendido entre 15° hacia arriba y 5° hacia abajo.

19 La superficie exterior de la pantalla debe estar tratada de tal forma que elimine los posiblesreflejos, “imágenes fantasma”, y que no sea necesario poner un filtro exterior.

20 Las radiaciones no visibles que pudieran estar presentes en la pantalla, como los rayos X, UV eIR, deben tender a cero. Si existen deben estar dentro de los límites permitidos.

21 El cursor debe ser fácilmente localizable (parpadeo) y poco molesto. No debe confundirse conotros símbolos.

22 Los dispositivos de control del monitor deben estar en lugares accesibles para facilitar sumanipulación.

23 Por último, debe estudiarse la posición de la pantalla respecto a las ventanas, luminarias del techoy luminarias suplementarias para evitar reflejos indeseables.

Lenguaje escrito

Antes de elaborar un documento escrito se deben considerar una serie de puntos que ayudan arebajar los posibles errores en la comunicación:

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1 Tener claros los objetivos perseguidos.

2 Determinar las características de los transmisores del mensaje.

3 Concretar las características de los receptores del mensaje.

4 Valorar el “ruido” existente en el sistema.

5 Efectividad del mensaje.

6 Redundancia.

7 Capacidad del canal de transmisión.

Las reglas para el uso del lenguaje en comunicación escrita se deben apoyar en la selección cuidadosade las palabras, en el modo de usarlas, en la construcción de las frases y del idioma/s empleado. Lautilización del lenguaje escrito se podría sintetizar de la siguiente forma:

1 Uso de oraciones cortas.

2 Títulos expresivos y breves.

3 Describir el todo antes que las partes.

4 Uso de oraciones activas.

5 Uso de oraciones afirmativas (excepto para evitar conductas arraigadas).

6 Uso de palabras conocidas.

7 Organización de secuencia temporal.

8 Evitar la ambigüedad (precisión y claridad).

9 Legibilidad.

McCormick propone usar letras negras sobre fondo blanco para textos de instrucciones o advertenciaen equipos para una distancia de lectura entre 350-1400 mm; las letras con una relación óptimagrueso/altura (G/H) de1/6 hasta1/8:

donde H= 0,056D + K1 + K2

siendo H = altura de las letras en milímetros

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D = distancia de lectura en milímetrosK1 = factor de corrección según la iluminación y las condiciones de visión como sigue:k1 =1,5 mm para un nivel de iluminación > de 10 lux y condiciones de lectura favorables.k1 = 4,1 mm para un nivel de iluminación > de 10 lux y condiciones de lectura desfavorables.k1 = 4,1 mm para un nivel de iluminación < de 10 lux y condiciones de lectura favorables.k1 = 4,1 mm para un nivel de iluminación < de 10 lux y condiciones de lectura desfavorables.k1 = 6,6 mm para un nivel de iluminación < de 10 lux y condiciones de lectura desfavorables.k2 = factor de corrección según la importancia del mensaje 1,9 mm para situaciones de emergencia.

Dispositivos sonoros

Las características de la información audible se pueden resumir de la siguiente forma:

1 No requieren una posición fija del trabajador.

2 Resisten más la fatiga.

3 Llaman más la atención.

4 Sólo se utilizan para alarmas o indicativos de un máximo de dos o tres situaciones, con excepcióndel lenguaje hablado que se utiliza para impartir instrucciones.

5 Se pueden utilizar en combinación con dispositivos visuales.

6 Su nivel de presión sonora en el punto de recepción debe estar al menos 10 dB por encima delruido de fondo.

7 La comunicación oral sin amplificación está en un rango de presión sonora entre 46 (susurro) y86 (grito) dB, y la audición máxima se obtiene alrededor de los 3400 Hz.

Los dispositivos informativos sonoros se pueden clasificar en timbres, chicharras, sirenas, etc..,además del lenguaje hablado. En su utilización deben considerarse los siguientes aspectos:

1 Para mensajes cortos y simples.

2 Cuando no haya que referirse a ellos posteriormente.

3 Cuando se relacionan con sucesos o eventos en el tiempo.

4 Si implican una acción inmediata.

5 Si el canal visual está sobrecargado.

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6 Cuando el lugar está muy oscuro o muy luminoso.

7 Cuando el operario no permanece fijo en un puesto.

Para comprobar la inteligibilidad de la información oral se puede recurrir a pruebas con sílabas sinsentido, si el 95% de vocales y consonantes son bien recibidas se puede decir que la inteligibilidad esnormal; para el 80% se permite la comprensión; para el 75% se requiere alta concentración y paramenos del 65% hay mala inteligibilidad. Para esto existen tablas de comprobación silábicas poridiomas, dialectos y poblaciones, ya que las diferencias idomáticas son importantes (Fig. 2.10).

También se utilizan tablas y gráficos como el del nivel de interferencia del habla (NIH) que es elpromedio del nivel de presión sonora en las bandas de octava con frecuencia central de de 500, 1000y 2000 Hz. Igualmente existe el método de la interferencia de la comunicación oral (ICO), quecorrelaciona el ruido de fondo con la distancia y el nivel de presión sonora de la voz (normal, alta,casi gritando, gritando, y exclamación) (Fig. 2.11).

Dispositivos informativos táctiles

Generalmente se utilizan para identificar controles en lugares con baja iluminación, o cuando haygran densidad de controles, o para personas con dificultades visuales graves.

Fig. 2.10 Monosílabos para la prueba de inteligibilidad de habla, elaborado por los autores

MONOSILABOS PARA LA PRUEBA DE INTELIGIBILIDAD DEL HABLA

PREN DRO BRE LON GOR JAR TIN CER TRO DRI MUL

NAL BIN FUS CHOR PAL LUM BLE CLA JAC LIN JIM

MEL RAL DUS CES TEL MOS AL AU LOI CLE COR

MIS FER GUI LAR ÑAR CHON SA FAR TAS LES BE

BIAR TUN PEC JUE ÑAL ÑIS TIL QUI GRE JUS QUEL

LLIN DUR SIM SUA FAU CLI PAU QUES MAI AR CIU

BUR BRI FO JU NUN BLA CHU IS FLA DIS SIS

PES CER ZAN PRU REN FIS GA AT TAI NER DRA

SIT TIL MER JO LAM NEL DOL CLA GLO DES ROI

POT

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Debido a la redundacia del estímulo, son útiles para evitar errores de manipulación, su óptimaselección ayuda a incrementar la fiabilidad del sistema. La forma debe guardar analogía con lafunción siempre que sea posible (Fig. 2.12).

Relaciones de control

El control de los sistemas es el objetivo final del usuario, todo sistema debe estar proyectado para quesu fiabilidad esté dentro de los límites previstos, para ello se debe recibir la información codificada detal forma que sea significativa y que las diferencias puedan ser captadas. A continuación se muestraun esquema muy simplificado de la operación de control (Fig.2.13).

Para poder ejercer una buena relación de control es necesario establecer previamente la secuencia deinteracciones entre las relaciones dimensionales y las relaciones informativas; una vez analizadaséstas y su interacción, estableceremos el tipo y calidad de relación de control que debemos aplicar alsistema.

Las funciones básicas que deben cumplir los controles son:

1 Activar y desactivar (interruptor de luz).

2 Fijación de valores discretos (selector de velocidades de una batidora).

Fig. 2.11 Interferencia de la comunicación oral (ICO)

EXCLAMACIÓN

110

100

90

80

70

60

50

400,25 0,5 1 2 4 8

Distancia en m

Rui

do d

e fo

ndo

dB (

A)

GRITANDO

CASI GRITANDO

VOZ ALTA

VOZ NORMAL

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Fig. 2.12 Ejemplos de dispositivos informativos táctiles según diferentes autores.

Clase A. Mandos de rotación múltiple

Clase B. Mandos de rotación fraccional

Clase C. Mandos de posición de retén

Mandos de forma codificada y estandarizada que emplean los aviones de la UnitedStates Air Force.

Serie de mandos para palancas distinguibles por el solo tacto. Las formas de cada serierara vez se confunden con las de la otra.

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3 Fijación de valores continuos (control de volumen de una radio).

4 Control ininterrumpido (volante del coche).

5 Entrada de datos (teclado).

Tipos básicos de controles

Los diferentes tipos de controles con frecuencia aparecen mezclados entre sí en el puesto de trabajo, ointegrados en un mismo control; de todas formas una clasificación básica de los mismos puede ser lasiguiente:

1 Botón pulsador manual: es el control más simple y más rápido. Se utiliza para activar ydesactivar, tanto para situaciones habituales como para casos de emergencia (Fig. 2.14).

2 Botón pulsador de pie: se utiliza para situaciones similares al anterior, cuando las manos estánmuy ocupadas; no posee la misma precisión, ni la misma velocidad que los de mano (Fig. 2.15).

3 Interruptor de palanca: se utiliza en operaciones que requieren alta velocidad y puede ser de dos otres posiciones (Fig. 2.16).


Fig. 2.13 Etapas de la función de control

1. CONCEPCIÓN DE LA META

2. SELECCIÓN DE LA META

3. PROGRAMACIÓN

4. EJECUCIÓN DEL PROGRAMA

I

I

C S P E

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Botón pulsador tipo champiñón ø > 40 deseable 70-80

Botón pulsador emergente con L ó ø > 20una posición de reposo

Botón pulsador sobresaliente Botón pulsador: L ó ø > 20o de tecla Tecla de teclado: L ó ø > 12

L ó ø

L ó ø

Fig. 2.14 Botón pulsador manual

Fig. 2.15 Botón pulsador de pie

Fig. 2.16 Interruptores de palanca

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4 Selector rotativo: pueden ser de escala móvil (a) y escala fija (b); en este último el tiempo deselección y los errores cometidos son menos (del orden de la mitad) que cuando se utilizanescalas móviles; pueden ser de valores discretos o de valores continuos, siendo más precisos losde valores discretos (Fig. 2.17).

5 Perilla: son selectores rotativos sin escala, ya que el usuario recibe la información del estado delsistema mediante otros dispositivos (el dial de la radio), o directamente (el volumen del sonido dela radio) (Fig. 2.18).

6 Volante de mano y manivelas: se utilizan para abrir y cerrar válvulas que no requieren excesivafuerza, para desplazar piezas sobre bancadas, etc..., las manivelas pueden asociarse con losvolantes de mano; en el volante de mano el diámetro dependerá de las dimensiones de la mano yde la relación C/D que se precise, aunque diámetros comprendidos entre 15 y 20 cm suelen serválidos para muchas operaciones. La longitud de las manivelas estará en función de la fuerza quese requiera aplicar (Fig. 2.19).

A B

Fig. 2.17 Selector rotativo

Fig. 2.18 Perilla Fig. 2.19 Manivela y volante de mano con manivela

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7 Volantes: Se utilizan tanto para control ininterrumpido (automóvil) como valores continuos(hormigoneras). Su diámetro depende de la fuerza, de la velocidad de accionamiento y de laantropometría (Fig. 2.20).

8 Palancas: la longitud estará en función de la fuerza a desarrollar y de la estrofosfera del puesto.Admiten rapidez pero son poco precisas (Fig. 2.21).

Fig. 2.20 Volante

Fig. 2.21 Palancas

(a) (b)

(c) (d)

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9 Pedales: existe una gran variedad, el diseño del pedal depende de su función, de la relación C/D,de la situación, del ángulo que forma el pie con la tibia y del esfuerzo que se estima necesariopara su accionamiento. No debemos olvidar que algunas de estas variables estáninterrelacionadas (Fig. 2.22).

10 Teclado: se utiliza para entrada de datos, es rápido (Fig. 2.23).

11 Ratón: posee una o más teclas y constituye un sistema que es desplazado de acuerdo con lasnecesidades del usuario; se debe vigilar su compatibilidad espacial, su velocidad, su precisión y laadaptabilidad a la mano (zurdos y diestros) (Fig. 2.24).

Fig. 2.22 Pedales

Fig. 2.23 Teclado Fig. 2.24 Ratón

(b)

(a)

20 (17 mm)

20 (1

7 m

m)

25 (22 mm)

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Reglas para la selección y ubicación de controles

1 Distribuir los controles para que ninguna extremidad se sobrecargue. Los controles que requierenajuste rápido y preciso se deben asignar a las manos. Los que requieran aplicaciones de fuerzas(empujando) grandes y continuas se deben asignar a los pies. A las manos se les puedendestinar una gran cantidad y variedad de controles siempre que no requieran operaciónsimultánea, pero a cada pie sólo debe asignarse uno o dos controles con empuje frontal o flexióndel tobillo.

2 Seleccionar, ubicar y orientar los controles de forma compatible con los dispositivos informativos,componentes del equipo o vehículo asociado.

3 Seleccionar controles multirrotativos cuando se requiera un ajuste preciso en un amplio intervalode ajuste, ya que los lineales están limitados por la amplitud del movimiento. Con el controlrotativo se puede lograr cualquier grado de precisión, aunque el tiempo de operación puede verseafectado.

4 Seleccionar controles de ajustes discretos por pasos con retención, o botoneras cuando la variablede control se pueda ajustar a valores discretos (sólo se requiere un número limitado deposiciones), o cuando la precisión permita que todo el espectro se puede representar por unnúmero limitado de posiciones.

5 Seleccionar controles de ajustes continuos cuando se necesite precisión o más de 24 ajustesdiscretos. Los ajustes continuos requieren mayor atención y tiempo.

7 Seleccionar controles que sean fácilmente identificables normalizando sus ubicaciones. Todos loscontroles críticos o de emergencia deben identificarse visualmente y por el tacto. La identificaciónno debe dificultar la manipulación del control ni provocar una activación accidental.

8 Combinar los controles relacionados funcionalmente para facilitar la operación simultánea o ensecuencia, o para economizar espacio en el panel de mando.

Fig. 2.25 Selección y diseño de controles

INFORMACION BASICA Y NECESARIA PARA SELECCIONAR Y/ODISEÑAR CONTROLES:

1. LA FUNCION DEL CONTROL

2. LOS REQUERIMIENTOS DE LA TAREA DE CONTROL

3. LAS NECESIDADES INFORMATIVAS DEL CONTROLADOR

4. LOS REQUERIMIENTOS IMPUESTOS POR EL PUESTO DE TRABAJO

5. LAS CONSECUENCIAS DE UN ACCIONAMIENTO ACCIDENTAL

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Compatibilidad

Definimos la compatibilidad como la armonía que se debe establecer entre los elementos de unsistema con el fin de obtener una respuesta adecuada a las expectativas de la mayoría de los usuarios.

Existen cuatro tipos de compatibilidad: la compatibilidad espacial en lo referente a las característicasfísicas y la disposición en el espacio de los elementos; la compatibilidad de movimiento en relación alsentido del movimiento; la compatibilidad conceptual de las representaciones cognitivas, algunasveces con marcado acento cultural, que poseen los usuarios sobre el significado de la información; yla compatibilidad temporal que relaciona los tiempos de los distintos elementos del sistema.

En la búsqueda por compatibilizar los dispositivos informativos y los controles con los operarios, ycon el objetivo de optimizar el proceso debemos atenernos a estas ideas básicas, y considerar loscuatro grados de compatibilidad. La utilización de los principios de compatibilidad permiten:

1 Un aprendizaje y entrenamiento más rápidos.

2 Menor riesgo de accidentes.

< 2-3ALTERNATIVAS

SI NO

ACTIVACION(velocidad y precisión)

FIJACION DE UNVALOR DISCRETO

FIJACION DE UNVALOR CONTINUO

CONTROL ININTERRUMPIDO

ENTRADA DEDATOS

MANOSOCUPADAS

BOTON MANO

INTERRUPTORDE PALANCA

SI NO

MANOSOCUPADAS

SI NO

APLICACIONFUERZA

MEDIANA-GRANDE

NO SI

RAPIDEZ,PRECISION

SI

NOVOLANTE

MANO

PERILLADISCRETA

SELECTORROTATIVO

BOTON PIE

INTERRUPTORDE PALANCA VALORES

DISCRETOS

SI NO

PERILLAVOLANTE MANO

VOLANTE

SELECTORROTATIVO

MANIVELAVOLANTEPALANCA

PEDALES

RATON

TECLADO

ESCANER

VOZ

Fig. 2.26 Diagrama de bloques para la ayuda en la toma de decisión en la selección de controles.

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3 Mejores repuestas ante situaciones de fatiga y sobrecarga.

4 Más rapidez y precisión en el control.

Compatibilidad espacial

Para este tipo de compatibilidad, que otros autores denominan geométrica, se ha demostradoexperimentalmente que cuando existe una correspondencia homotética entre indicadores y controlesdisminuye el número de errores y el tiempo de respuesta. Diferentes experimentos ya han demostradoque las personas poseen esquemas espaciales muy concretos. En las figuras 2.27 y 2.28 se puedenobservar ejemplos elocuentes.

A B

Fig. 2.27 a) Existe compatibildad espacial b) No existe compatibilidad espacial.

Fig. 2.28 En estas cuatro cocinas se pueden analizar situaciones de incompatibilidad espacial (McCormick).

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Compatibilidad de movimiento

Al accionar un control para “responder” a la información emitida por un indicador, el sujeto deberealizar un movimiento sobre dicho control. Se ha demostrado que ese movimiento, para que larespuesta sea correcta, debe ser compatible con la información del display, con el propio usuario ycon el funcionamiento del sistema.

Por otra parte, los movimientos de los indicadores y controles también influyen en la compatibilidad:

1 El indicador debe girar en el mismo sentido que el mando.

2 Los valores de la escala deben aumentar de izquierda a derecha, o de abajo hacia arriba, o en elsentido de las agujas del reloj, tal como se muestra en la figura 2.29.

Compatibilidad cultural

Las personas poseen referencias culturales que ponen en funcionamiento ante determinadosestímulos, por ejemplo: el color rojo para parar, peligro..., si cambiamos la referencia estamosintroduciendo en el sistema una posibilidad de error.La compatibilidad conceptual no sólo se restringe a los colores, ya que el movimiento en el sentidohorario, o la lectura izquierda-derecha, de abajo-arriba (del ejemplo anterior), también son unproblema de compatibilidad cultural.

Se debe tener un especial cuidado en el diseño de productos transculturales, ya que el diseño que setome como modelo de funcionamiento sólo de nuestros esquemas culturales, puede ser fuente deerrores cuando este objeto se implemente en otras culturas (Fig. 2.30).

Fig. 2.29 Compatibilidad de movimiento

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Compatibilidad temporal

Los sistemas están compuestos por elementos que, en algunos casos, mantienen unas referenciastemporales críticas, el no respetar la secuencia, las cadencias, las tolerancias horarias puede llevar ainvalidar el sistema o ser fuente de error, avería o accidente.Por ejemplo, un dispositivo informativo que exija una respuesta más rápida que la factible, undispositivo informativo cuya velocidad angular sea superior a la de percepción del operario, unacadencia de alimentación de la máquina superior a las capacidades motrices de los trabajadores, unalínea de montaje muy rápida o muy lenta, un semáforo que no dé tiempo a un peatón a cruzar la calle,etc... son buenos ejemplos de incompatibilidades temporales.

Relación control/dispositivo (C/D)

Se define como relación control/dispositivo o control/display (C/D) a la velocidad de respuesta deldisplay respecto al control o al movimiento de uno respecto del otro. El C/D también indica el nivelde sensibilidad del control. Si en un control de palanca se efectúa un pequeño giro y el displayresponde con un recorrido grande, la sensibilidad será alta. Cuanto mayor sea C/D menor será lasensibilidad.

Para palancas y displays lineales:C/D = (2a x L) / Rd x 360

siendo, a = desplazamiento de la palanca en grados sexagesimalesL = longitud de la palanca en milímetrosRd = recorrido del indicador del display en milímetros

Para botón giratorio:C/D = 1 / (Rd/Rev)

siendo,

Rd = Recorrido del indicador del display en milímetrosRev = vueltas del botón giratorio

Fig. 2.30 ¿Qué significado le da usted a esta información?

Cap-2 6/10/99 11:04 Página 56


El tiempo y el movimiento de ajuste del control puede descomponerse en dos fases:

1 Tiempo o movimiento de ajuste basto o grueso (movimiento de aproximación).

2 Tiempo o movimiento de ajuste fino.

Fig. 2.31 Dos ejemplos de relaciones C/D

Movimiento largodel display

Movimiento cortodel display

Movimiento cortode palanca

Movimiento limitadoo rotación limitada

Movimiento largode palanca

Proporción C/D baja(alta sensibilidad)

Proporción C/D alta(baja sensibilidad)

Movimiento largoo varios giros

Por regla general, los sujetos realizan estos dos movimientos: el primero de aproximación será rápidoal accionar un control; el segundo, de ajuste, suele ser más lento y se realiza por tanteo (Fig. 2.32).

En los controles con C/D baja, el tiempo de aproximación será breve pero el de ajuste fino es máscomplicado. La optimización de estos dos tiempos es difícil; por ello, cuando la frecuencia deactuación es elevada y se necesita una gran precisión, es recomendable sustituir este tipo de controlpor otros de sensibilidad progresivamente menor.

Para seleccionar el C/D óptimo se requiere tener en cuenta el tipo de control, la tolerancia o precisiónrequerida y el retraso entre control y dispositivo.

Accionamiento accidental de controles

En el Boeing 737 en Kegworth el piloto, ante la señal de avería en uno de sus motores, decidió actuar,pero fatalmente confundió el mando y actuó sobre el que estaba funcionando correctamente; elaccionamiento accidental de controles debe ser analizado en la fase de diseño para evitar situacionesde riesgo.

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Existen determinadas medidas para evitar estas situaciones:

1 Identificación del control: forma, color, tamaño, textura, métodos operacionales, etc..

2 Aplicación de los principios de compatibilidad.

3 Ubicación fuera del alcance accidental.

4 Orientación de su accionamiento (compatibilidad de movimiento).

5 Protección (recubrimiento, ubicación, enclaustramiento, empotramiento).

6 Sensibilidad adecuada (resistencia que ofrece el control al accionamiento).

7 Trabazón (retén).

Identificación de controles

En muchas ocasiones es fundamental la identificación de controles para accionar el necesario. Porregla general, y cuando el movimiento se hace sin mirar los controles, van a influir de formaimportante el aprendizaje y la pericia, el tacto (forma y textura), esfuerzo, movimiento, disposición ydisplays de comprobación. En algunos casos, y si ello es posible, se puede disponer un recorrido envacío de los controles, pero con diferentes niveles de esfuerzo a ejercer por el operario. La direccióndel movimiento de controles puede, en este caso, servir de identificación, pero se debe tener en cuentala compatibilidad.

Fig. 2.32 Relación entre C/D y el tiempo de movimiento(tiempo de movimiento igual al tiempo de trayecto más eltiempo de ajuste).

7

6

5

4

3

2

1

0

Tie

mpo

, seg

undo

s

Baja Alta(alta sensibilidad) (baja sensibilidad)

Tiempo de ajuste

Tiempo de trayecto

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Se ha comprobado que para interruptores colocados en un plano vertical, es suficiente una separaciónde 13 cm entre ellos para evitar errores. Si están situados en un plano horizontal dicha distancia seráde 20 cm. En algunas ocasiones se pueden colocar displays cualitativos dentro del campo visual deloperador, o auditivos que le concreten o señalicen el control sobre el que comienza a actuarse. En estecaso también es conveniente la existencia de un recorrido en vacío, en el cual actúa el indicador.

El color está indicado en la distinción de controles cuando están dentro del campo visual. Si lailuminación es tenue, o debe serlo, los controles tendrán iluminación localizada. Asimismo, puede serútil la utilización de señales o inscripciones.

Ordenadores personales

La pantalla del ordenador es un dispositivo informativo de características propias, ya que el operadorse enfrenta, al menos, al unísono a tres tareas visuales:

1 Lectura de la pantalla

2 Lectura de documentos

3 Lectura del teclado

El contraste entre las imágenes y textos en la pantalla sobre su fondo puede estar afectado por losreflejos de distintas fuentes de luz, si el ordenador no ha estado bien situado, además de poder llegar aproducir deslumbramientos. Esta luz indeseable puede provenir de ventanas situadas detrás deloperador, de las instalaciones del alumbrado del local y puede afectar también al teclado y a losdocumentos, estos reflejos indeseables provocan errores y molestias al operador.

Generalmente el tiempo de permanencia frente al ordenador es largo y frecuente, y el cambiocontinuado de enfoque debido a la variación de la distancia visual sobre los objetos observados(pantalla, documento, teclado) obliga a un proceso constante de acomodación del cristalino y defuncionamiento de los mecanismo de adaptación, debido a la variación del brillo de estos objetos; sipara evitar esta diferencia tan notable entre los brillos de la pantallla y del papel se utilizase el fondoblanco en la pantalla nos encontraríamos con el fenómeno del centelleo, posiblemente más molestoaún, cuando su frecuencia es inferior a la frecuencia crítica de fusión retiniana.

Se recomienda un nivel de iluminación de 500 lux sobre los documentos y el teclado, y una relaciónde brillos entre los caracteres y el fondo de pantalla de 6:1, mientras que la luminancia del fondo de lapantalla no debe ser inferior a 10 candelas/m2.

Las pantallas deben situarse lejos de la luz del día y, si fuese posible, paralelas a dicha fuente, jamásfrente a ventanas abiertas que deslumbrarían al operador, y tampoco con ventanas abiertas a lasespaldas de éste.

Las luminarias del local no deben provocar reflexiones sobre el teclado, la pantalla ni el papel.

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Conclusiones

En ocasiones la velocidad de respuesta resulta crítica, por lo que es necesario tenerla en cuenta en eldiseño del sistema H-M. Para ello hay que considerar el tiempo de reacción de los posiblesoperadores y con objeto de minimizar este tiempo debemos considerar los siguientes factores:

1 Sentido utilizado (vista, oído, tacto)

2 Características de la señal

3 Ubicación de la señal

4 Frecuencia de aparición de la señal

5 Señal de prevención

6 Carga de trabajo

7 Requerimientos de la respuesta

8 Diferencias individuales.

En consecuencia la reducción del tiempo de respuesta se puede lograr:

1 Empleando los sentidos que poseen un menor tiempo de reacción

2 Presentando el estímulo en forma clara

3 Utilizando varios estímulos simultáneamente (luz y sonido)

4 Minimizando el número de alternativas de respuesta

5 Utilizando un aviso previo

6 Usando controles de mano

7 Empleando mandos sencillos

8 Entrenando al individuo.

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3 Relaciones dimensionales 61

3 Relaciones dimensionales

Antropometría

La antropometría es la disciplina que describe las diferencias cuantitativas de las medidas del cuerpohumano, estudia las dimensiones tomando como referencia distintas estructuras anatómicas, y sirvede herramienta a la ergonomía con objeto de adaptar el entorno a las personas.Cuando hablamos de antropometría acostumbramos a diferenciar la antropometría estática, que midelas diferencias estructurales del cuerpo humano, en diferentes posiciones, sin movimiento, de laantropometría dinámica, que considera las posiciones resultantes del movimiento, ésta va ligada a labiomecánica.

La biomecánica aplica las leyes de la mecánica a las estructuras del aparato locomotor, ya que el serhumano está formado por palancas (huesos), tensores (tendones), muelles (músculos), elementos derotación (articulaciones), etc., que cumplen muchas de las leyes de la mecánica. La biomecánicapermite analizar los distintos elementos que intervienen en el desarrollo de los movimientos.La búsqueda de la adaptación física, o interfaz, entre el cuerpo humano en actividad y los diversoscomponentes del espacio que lo rodeano, es la esencia a la que pretende responder la antropometría.

Se debe advertir, antes de continuar, que los resultados obtenidos después de un estudioantropométrico deben aplicarse con criterios amplios y razonables. La persona “media” no existe, yaque aunque alguna de sus medidas corresponda con la media de la población, es seguro que noocurrirá esto con el resto. En una revisión de personal efectuada en Air Force (USA), se comprobóque de 4.000 sujetos, ninguno se encontraba en el intervalo del 30% de la media en una serie de 10mediciones. Se ha generalizado en exceso el concepto de la persona estándar, hasta tal punto que hayautores que a partir de la estatura de la persona son capaces de determinar todas las demásdimensiones del cuerpo, tal como se muestra en la figura 3.1; como puede comprenderse esto es unaficción, que conduce inevitablemente a diseño de puestos de actividad erróneos.

Los diseños realizados deben contrastarse con la realidad y, al analizar el tipo de poblacióndestinataria del diseño, se podrá adoptar un criterio amplio, cuando nuestra población de referenciasea una gran cantidad de personas con unas desviaciones considerables, o específicos, si eldestinatario pertenece a un sesgo poblacional, o respondemos a un usuario concreto.

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H

0,936H

0,870H

0,818H

0,630H

0,486H

0,377H0,286H

0,539H

0,720H

0,520H

0,377H

0,174H

0,130H

0,129H 0,189H 0,146H 0,108H

0,065H0,152H

0,039H

Fig. 3.1 Determinación errónea de las dimensiones del cuerpo humano a partir de la estatura.

Fig. 3.2 Clasificación usual de los tipos estructurales de personas. Según Sheldon.

Mesomorfo Ectomorfo Endomorfo

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Relaciones dimensionales del sistema P-M

Bienestar, salud, productividad, calidad, satisfacción en el puesto de trabajo, etc., lo proporcionan, engran medida, las relaciones dimensionales armónicas entre el hombre y su área de actividad. Un par de zapatos incómodo irrita y daña el pie hasta que decidimos abandonarlo; un puesto detrabajo incómodo irrita, daña y no lo podemos abandonar. Incluso, en muchas ocasiones, no tenemosconsciencia de su mal diseño. Es algo perjudicial que, abnegadamente, se soporta día a día, durante lajornada laboral y que acostumbra a aparecer enmascarado como absentismo, accidente, bajaproductividad, mala calidad de los productos, o en el mejor de los casos provoca desinterés por latarea.

Un principio ergonómico es adaptar la actividad a las capacidades y limitaciones de los usuarios, yno a la inversa como suele ocurrir con mucha frecuencia. Al menos una tercera parte de nuestro día lodedicamos al trabajo y el resto del tiempo a trasladarnos, a realizar actividades en nuestro hogar, o enel teatro, etc. Estamos formando parte de sistemas P-M cuyas relaciones dimensionales muchas vecesno son las adecuadas.La producción masiva ha estimulado el diseño de útiles y espacios de actividad ergonómicos en todoslos aspectos de la vida, pero hasta el momento no ha sido suficiente, la aplicación sistemática de laergonomía debe producir una adaptación conveniente de las máquinas a las personas.

Fig. 3.3 Posiciones básicas para la toma de medidas antropométricas.

(A)

(B) (C)

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Medidas antropométricas

Las medidas que debemos poseer de la población dependerán de la aplicación funcional que lequeramos dar a las mismas; partiendo del diseño de lugares de trabajo existe un número mínimo dedimensiones relevantes que debemos conocer (figuras 3.4 y 3.5).

Debido a las especiales características de los estudios antropométricos, se debe analizar con muchorigor el tipo de medidas a tomar y el error admisible, ya que la precisión y el número total de medidasguarda relación con la posibilidad de viabilidad económica del estudio. Si dejamos de consideraralguna medida relevante, o exigimos una precisión exagerada, la limitación económica haráprácticamente imposible la realización o la replicación del estudio.

Una vez determinada la población y clasificándola según los objetivos, se deberán analizar lasmedidas que se crean oportunas. Toda organización debería tener recogidas, en opinión de losautores, al menos, las siguientes medidas :

Medidas básicas para el diseño de Puestos de Trabajo

Posición sentado:(AP) Altura poplítea

(SP) Distancia sacro-poplítea

(SR) Distancia sacro-rótula

(MA) Altura de muslo desde el asiento

(MS) Altura del muslo desde el suelo

(CA) Altura del codo desde el asiento

(AmínB) Alcance mínimo del brazo

(AmáxB) Alcance máximo del brazo

(AOs) Altura de los ojos desde el suelo

(ACs) Anchura de caderas sentado

(CC) Anchura de codo a codo

(RP) Distancia respaldo-pecho

(RA) Distancia respaldo-abdomen

Posición de pie:(E) Estatura

(CSp) Altura de codos de pie

(AOp) Altura de ojos de pie

(Anhh) Ancho de hombro a hombro

(Fig. 3.4 y Fig. 3.5)

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Medidas adicionales

Serán todas aquellas que se precisen para un objetivo concreto; aquí aparecerían seleccionadas lasmás usuales: longitud del antebrazo, longitud de la mano, longitud del pie, ancho de mano, ancho depie, perímetro máximo de bíceps, perímetro del codo, perímetro máximo del antebrazo, espesor de lamano a nivel de la cabeza del tercer metacarpiano, ancho de dedos, etc...

El diseño ergonómico y la antropometría

A la hora de diseñar antropométricamente un mueble, una máquina, una herramienta, un puesto detrabajo con displays de variadas formas, controles, etc... podemos encontrar uno de estos tressupuestos.

1 Que el diseño sea para una persona específica.

2 Que sea para un grupo de personas.

3 Que sea para una población numerosa.

14. E

13. A

Op 9.

AO

s6.

CA

12. C

Sp

5. M

S

4. M

A

1. A

P

2. SP

3. SR

7. AmiB

16. RA

15. RP

8. AmáB

Fig. 3.4 Dimensiones antropométricas relevantes para el diseñode puestos de trabajo. Vista de perfil.

Fig. 3.5 Vista frontal

11. CC

10. ACs

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Análisis preliminar

Antes de acometer un estudio de las relaciones dimensionales de un sistema, es necesario analizar losmétodos de trabajo que existen o existirán en el futuro; si los métodos no se consideran óptimosdebemos rediseñarlos. La secuencia de actuación recomendada para el análisis es la siguiente:

1 Los métodos de trabajo que existen o existirán en el puesto.

2 Las posturas y movimientos, y su frecuencia.

3 Las fuerzas que deberá desarrollar.

4 Importancia y frecuencia de atención y manipulación de los dispositivos informativos y controles.

5 Ropas y equipos de uso personal.

6 Otras características específicas del puesto.

A partir de este análisis podemos conocer cuáles son las dimensiones relevantes que hay queconsiderar, y cuáles podemos obviar de nuestro análisis.

Existen reglas que permiten tomar decisiones sobre las relaciones de las distintas dimensiones delcuerpo humano y los objetos, con el fin de lograr una correcta compatibilidad . Por ejemplo, en unasilla, el asiento debe estar a una altura del suelo que posibilite apoyar los pies cómodamente en él,dejando libre de presiones la región poplítea, situada entre la pantorrilla y el muslo, pues lacirculación sanguínea se afecta cuando esto ocurre. Recordemos a los niños sentados en sillas deadultos: las piernas les cuelgan. En consecuencia la altura de la silla debe corresponder, o incluso serligeramente menor que la altura poplítea del sujeto sentado o, de lo contrario, se debe situar unapoyapiés.

Lo mismo ocurre con las demás dimensiones de la silla; la altura máxima del respaldo, si es rígido, nodebe sobrepasar la altura subescapular en posición de sentado, y el respaldo debe permitir laacomodación del coxis sin presionarlo, por lo que resultará preferible que el respaldo comience apartir de la cintura hacia arriba.

En general, las sillas actuales tienen muchos disidentes y se han creado una gran variedad demodelos, algunos nada convencionales, para tratar de resolver las situación. A pesar de todo, lagente, cuando está cansada, se sienta. Lo ideal sería que, en su puesto de trabajo, el trabajadorpudiera optar por la posición sentado o de pie, según el tipo de tarea que tiene que realizar y susdeseos del momento, tal como se indica en la figura 3.4. Para ello se puede diseñar una altura deasiento que permita mantener una altura de los ojos desde el suelo constante, esté de pie o sentado eloperador.Algo similar se debe hacer con el resto de las dimensiones relevantes de cada hombre para con supuesto de trabajo o con su área de actividad. Para las mediciones antropométricas existenmetodologías que garantizan una homogeneidad necesaria y una precisión adecuada.

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Para la correcta elección de la postura del operario debemos considerar diferentes parámetros, talescomo: naturaleza del puesto, manipulación de cargas, movimientos, emplazamiento, movilidad, etc....Con el árbol de decisiones de la figura 3.6 se pretende ofrecer una guía para la adecuada selección dela postura.

Diseño para una persona

Este caso es como hacer un traje a la medida; sería lo mejor, pero también lo más caro, y sólo estaríajustificado en casos muy específicos. Aún así, cuando el diseño es individual, debemos actuar comolos sastres o las modistas: tomamos las medidas antropométricas del sujeto.

Sin embargo, si este puesto debe ser utilizado por un grupo de personas, digamos 5, habrá que teneren cuenta a los cinco para hacer el diseño. Y si la población a ocupar el puesto es muy numerosa, porejemplo, una cabina telefónica, las butacas de un teatro, o muebles domésticos que no se sabe quiénlos adquirirá, el asunto se complica aún más.

Fig. 3.6 Árbol de decisión para la elección de la postura de trabajo recomendada.

PUESTO DE TRABAJO

PUESTO FIJO PUESTO VARIABLENATURALEZA

DELPUESTO

MANIPULACIÓN DE

CARGAS

DISEÑOEMPLAZAMIENTO

MOVILIDAD

POSTURAA

RECOMENDAR

PEQUEÑAS CARGAS CARGA PESADA

ESPACIO PARALAS RODILLAS Y PIES

NO HAY LUGAREXTR. INFERIORES

LEVANTARSEMENOS

10 veces/hora

LEVANTARSEMÁS

10 veces/hora

A ELECCIÓNSENTADO-PIE

DE PIE CON ALGÚNTIEMPO SENTADO

DE PIEOBLIGATORIOSENTADO-PIE

{{{

{

{

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Diseño para un grupo poco numeroso y diseño para una población numerosa

Para abordar estos casos tenemos que hablar de los tres principios para el diseño antropométrico:

1 Principio del diseño para extremos.

2 Principio del diseño para un intervalo ajustable.

3 Principio del diseño para el promedio.

Principio del diseño para los extremos

Si tenemos que diseñar un puesto de trabajo para 5 personas, donde el alcance del brazo hacia delante(una panel de control) es una dimensión relevante, sin duda alguna tendremos que decidir esadistancia por el que tendría dificultades para alcanzar ese punto, es decir, de los 5, el que tiene unalcance menor. Así habremos diseñado para el mínimo y, de esta forma, los 5 alcanzarán el panel decontrol.

Esto se hace así, salvo cuando el mínimo ofrece un valor tan pequeño que ponga en crisis el diseño, oprovoque incomodidades en los restantes trabajadores. En esos casos, debemos buscar solucionesingeniosas que permitan el acceso a esa persona, y como última alternativa excluirla de ese puesto.

Pero supongamos que necesitamos decidir la altura de las puertas de un barco o de un submarino,sitios donde la economía de espacio es decisiva, o de una cabina telefónica. Ahora la decisión será laopuesta, pues los más altos son los que se romperán la frente si el diseño no los considera a ellos. Eneste caso es necesario diseñar para máximos.

Las preguntas que haya que hacerse para decidir entre mínimo y máximo son: ¿quiénes tendrándificultades para acceder a ese lugar?, o ¿ para sentarse en esa silla?, o ¿para transportar ese peso?,etc....

Principio del diseño para un intervalo ajustable

Este es el caso de las sillas de los operadores de vídeoterminales, del sillón del dentista, del asientodel conductor, y del sillón de barbero, etc. En los casos del dentista y del barbero, el ajuste se efectúapara comodidad de éstos, y no de los clientes, a los cuales no les hace falta por disponer de apoyapiés.

Este diseño es el idóneo, porque el operario ajusta el objeto a su medida, a sus necesidades, pero es elmás caro, por el mecanismo de ajuste. El objetivo es, en este caso, decidir los límites del intervalo. Enla situación del ejemplo de los cinco hombres, la altura del asiento se regularía diseñando un intervalo

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de ajuste con un límite inferior para el de altura poplítea menor y un límite superior para el de alturapoplítea mayor. Así los 5 podrían ajustar el asiento exactamente a sus necesidades.

Principio del diseño para el promedio

El promedio, generalmente, es un engaño, y más en ergonomía. Supóngase que 5 personas miden deestatura 195, 190, 150, 151 y 156 cm, cuyo promedio sería 168,4 cm. Si se diseña la puerta de uncamarote de un barco para el promedio, dos de los hombres (195,190 cms) tendrán que encorvarsebastante o se golpearán la cabeza a menudo: ese diseño ha sido un fracaso. Sólo se utiliza en contadassituaciones, cuando la precisión de la dimensión tiene poca importancia o su frecuencia de uso esmuy baja, siendo cualquier otra solución o muy costosa o técnicamente muy compleja.

Pero ya dijimos que la situación se complica cuando la población es numerosa, pues es imposiblemedirlos a todos. Para ellos se selecciona una muestra representativa de la población, que se debedeterminar mediante la siguiente expresión, para que sea confiable estadísticamente:

n = Z2α/2 σ2 / e2

donde:σ desviación estándarZα/2 porcentaje que dejamos fuera a cada lado del intervaloe error admitido (precisión)

Cuando se cuenta con información estadística respecto a una población, debemos considerar queexisten grandes diferencias antropométricas entre individuos por sexo, edad, etnia, nacionalidad, etc,por lo que las tablas de información antropométricas deben ser propias. Además, la informaciónestadística envejece, porque la población cambia, lo cual quiere decir que a la hora de utilizar datosantropométricos no sólo debemos considerar el país, sino también la fecha de realización del estudio.

X

50% 50%

−2σ −1σ +1σ +2σ

Fig. 3.7 Curva de distribucción normal

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Pero supongamos que disponemos de información actualizada de la población española y de la zona oregión donde debemos diseñar. Hay algo que debemos saber: los datos antropométricos tienden a unadistribución normal, la curva de Gauss está presente en la antropometría (Fig. 3.7). Esto facilita eltrabajo. Conociendo la media y la desviación estándar de cada dimensión de la población, podemoshacer nuestros cálculos y tomar decisiones.

Supongamos que la media de las estaturas tiene un valor de X = 170 cm y la desviación estándarσ = 5 cm.

Utilizando la expresiónP = X ± Zσ

donde

P Será la medida del percentil en centímetros, o sea, el intervalo dónde se incluye el porcentaje dela población o de la muestra

Z Es el número de veces que σ está separada de la media.

Determinemos qué medida tendría que tener la altura de las puertas de los camarotes de lossubmarinos para que que el 95% de la población no tuviese problemas de acceso. Como en estesupuesto estamos diseñando para máximos (para el percentil 95), en la tabla siguiente, donde semuestran los percentiles más utilizados en diseño antropométrico y sus correspondientes Z, buscamosel valor de Z para este percentil:

P Z————————————————

1 y 99 2,3262,5 y 97,5 1,963 y 97 1,885 y 95 1,645

10 y 90 1,2815 y 85 1,0420 y 80 0,8425 y 75 0,6730 y 70 0,5240 y 60 0,25

50 0

P95 ——— Z = 1,645

P95 = 170 + 1,645 x 5P95 = 178,2 cm

La puerta deberá tener 178,2 cm para que el 95% de la población pueda utilizar el acceso sindificultad. Del percentil 95 en adelante tendrán problemas de acceso.

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Imaginemos ahora que queremos diseñar la distancia entre el respaldo del asiento y el punto másalejado de un panel de control. Para ello deberemos considerar a los operarios de alcance de brazomenor, por ejemplo el percentil 10. Con una media de 70 cm y una σ de 2 cm. El resultado será:

P10 = 70 - 1,282 x 2

P10 = 67,4 cm

Los operarios con un alcance máximo del brazo de 67,4 cm o más podrán utilizar el panel, y quedaráun 10% de la población fuera del alcance, o que tendrá que realizar un sobreesfuerzo, lo que significaque el 90% de la población accederá a ese punto con facilidad.

Dim Media σ P1 P5 P10 P90 P95 P99

SENTADO

37,33 1,82 33,08 34,33 34,99 39,67 40,33 41,57

47,47 2,06 42,68 44,08 44,83 50,11 50,86 52,27

57,84 2,66 51,65 53,46 54,43 61,26 62,22 64,03

13,54 1,78 9,40 10,61 11,26 15,83 16,48 17,69

56,31 2,06 51,52 52,92 53,67 58,96 59,70 61,11

21,71 2,20 16,59 18,09 18,91 24,53 25,33 26,83

40,70 4,02 31,34 34,08 35,54 45,86 47,32 50,06

68,20 2,73 61,86 63,72 64,71 71,69 72,68 74,54

112,30 3,15 105,00 107,10 108,20 116,30 117,50 119,60

39,94 3,77 31,18 33,74 35,11 44,77 46,14 48,71

46,73 5,57 33,77 37,56 39,58 53,87 55,90 59,69

DE PIE

97,64 2,56 91,68 93,42 94,36 100,90 101,90 103,60

153,90 4,65 143,10 146,3 148,00 159,90 161,60 164,80

163,30 4,21 153,60 156,40 158,00 168,70 170,30 173,10

1AP

2SP

3SR

4MA

5MS

6CA

7AmiB

8AmaB

9AOs

10ACs

11CC

12CSp

13AOp

14EST

Tabla 3.1 Algunas dimensiones antropométricas de una muestra de mujeres españolas.

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Lo ideal sería poder incluir a toda la población, pero esto no es posible cuando es muy numerosa.Como se puede comprender la selección del percentil, generalmente, es prioritariamente una razóneconómica y en segundo lugar tecnológica.

En la tabla 3.1 se muestra, como ejemplo, con algunas dimensiones antropométricas de una muestrafemenina española.

Antropometría y espacios de actividad

Una aplicación de la antropometría es determinar cuál es el espacio óptimo que un sujeto“domina”para realizar una serie de actividades. Se acostumbra a representar mediante mapas de lasestrofosferas en planta, alzado y perfil de las máximas curvas de agarre (Fig. 3.8). En las figurasadjuntas se han sombreado las zonas de agarre en todas las posiciones posibles de las manos.

La figura 3.9 muestra las áreas de actividad en un plano horizontal suponiendo que el sujetopermanece con su tronco vertical. Como podemos ver por la figura, aparece un análisis de lasuperficie de trabajo que es activada con las manos.

(A) (B)

(C)

A) PerfilB) PLantaC) Alzado

Fig. 3.8 Estrofosfera: A - B - C

emkd

esin

g

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Selección y diseños de asientos

Debido al elevado número de personas que permanecen sentadas al efectuar sus actividades, esnecesario remarcar la importancia de un diseño y de un empleo óptimo de los asientos para que su usono influya negativamente en la salud y bienestar de las personas.Se ha comprobado que muchas afecciones de columna vertebral provienen de posturas inadecuadas ode utilizar asientos que favorecen la aparición de malformaciones en las personas.

A continuación se indican una serie de factores que deben tenerse en cuenta para diseñar óptimamenteun asiento.

Distribución de presiones en el asiento

En la figura 3.10 se muestran las curvas de distribución de presiones en un asiento de una persona de70 kilos según análisis de los autores. Otros estudios recomiendan la utilización de asientosneumáticos o semejantes que distribuyan uniformemente el peso.

Respaldo del asiento

Zona de precisiónZona de avance del brazo

Alcance mínimo60° 60°

Alcance máximo

Zona de agarre dela mano izquierda

Zona de agarre dela mano derecha

Confort de la mano derechay de la mano izquierda

Fig. 3.9 Áreas de actividad en el plano de trabajo

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Fig. 3.10 Distribucción de presiones en un asiento de una persona de 70 kg, sin apoyo lumbar.

N/cm2

01

01 01 01 01

01 01 01 01 01 01 01

01 01 01 02 02 01 02 01 02 01 01 01 01 01 02 01

01 03 06 07 07 04 03 02 02 02 02 02 01 01 01 01 01

01 04 06 08 08 10 09 07 05 04 02 02 01 01 01 01 01 01

01 03 05 06 08 11 11 08 07 05 03 02 02 02 02 01 01 01 01 01 01

03 02 04 09 11 09 10 11 11 10 07 05 04 03 03 02 02 01 01 01 01

02 03 05 05 05 08 10 12 13 13

16

17

14

16

17

15

11

16

17

08 07 04 04 02 02 02 01 01

07 03 02 01 04 07 10 13 14

15

12 09 07 04 03 02 02 01 01 01

01 02 04 07 11 14 10 07 04 03 02 01 01

01 01 02 04 08 12 14 14 13 10 07 04 02 01 01 01

01 01 01 02 04 07 10 12 12 11 09 07 03 02 01

01 01 02 04 06 08 09 08 07 04 02 01 01

01 01 02 03 04 04 05 03 02 01 01

01 01 01 01 01 01 01 01

01 01 01 01

01 01 01 01 01 01 01

01

01

01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01

01 01 01 01

01

01 01 01

01 01 01 01 01 01 01 01

01 01 02 02 02 02 02 01 01

01 01 01 02 03 03 04 03 02 01

01 01 02 03 04 04 04 04 03 02 01

01 02 02 04 04 05 05 04 03 02 01

01 01 01 02 04 05 05 05 05 04 03 01 01

01 02 01 02 03 04 05 05 05 05 03 02 01 01

02 03 04 05 05 04 04 04 03 01 01 01

01 02 04 05 07 05 05 04 02 01 01 01

01 03 04 04 05 05 04 03 03 02 01

01 03 03 03 03 02 02 01

01 01 01 01 01

Cap-3 6/10/99 11:03 Página 74


Altura del asiento

A ser posible deben ser regulables en alturas comprendidas, para población española, entre los 32 y50 cm. La altura dependerá de las medidas de los sujetos pero se recomienda, para actividadesprolongadas, que el pie apoye totalmente en el suelo, y que la rodilla forme un ángulo de 90° es decir,que se adopte como referencia la altura poplítea de cada sujeto.

Profundidad y anchura

La profundidad viene determinada por los mínimos de la longitud sacro-poplítea entre 40 y 45 cm, yla anchura por los máximos de la anchura de cadera, entre 40 y 50 cm; estas medidas corresponden avalores hallados por los autores en estudios realizados en una muestra de la población de Barcelona.

Respaldo

El respaldo debe suministrar soporte a la región lumbar; para sillas de oficina el plano medio delasiento no debe exceder un ángulo de tres grados (3°-5°) respecto de la horizontal, y el respaldo loscien grados (100°) respecto del asiento.

Apoyabrazos

Los apoyabrazos proporcionan diferentes funciones: por un lado ayudan a sentarse y levantarse, porotro ayudan a desplazar el asiento con comodidad, y permiten adoptar diferentes posturas en funciónde la tarea que se esté realizando.La altura de los mismos está supeditada por la distancia del codo al asiento en posición de reposo.

Soporte y acolchamiento

La función principal es la distribución equilibrada de la presión que ejerce el cuerpo en una superficie(Fig. 3.10).El soporte del asiento deberá ser estable y absorber la energía de impacto al sentarse. La silla sedotará de cinco apoyos para mejorar la estabilidad, y sus ruedas deberán tener cierta resistencia amarcharse rodando o, aún mejor, ser autobloqueables.

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RIESGOS DE ORIGEN MECÁNICO. PROTECCIÓN POR ALEJAMIENTO1. Para un movimiento a través de la abertura de un obstáculo

Punta del dedo 1ª falange Dedo Mano Brazo

4 < e ≤ 8 8 < e ≤ 11.3 11,3 < e ≤40 40 < e ≤ 50 50 < e ≤ 135 (1)

2,8 < c ≤ 5,6 5,6 < c ≤ 8 8 < c ≤ 28 28 < c ≤ 35,5 35,3 < c ≤ 95,5

f > 5 f > 20 f > 120 f > 200 f > 850


Aplicación del diseño antropométrico a las protecciones de las máquinas

Otro aspecto útil de la antropometría se centra en la protección de riesgos ante máquinas a las que losoperarios deben acceder, manipular, o que están situadas en su entorno (Fig. 3.11).

La OIT, en su Reglamento tipo de seguridad para establecimientos industriales, ha fijado en 2,60 m lalínea de demarcación por encima de la cual la seguridad de posición está asegurada.Existen cuadros específicos que determinan la distancia del protector al elemento peligroso, enfunción de la distancia a este elemento, de la altura del protector, y de las medidas antropométricas.

El modo de medir la distancia del protector es importante. Esta distancia es la distancia horizontalentre el plano del protector y el elemento peligroso. La medida debe hacerse en el punto de contactode la pieza peligrosa y de la curva de amplitud del gesto, que no tiene forzosamente que ser el puntode la pieza más próxima al plano del protector.

Parte del cuerpo

Tipo de obstáculo

Abertura redonda ocuadrada

Diámetro delcírculo o diagonaldel cuadrado (e)

Lado del cuadrado(c)

Distancia deseguridad (f)

Fig. 3.11 Protectores para aplicar a máquinas. AFNOR

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RIESGOS DE ORIGEN MECÁNICO2. Para un movimiento alrededor o a lo largo de un obstáculo

A nivel r = 850del hombro (sin guante)

A nivel del hombro r = 550y movimiento a (sin guante)partir del codo l = 300

A nivel del hombro r = 230y movimiento a (sin guante)partir del puño l = 620

A nivel del hombroy movimiento a r = 130

partir del (sin guante)nacimiento de l = 720

los dedos


Amplitud de movimiento

Para alcanzar un objeto, una persona puede hacer un movimiento, lo que permite acceder a lugaresque un análisis de antropometría estática situaría como “fuera de alcance”. Esta consideración esimportante tanto para la aplicación de medidas de seguridad, como para situar herramientas y órganosde control en las áreas de actuación. Algunos movimientos a considerar, según AFNOR, son(Fig. 3.12):

1 Hacia arriba

2 Por encima de un obstáculo

3 Hacia el interior de un recipiente

4 Alrededor o a lo largo de un obstáculo

5 A través de un obstáculo

Fig. 3.12 Protecciones para colocar elementos peligrosos fuera de alcance. AFNOR.

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La amplitud de movimiento está limitada por la longitud del brazo y, en el caso de los orificios, porlas dimensiones de los dedos y de la mano. Esta amplitud determina la altura mínima de ciertos tiposde protectores y la distancia mínima entre una pantalla y la máquina que protege.

Conclusiones

Para el correcto dimensionamiento de cualquier entorno se necesita un análisis exhaustivo de lasmedidas antropométricas, pertinentes al caso, de la población que va a establecer contacto con él.

El hombre posee unas medidas antropométricas que podemos situar entre determinados extremos,pero la amplitud de movimiento, los movimientos no previsibles (caídas, resbalones, actos reflejos,etc) pueden poner en crisis las relaciones dimensionales, y si estos movimientos espúreos no se hanconsiderado en la fase de ergonomía de concepción pueden llegar a invalidar el sistema.

Las relaciones dimensionales no se deben concretar solamente en medidas preventivas de seguridad,sino que son parte crítica en el resultado de los procesos, tanto en la calidad como en la eficacia delos mismos. Es por todo esto que el correcto dimensionamiento de las áreas de actividad es una de lastareas básicas que debe acometer todo equipo de ergonomía para optimizar la producción.

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4 Ambiente térmico 79

4 Ambiente térmico

Microclima laboral

El ser humano controla su balance térmico a través del hipotálamo, que actúa como un termostato yque recibe la información acerca de las condiciones de temperatura externas e internas mediante lostermorreceptores que se hallan distribuidos por la piel y, probablemente, en los músculos, pulmones ymédula espinal. Las personas pueden soportar grandes diferencias de temperatura entre el exterior ysu organismo, mientras que la temperatura interna del cuerpo varía entre los 36°C y los 38°C.

Los receptores de frío comienzan a funcionar si la temperatura de un área de la piel desciende,aproximadamente, a una velocidad mayor de 0,004°C/s. Los del calor comienzan a percibir lassensaciones si la temperatura en un área de la piel se incrementa a una velocidad mayor,aproxidamente, de 0,001°C/s.

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

10

8

6

4

2

IMPU

LSO

S PO

R S

EG

UN

DO

TEMPERATURA (°C)

Dolor-frío

Receptores de frío

Receptores de calor

Dolor-calor

GÉLIDO FRÍO FRESCOINDIFE-RENTE TEMPLADO CALOR CALOR ABRASADOR

Fig. 4.1 Respuesta frío dolor. Frío. Calor y calor dolor, según experimentos de Zotterman y Hendel.

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Un ambiente térmico inadecuado causa reducciones de los rendimientos físico y mental, irritabilidad,incremento de la agresividad, de las distracciones, de los errores, incomodidad por sudar o temblar,aumento o disminución del ritmo cardíaco, etc... e incluso la muerte.

El nivel de actividad

Un ejercicio intenso eleva la temperatura corporal que, por períodos cortos de tiempo, no provocadaños y permite ser más eficiente en las actividades físicas al acelerar el metabolismo. Como toda ocasi toda la energía física se convierte en calor, se necesita un ambiente que compense las excesivasganancias de temperatura, por lo que los trabajos físicos intensos necesitan un ambiente fresco,mientras que los trabajos ligeros requieren entornos más cálidos. La eficiencia mecánica de laspersonas oscila entre el 0 y el 25%, dependiendo este valor de si el trabajo es estático o dinámico,siendo estos valores extremos para trabajos estáticos y para trabajos muy dinámicos respectivamente.La expresión utilizada es la siguiente:

Em= (T x 100)/ (GEt - MB) < 20-25%

donde:

Em eficiencia mecánica en %

T trabajo externo en joules

GEt gasto energético total que consume la persona, en joules

MB gasto energético del metabolismo basal, en joules

Fig. 4.2 Escala de la temperatura interna y sus repercusiones en el hombre

44 °C Golpe de calor. Piel caliente y seca; t > 40 °C, convulsiones, coma (15-25% mortalidad)

42 °C

40 °C ¿Lesiones cerebrales?

38 °C

36 °C

34 °C Sensación de frío, tirita

33 °C

32 °C Hipotermia: bradicardia, hipotensión, somnolencia,

30 °C apatía, musculatura rígida.

28 °C Musculatura relajada, falla función respiratoria

}

NORMAL

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Las actividades físicas se miden por su consumo energético, en joules, en watts, o en kilocalorías,aunque existe el MET como unidad del nivel de actividad, que equivale a 58 W/m2 , o 50 kcal/hm2 , ycuya escala se muestra a continuación.

También la fiebre puede hacer subir notablemente la temperatura y a los 44°C pueden producirsedaños irreversibles. Desde el punto de vista de la ergonomía, la temperatura interna no deberíaincrementarse por motivos del trabajo más de 1°C, aunque hay especialistas que sitúan esteincremento en 1,5°C. Así pues, laboralmente, la temperatura interna puede incrementarse debido a unelevado gasto energético o debido al microclima laboral (Tabla 4.2).

Para protegerse de estas variaciones, el mecanismo termorregulador toma sus medidas. Losmecanismos fisiológicos de la termorregulación ante un ambiente caluroso son los siguientes:

1) incremento de la circulación sanguínea en los vasos capilares de la piel,

2) sudoración.

Fig. 4.3 Transformación de la energía metabólica en calor y trabajo externo

75 - 100% CALOR

T x 100Em =

GEt – MB

0 - 25% TRABAJO EXTERNO

ENERGIAMETABÓLICA

Tabla 4.1 Escala de MET (1met = 58,15 W/m2)

(Norma ISO)W/m2 met. Kcal/m2h Kcal/h

58 1 50 90

69,6 1,2 60 110

81,2 1,4 70 125

92,8 1,6 80 145

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Mientras que, ante un ambiente frío:1) Disminuye el flujo sanguíneo en los capilares de la piel, pudiendo casi llegar a cero,2) Se producen los temblores, que elevan la actividad metabólica del cuerpo.

Tabla 4.2 Ejemplos de producción de calor metabólico para diversas actividades

Actividad met W/m2

En reposo, estirado ……………………………………………… 0,8 47

Sentado, sin actividad especial ………………………………… 1,0 58

Actividad sedentaria (oficina, casas, laboratorio, escuela) ……… 1,2 70

De pie, relajado ………………………………………………… 1,2 70

De pie, actividad ligera (compras, laboratorio, industria ligera) … 1,6 93

De pie, actividad media (trabajos domésticos, dependiente) …… 2,0 117

Actividad alta (carga y descarga, maquinaria pesada) …………… 3,0 175

Fig. 4.4 Mecanismo termorregulador del hombre

AMBIENTE FRÍO

Respiraciónevap. cte. Vasodilatación

Aumento:

SÍN

TO

MA

S

Sudoración

Ritmo cardíacoTemperatura internaFrecuencia respiratoria

Elevación umbrales sensoriales∆ tiempo reacciónFatigaPérdida concentración∆ erroresDecisiones lentas

Vasoconstricciónen la pielAumento

produccióncalor

Temblores

• Disminuye la t interna• Sueño• ∆ tiempo reacción

M

AMBIENTE CALUROSO

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La sobrecarga térmica es la condición objetiva (independiente del sujeto) que resulta de lainterrelación de los factores microclimáticos (temperatura del aire, velocidad del aire, humedad ytemperatura radiante media) y que provoca en el hombre lo que se denomina tensión térmica, que semanifiesta en el sujeto de forma muy variable, pues depende de diversos factores individuales: sexo,edad, condiciones físicas, estado emotivo, etcétera.

Para evaluar la tensión térmica en un individuo se toman, generalmente, tres indicadores fisiológicos :

1 Frecuencia cardiaca (FC)2 Temperatura interna (ti)3 Pérdida de peso por sudoración (S).

Estos tres indicadores se incrementan con la sobrecarga térmica en unas personas más que en otras, deacuerdo con sus características fisiológicas. Un sujeto aclimatado al calor soportará mejor lasobrecarga térmica que uno que no lo está; e incluso, lo que para una persona puede resultar tensióntérmica, podría no serlo para otra o ser sólo una tensión térmica ligera (Fig. 4.6 y Fig. 4.7).

La ropa es otro factor de importancia que debe ser tenido en cuenta, pues restringe los intercambiosde calor con el ambiente, es decir, aísla al hombre en menor o mayor medida, según la superficiecorporal cubierta y la calidad de la ropa: algodón, lana, materiales reflectantes, etcétera (Fig. 4.8).

SOBRECARGATÉRMICA

ti

FC

S

TENSIÓNTÉRMICA

t º a

H

TRM

Va

METABOLISMOVESTIMENTA

Fig. 4.5 Relación entre sobrecarga térmica y tensión térmica.

emkd

esin

g

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El balance térmico entre el hombre y el medio se modifica muy notablemente si se usa una ropaespecial durante el trabajo. Por otra parte, debe recordarse que aunque tengamos controlado elentorno interior, las ropas utilizadas por las personas cambian según las estaciones del año.

Existe el Clo para medir la influencia de la ropa en el confort térmico (ISO 7730). De acuerdo conesta unidad de medida se plantea la escala de la Tabla 4.3.

La temperatura ambiente es la temperatura del aire circundante medida con un termómetropsicrométrico simple, es decir, sin protegerlo del viento y de las radiaciones de calor. Por sí sola estamedida es orientativa, pero carece de valor para efectuar estudios relacionados con el ambientetérmico.

Fig. 4.6 Factores de tolerancia

FACTORES TOLERANCIA

• SEXO Menor adaptación

• ∆ EDAD – Capacidad cardíaca– Capacidad generar sudor

• CONSTITUCIÓNFÍSICA – Disipación f (área corporal)

– Producción calor f (peso)

�

Sobrecarga térmica

Tens

ión

térm

ica

Críticas

Permisibles

Confort0

Sobrecarga térmica

Tens

ión

térm

ica

B'

B

A

Antonio

Juan

Fig. 4.7 Curvas que relacionan la tensión térmica con la sobrecarga térmica.

Cap-4 28/9/99 14:14 Página 84

CorrienteConvección

Zona aislante

Aislamiento 1 clo.= 0,155 m °C/W

m Superficie°C Diferencia Piel / AireW Energía

2

Ropa

Aire

Piel


La temperatura del aire (ta) , –también denominada temperatura seca (ts) o temperatura de bulbo seco(tbs)–, así como la temperatura de bulbo húmedo (tbh) –o temperatura húmeda (th)– que se utilizapara determinar la humedad, se miden con el psicrómetro de aspiración, mientras que la temperaturaradiante media (TRM) se calcula a partir de la temperatura de globo (tg), el cual se mide con eltermómetro de globo, consistente en un termómetro psicrométrico cuyo bulbo está insertado dentro deuna esfera de cobre hueca, que generalmente mide 15 centímetros de diámetro, pintada de negromate. La unidad de medida de todas las temperaturas es el grado centígrado.

Fig. 4.8 Influencia de la ropa en el intercambio térmico

Tabla 4.3 Valoración del vestido de las personas en unidades clo

VALORACION DEL VESTUARIO EN UNIDADES CLO

Desnudo ……………………………………………………………………………………… 0Pantalón corto ……………………………………………………………………………… 0,1Vestimenta tropical: pantalón corto, camisa de cuello abierto y manga corta,

calcetines ligeros y sandalias …………………………………………………………… 0,3Vestimenta de verano ligera: pantalón ligero, camisa de cuello abierto

y manga corta, calcetines ligeros y zapatos ……………………………………………… 0,5Vestimenta de trabajo ligera: ropa interior ligera, camisa de algodón y manga larga,

pantalón de trabajo, calcetines de lana y zapatos ………………………………………… 0,7Vestimenta de interior para invierno: ropa interior, camisa con manga larga, pantalón

de trabajo, jersey, calcetines gruesos y zapatos ………………………………………… 1,0Vestimenta tradicional de ciudad europea: ropa interior de algodón con mangas

y perneras largas, camisa completa con pantalón, jersey y chaqueta, calcetinesde lana y calzado grueso ………………………………………………………………… 1,5

FUENTE: Norma ISO 7730-1980

emkd

esin

g

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La humedad es el contenido de agua en el aire y se mide con un higrómetro o mediante lastemperaturas de bulbo seco y de bulbo húmedo, con una carta psicrométrica. La humedad es crítica enun ambiente caluroso: si es excesiva restringe y puede llegar a impedir totalmente la tan necesariaevaporación del sudor, mientras que si es muy baja puede deshidratar al organismo, tal como ocurreen los climas desérticos. Frecuentemente se utiliza la humedad relativa (HR) que puede variar en unamplio abanico, aunque lo óptimo está entre 30-70%. También es frecuente medir la humedad travésde la presión parcial del vapor de agua (pva), cuya unidad es el hectopascal (hPa), o el milímetro demercurio (mmHg). En la figura 4.9 se muestra una carta psicrométrica que permite el cálculo de lahumedad relativa y de la presión parcial del vapor de agua, partiendo de la temperatura seca y de latemperatura húmeda. Y en la Tabla 4.4 una tabla psicrométrica que permite hallar la humedadrelativa, partiendo de ambas temperaturas.

Otro factor del microclima a considerar es la velocidad del aire (Va), tan importante para refrescar ocalentar el ambiente. Si la temperatura del aire está por debajo de la temperatura de la piel, lavelocidad del aire provocará la pérdida de calor; en cambio, si la temperatura del aire está por encimade la de la piel, el cuerpo tomará calor del aire. La medición de la velocidad del aire se realizamediante instrumentos como los anemómetros, catatermómetros y termoanemómetros, y la unidad demedida es el m/s.

Fig. 4.9 Carta psicrométrica

Temperaturahúmeda (°C)

Temperatura seca (°C)

Pres

ión

parc

ial d

el v

apor

de

agua

en

el a

ire

(mm

Hg)

Hum

edad

rela

tiva

Cap-4 28/9/99 14:14 Página 86


Tabla 4.4 Tabla psicrométrica para hallar el valor de la HR (%)

0 1 2 3 4 5 6 7 8

10 100 88 76 65 54 43 33 24 15

11 100 88 76 66 55 45 35 27 18

12 100 89 77 66 56 47 38 29 20

13 100 89 78 67 58 49 40 32 23

14 100 90 79 68 59 50 42 34 26

15 100 90 79 69 60 51 43 36 28

16 100 90 80 70 61 53 44 37 30

17 100 91 80 71 63 54 46 38 32

18 100 91 81 71 63 55 48 39 33

19 100 91 81 72 64 56 49 41 34

20 100 92 82 73 64 57 50 43 36

21 100 92 82 74 65 58 52 45 38

22 100 92 83 74 66 60 53 46 39

23 100 92 83 75 67 61 55 48 41

24 100 92 83 75 68 62 56 50 42

25 100 92 84 76 69 63 57 51 44

26 100 93 84 76 70 63 57 52 45

27 100 93 85 77 71 64 58 52 47

28 100 93 85 78 72 65 59 53 48

29 100 93 85 79 72 66 60 54 49

30 100 93 86 79 73 66 60 55 50

31 100 93 86 79 73 67 61 56 51

32 100 93 86 80 74 68 62 56 52

33 100 93 86 80 74 68 63 57 52

34 100 94 87 80 75 69 64 58 53

35 100 94 87 81 75 70 64 58 53

36 100 94 87 81 75 70 65 59 54

37 100 94 87 82 76 71 65 60 55

38 100 94 87 82 76 71 66 61 56

39 100 94 88 82 76 72 66 62 57

40 100 94 88 82 77 72 67 63 58

9 10 11 12 13 14 15 16 17

11

15

18 10

20 14

22 16 10

24 18 12

26 20 14

28 22 16 10

30 24 18 12

32 26 20 14

34 28 22 16 11

35 30 23 18 13

36 31 25 20 15 10

38 32 27 22 17 12

39 34 28 24 19 14

41 36 30 25 21 16 11

42 37 32 27 23 18 13

43 38 33 29 24 20 15 11

45 40 35 31 26 21 16 12

46 41 36 32 27 22 18 14 10

47 42 37 33 28 23 19 15 12

47 43 38 34 29 25 21 17 14

48 43 38 35 30 26 22 18 16

48 44 39 36 31 27 23 20 18

49 45 40 37 32 29 25 22 19

50 46 41 38 33 30 26 23 20

51 47 42 38 34 31 27 24 21

52 48 43 39 35 32 28 25 22

53 49 44 39 35 32 29 26 23

Diferencia entre temperatura seca y temperatura húmeda

Tem

pera

tura

sec

a

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Intercambio térmico

Para realizar un estudio ergonómico del ambiente térmico, es imprescindible analizar el intercambiotérmico que se efectúa, básicamente, de cuatro maneras entre el hombre y el medio donde realiza susactividades.

1. Por conducción: este tipo de transmisión generalmente puede ser obviado debido a su pocainfluencia en relación con las restantes;

2. Por convección: para su determinación se mide la temperatura seca y la velocidad del aire;

3. Por radiación: en este caso la propagación es electromagnética y, como se dijo anteriormente, secalcula mediante la temperatura de globo;

4. Por evaporación del sudor: si hay, por evaporación siempre se pierde calor.

Cuando la temperatura radiante producida por un foco externo excede significativamente a latemperatura ambiente, las fuentes de calor deben ser apantalladas para reducir su efecto, pues losprocesos normales de intercambio de calor se reducen drásticamente, aumentando la incomodidad yreduciendo la capacidad de trabajo.

Ecuación práctica de balance térmico

El intercambio térmico que se efectúa entre el organismo humano y el medio que lo rodea se puederepresentar aritméticamente mediante la ecuación de balance térmico. Obviando el intercambio de


Fig. 4.10 Intercambio térmico entre el hombre y el ambiente

EVAPORACIÓN

CONVECCIÓN

RADIACIÓN

A < 0A = 0A > O

M ± R ± C ± Cd – E = A

CONDUCCIÓN

{M

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calor por conducción y el intercambio de calor por la respiración, por ser generalmente pocosignificativos en los estudios ergonómicos, la ecuación de balance térmico se expresa:

M ± R ± C - E = Aen la que:M es la ganancia de calor por el metabolismo,R la ganancia o la pérdida de calor por radiación,C la ganancia o pérdida de calor por convección,E la pérdida de calor por evaporación del sudor,A el calor acumulado en el organismo.

Partiendo de las posibilidades reales del organismo y del ambiente, la ecuación de balance térmicopuede expresar las cuatro situaciones siguientes:

(1) M ± R ± C = 0

Obsérvese que en esta primera ecuación el resultado final es cero, lo que significa que existe unbalance entre los diferentes intercambios térmicos. En este caso el sujeto no necesita evaporar sudorpara lograr el equilibrio con el medio (E = 0), por lo que las condiciones se denominan de confort ode bienestar térmico u óptimas. Así pues, definiremos el confort térmico como aquel estado en que lapersona muestra una valoración satisfactoria de las características térmicas del ambiente en que sehalla. Obviamente una premisa básica para que se dé una situación de confort térmico es que cumplala ecuación de balance térmico, tal como está expresado en (1).

En caso de que el sujeto requiera sudar para evaporar el sudor y así lograr el balance entre losdiversos factores del intercambio térmico, porque no son suficientes los intercambios por radiación ypor convección, la ecuación adopta la siguiente forma (2):

(2) M ± R ± C - E = 0

En este segundo caso el cuerpo se encuentra bajo condiciones microclimáticas permisibles. Haybalance térmico, pero existe tensión térmica, pues el sujeto, para que el calor acumulado no seincremente en su cuerpo, tiene que apelar a la evaporación del sudor, y así lograr el equilibriotérmico.

Sin embargo, los mecanismos termorreguladores no siempre son capaces de impedir que la ganacia decalor sobrepase la pérdida. En esta tercera situación resulta imposible el balance térmico y elorganismo comienza a incrementar su temperatura por almacenamiento del calor. Por ello la ecuaciónde balance térmico adoptaría la forma (3):

(3) M ± R ± C - E > 0

que expresa las condiciones críticas por calor a que el sujeto está sometido.

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Una cuarta situación sería la que obliga al hombre a perder calor por encima de sus posibilidades,provocando un desbalance por frío, por lo que la temperatura del cuerpo descenderá mientras lascondiciones se mantengan. Esta cuarta forma sería:

(4) M ± R ± C < 0

El análisis de la ecuación de balance térmico permite al ergónomo, además del diagnóstico de lascondiciones, encontrar y aplicar soluciones ingenieriles para controlar el ambiente térmico.

En la figura 4.11 se muestra un ejemplo de los porcentajes de intercambio térmico en una situación debalance.

Para el cálculo de las diferentes formas de intercambio, con una vestimenta de 0,5 clo, pueden serutilizadas las siguientes expresiones:

R = 4,4 (TRM - 35) S.C (watt)

donde: TRM = temperatura media radiante (°C),S.C. = superficie corporal (m2).

Para calcular la superficie corporal (S.C) podemos utilizar el nomograma de la figura 4.12, o laexpresión de DuBois y DuBois:

S.C = 0,202 P0,425 H0,725

donde: P expresado en kg,H en metros.

EJEMPLO:

RADIACIÓN

EVAPORACIÓN

CONVECCIÓN

CONDUCCIÓN

60%

22%

15%

30%

to ambiente = 21 °CActividad = ReposoClo = 0

Fig. 4.11 Ejemplo de una situación de balance térmico alcanzado con unos valoresporcentuales aproximados a la realidad

-60%

-22%

-15%

-3%

METABOLISMO = 100%t aire = 21 °C

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La temperatura radiante media (TRM) se puede calcular con la siguiente expresión:

(TRM + 273)4 = (tg + 273)4 + 1,4 Va0,5 (tg-ts)108

donde: tg = temperatura del globo (°C)ts = temperatura de bulbo seco (°C)Va = velocidad del aire (m/s)

para un globo de cobre, negro y mate de 15 cm de diámetro.

El intercambio de calor por convección:

C = 4,6 Va0,6 (ts - 35) S.C. (watt)

TALLA SUPERFICIE CUTÁNEA PESO

Fig. 4.12 Nomograma para el cálculo de la superficie corporal.

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La evaporación del sudor requerida para mantener el balance térmico se calcula:

Ereq = M ± R ± C

Y la evaporación máxima posible en el puesto de trabajo:

Emáx = 7 Va0,6 (56-pva) S.C. ≤ 390 S.C.

donde: pva = presión de vapor de agua contenido en la atmósfera en (hPa).

Hay que tener presente que la capacidad de sudoración de una persona tiene un límite; para ello seasume un valor máximo de la sudoración: Smáx = 390 W/m2, de manera que en el cálculo de Emáx si suvalor sobrepasa al de Smáx se toma 390 W/m2.

La presión parcial del vapor de agua se puede obtener con una carta psicrométrica, como la de lafigura 4.9.

Técnicas para evaluar el ambiente térmico

Como las combinaciones posibles entre los cuatro factores de microclima (ts, TRM, H, Va) puedenprovocar múltiples resultados, los especialistas siempre han procurado encontrar un índice queresuma en un solo valor la situación microclimática.

Así han surgido muchos índices, como son: índices de temperatura efectiva e índice de temperaturaefectiva corregida (ITE), (ITEC); índice de sobrecarga calórica (ISC) -Heat Stess Index HSI-; WetBulb Globe Temperature (WBGT); índice de valoración media de Fanger (IVM); etcétera, de loscuales veremos los tres últimos.

Índice de sobrecarga calórica (ISC)

Si se quiere tener una idea del grado de tensión térmica a que está expuesto un sujeto, se puede optarpor el índice de sobrecarga calórica (ISC). El ISC se basa en la ecuación de balance térmico y utiliza para sus cálculos las expresiones mostradasanteriormente, aunque para una visión rápida, pero no tan precisa como la que ofrece el métodoanalítico, existen también nomogramas.El ISC es la relación existente entre la evaporación requerida para lograr el balance térmico y laevaporación máxima posible en ese ambiente.

ISC = (Ereq/Emáx) 100

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A continuación se muestra la escala de valoración del ISC.

De la misma forma en la figura 4.13 se muestra un nomograma para la determinación del ISC deforma rápida.

Para calcular el tiempo máximo de exposición bajo condiciones críticas se puede aplicar la siguienteexpresión:

TT= (58 P ∆°C) / (Ereq. - Emáx.) (min.)

donde: TT = tiempo de exposiciónP = peso del sujeto∆°C = Incremento de temperatura corporal, habitualmente se admite 1°C como límite

máximo

Mientras que para el tiempo de recuperación se aplica la siguiente expresión:

TR = (58 P ∆°C) / (E’máx. - E’req.) (min.)

donde: E’máx. y E’req. se calculan para las nuevas condiciones de trabajo o descanso en que se recupera el sujeto

Tabla 4.5 Escala valoración ISC

ÍNDICE DE SOBRECARGA CALÓRICA(I.S.C.) (H.S.I.)

>100 CONDICIONES CRÍTICAS100 MÁX. PERMISIBLE (1)9080 MUY SEVERA706050 SEVERA4030 MODERADA2010 SUAVE0 CONFORT TÉRMICO

-10-20 SUAVE TENSIÓN FRÍO

(1) Para hombres jóvenes, sanos y aclimatados.

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Indice de temperatura de bulbo húmedo y de globo (WBGT)

El criterio internacional ISO 7243 para evaluar el estrés térmico es el índice WBGT (Wet Bulb GlobeTemperature), que tiene la ventaja de la sencillez. Para calcular WBGT se utilizan las siguientes expresiones, según sea en locales o a la intemperie:

WBGT= 0,7 tbhn + 0,3 tg (para interiores)

WBGT= 0,7 tbhn + 0,2 tg + 0,1 ta (para exteriores)

Fig. 4.13 Nomograma para el cálculo del ISC

60

50

40

30

20

5

4

3

2

1

0

3,0

2,0

1,0

140

120

100

80

60

40

20

VESTIDO

(C + R) W/m2

M =

300 W

/m2

Emáx W/m2

(C + R) W/m2 Emáx W/m2

0,51,02,03,0

-200 -100 0 100 200 300 400 0 100 200 300 400 500

T0°

C

600

500

400

300

200

100

-200 -100 0 100 200 300 400 0 100 200 300 400 500

Ere

q.W

/m2

pa (

kPa)

ISC

pa (

kPa)

V = 0,25

0,5

VESTIDO

V = 0,25

60

50

40

30

20

5

4

3

2

1

0

3,0

2,0

1,0

DESNUDO0,51,02,03,0

-200 -100 0 100 200 300 400 0 100 200 300 400 500

T0°

C

V = 0,25

0,5

DESNUDO

V = 0,25

25020015010050

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Para determinar WBGT de un puesto de trabajo donde el operario permanezca estable necesitamospromediar los diferentes valores de WBGT ponderados referidos a la cabeza, el abdomen y los pies,según la siguiente proporción:

WBGT = (WBGTcabeza + 2 WBGTabdomen + WBGTpie) / 4

Además, se deberá establecer un valor de consumo metabólico (M) que será función de lasdiferentes actividades y del tiempo invertido en ellas por el operario durante la jornada de trabajo,con el fin de adecuar M a los valores reales de la actividad:

M = ((M1t1) + (M2t2) + (M3t3) + ....+ (Mntn)) / t1 + t2 + t3 +... + tn

De acuerdo con las escalas de WBGT que se ofrecen a continuación, es posible concluir lascondiciones existentes según el tipo de trabajo que se realice: ligero, moderado, pesado o muy pesadoy los tiempos de trabajo y descanso recomendados (Fig. 4.14).

100 200 300 400 500 600

35

30

25

20

LIGERO MODERADO PESADO

T G

B H

°C

METABOLISMO Kcal/horas

•••• •

•

••

•••

•

32,2

31,4

30,6

30

31,1

29,4

28

26,7

30

27,9

25,9

25

8 horas de trabajo continuo

75% de trabajo y 25% de descanso cada hora

50 % de trabajo y 50% de descanso cada hora

25 % de trabajo y 75% de descanso cada hora

Fig. 4.14 Valores permisibles de exposición al calor según el índice WBGT.

WB

GT

(°C

)

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Índice de valoración medio de Fanger (IVM)

De los métodos existentes para la valoración del confort térmico, uno de los más completos, prácticosy operativos es el de Fanger, que aparece en su libro Thermal Confort (1973). Este método ha sidorecogido por la norma ISO 7730 y consigue integrar todos los factores que determinan el conforttérmico ofreciendo el porcentaje de personas insatisfechas con las condiciones del ambiente térmicoen que se desarrolla su trabajo.

Los parámetros que analiza Fanger son: el nivel de actividad, las características de la ropa, latemperatura seca, la temperatura radiante media, la humedad relativa y la velocidad del aire.Los resultados se basan en la valoración subjetiva obtenida por experimentación de un grupo de 1300personas, que se expresaban en la siguiente escala:

-3 muy frío-2 frío-1 ligeramente frío0 confort (neutro)

+1 ligeramente caluroso+2 caluroso+3 muy caluroso

Al valor resultante de estas situaciones se le denomina PMV (predicted mean vote) o IMV (índice devaloración medio). Los valores que se obtienen de IVM son válidos cuando:

i la humedad relativa es del 50%, yii coinciden la temperatura radiante media y la temperatura seca (Tabla 4.6)

El valor resultante de la tabla se lleva a la figura 4.15, y obtenemos el porcentaje de insatisfechos (PI)para esa situación.

FRIO LIGERAMENTE FRIO NEUTRO LIG. CALUROSO CALUROSO

PR

OP

OR

CIÓ

N D

E I

NSA

TIS

FE

CH

OS

INDICE IMV

-2,0 -1,5 -1,0 -0,5 0 0,5 1,0 1,5 2,0

%80

60

40

30

20

10

5

Fig. 4.15 Tabla de porcentaje de insatisfechos

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26 -1,62 -1,62 -1,96 -2,3427 -1 -1 -1,36 -1,6928 -0,39 -0,42 -0,76 -1,0529 0,21 0,13 -0,15 -0,3930 0,8 0,68 0,45 0,2631 1,39 1,25 1,08 0,9432 1,96 1,83 1,71 1,6133 2,5 2,41 2,34 2,29

24 -1,52 -1,52 -1,8 -2,06 -2,4725 -1,05 -1,05 -1,33 -1,57 -1,94 -2,24 -2,4826 -0,58 -0,61 -0,87 -1,08 -1,41 -1,67 -1,89 -2,6627 -0,12 -0,17 -0,4 -0,58 -0,87 -1,1 -1,29 -1,97 -2,4128 0,34 0,27 0,07 -0,09 -0,34 -0,53 -0,7 -1,28 -1,6629 0,8 0,71 0,54 0,41 0,2 0,04 -0,1 -0,58 -0,930 1,25 1,15 1,02 0,91 0,74 0,61 0,5 0,11 -0,1431 1,71 1,61 1,51 1,43 1,3 1,2 1,12 0,83 0,63

23 -1,1 -1,1 -1,33 -1,51 -1,78 -1,99 -2,1624 -0,72 -0,74 -0,95 -1,11 -1,36 -1,55 -1,7 -2,2225 -0,34 -0,38 -0,56 -0,71 -0,94 -1,11 -1,25 -1,71 -1,9926 0,04 -0,01 -0,18 -0,31 -0,51 -0,66 -0,79 -1,19 -1,4427 0,42 0,35 0,2 0,09 -0,08 -0,22 -0,33 -0,68 -0,928 0,8 0,72 0,59 0,49 0,34 0,23 0,14 -0,17 -0,3629 1,17 1,08 0,98 0,9 0,77 0,68 0,6 0,34 0,1930 1,54 1,45 1,37 1,3 1,2 1,13 1,06 0,86 0,73

21 -1,11 -1,11 -1,3 -1,44 -1,66 -1,82 -1,95 -2,36 -2,622 -0,79 -0,81 -0,98 -1,11 -1,31 -1,46 -1,58 -1,95 -2,1723 -0,47 -0,5 -0,66 -0,78 -0,96 -1,09 -1,2 -1,55 -1,7524 -0,15 -0,19 -0,33 -0,44 -0,61 -0,73 -0,83 -1,14 -1,3325 0,17 0,12 -0,01 -0,11 -0,26 -0,37 -0,46 -0,74 -0,926 0,49 0,43 0,31 0,23 0,09 0 -0,08 -0,33 -0,4827 0,81 0,74 0,64 0,56 0,45 0,36 0,29 0,08 -0,0528 1,12 1,05 0,96 0,9 0,8 0,73 0,67 0,48 0,37

20 -0,85 -0,87 -1,02 -1,13 -1,29 -1,41 -1,51 -1,81 -1,9821 -0,57 -0,6 -0,74 -0,84 -0,99 -1,11 -1,19 -1,47 -1,6322 -0,3 -0,33 -0,46 -0,55 -0,69 -0,8 -0,88 -1,13 -1,2823 0,02 -0,07 -0,18 -0,27 -0,39 -0,49 -0,56 -0,79 -0,9324 0,26 0,2 0,1 0,02 -0,09 -0,18 -0,25 -0,46 -0,5825 0,53 0,48 0,38 0,31 0,21 0,13 0,07 -0,12 -0,2326 0,81 0,75 0,66 0,6 0,51 0,44 0,39 0,22 0,1327 1,08 1,02 0,95 0,89 0,81 0,75 0,71 0,56 0,48

16 -1,37 -1,37 -1,51 -1,62 -1,78 -1,89 -1,98 -2,26 -2,4118 -0,89 -0,91 -1,04 -1,14 -1,28 -1,38 -1,46 -1,7 -1,8420 -0,42 -0,46 -0,57 -0,65 -0,77 -0,86 -0,93 -1,14 -1,2622 0,07 0,02 -0,07 -0,14 -0,25 -0,32 -0,38 -0,56 -0,6624 0,56 0,5 0,43 0,37 0,28 0,22 0,17 0,02 -0,0626 1,04 0,99 0,93 0,88 0,81 0,76 0,72 0,61 0,5428 1,53 1,48 1,43 1,4 1,34 1,31 1,28 1,19 1,1430 2,01 1,97 1,93 1,91 1,88 1,85 1,83 1,77 1,74

14 -1,36 -1,36 -1,49 -1,58 -1,72 -1,82 -1,89 -2,12 -2,2516 -0,94 -0,95 -1,07 -1,15 -1,27 -1,36 -1,43 -1,63 -1,7518 -0,52 -0,54 -0,64 -0,72 -0,82 -0,9 -0,96 -1,14 -1,2420 -0,09 -0,13 -0,22 -0,28 -0,37 -0,44 -0,49 -0,65 -0,7422 0,35 0,3 0,23 0,18 0,1 0,04 0 -0,14 -0,2124 0,79 0,74 0,68 0,63 0,57 0,52 0,49 0,37 0,3126 1,23 1,18 1,13 1,09 1,04 1,01 0,98 0,89 0,8428 1,67 1,62 1,58 1,56 1,52 1,49 1,47 1,4 1,37


Tabla 4.6 Índice de valoración medio (IVM)

Nivel de actividad 90 Kcal/h.

Vestidoclo

Velocidad relativa (m/s)

<0,10 0,10 0,15 0,20 0,30 0,40 0,50 1,00 1,50

Temp.seca°C

0

0,25

0,50

0,75

1,00

1,25

1,50

Cap-4 28/9/99 14:14 Página 97


25 -1,33 -1,33 -1,59 -1,9226 -0,83 -0,83 -1,11 -1,427 -0,33 -0,33 -0,63 -0,8828 0,15 0,12 -0,14 -0,3629 0,63 0,56 0,35 0,1730 1,1 1,01 0,84 0,6931 1,57 1,47 1,34 1,2432 2,03 1,93 1,85 1,78

23 -1,18 -1,18 -1,39 -1,61 -1,97 -2,2524 -0,79 -0,79 -1,02 -1,22 -1,54 -1,8 -2,0125 -0,42 -0,42 -0,64 -0,83 -1,11 -1,34 -1,54 -2,2126 -0,04 -0,07 -0,27 -0,43 -0,68 -0,89 -1,06 -1,65 -2,0427 0,33 0,29 0,11 -0,03 -0,25 -0,43 -0,58 -1,09 -1,4328 0,71 0,64 0,49 0,37 0,18 0,03 -0,1 -0,54 -0,8229 1,07 0,99 0,87 0,77 0,61 0,49 0,39 0,02 -0,2230 1,43 1,35 1,25 1,17 1,05 0,95 0,87 0,58 0,39

18 -2,01 -2,01 -2,17 -2,38 -2,720 -1,41 -1,41 -1,58 -1,76 -2,04 -2,25 -2,4222 -0,79 -0,79 -0,97 -1,13 -1,36 -1,54 -1,69 -2,17 -2,4624 -0,17 -0,2 -0,36 -0,48 -0,68 -0,83 -0,95 -1,35 -1,5926 0,44 0,39 0,26 0,16 0,01 -0,11 -0,21 -0,52 -0,7128 1,05 0,98 0,88 0,81 0,7 0,61 0,54 0,31 0,1630 1,64 1,57 1,51 1,46 1,39 1,33 1,29 1,14 1,0432 2,25 2,2 2,17 2,15 2,11 2,09 2,07 1,99 1,95

16 -1,77 -1,77 -1,91 -2,07 -2,31 -2,4918 -1,27 -1,27 -1,42 -1,56 -1,77 -1,93 -2,05 -2,4520 -0,77 -0,77 -0,92 -1,04 -1,23 -1,36 -1,47 -1,82 -2,0222 -0,25 -0,27 -0,4 -0,51 -0,66 -0,78 -0,87 -1,17 -1,3424 0,27 0,23 0,12 0,03 -0,1 -0,19 -0,27 -0,51 -0,6526 0,78 0,73 0,64 0,57 0,47 0,4 0,34 0,14 0,0328 1,29 1,23 1,17 1,12 1,04 0,99 0,94 0,8 0,7230 1,8 1,74 1,7 1,67 1,62 1,58 1,55 1,46 1,41

16 -1,18 -1,18 -1,31 -1,43 -1,59 -1,72 -1,82 -2,12 -2,2918 -0,75 -0,75 -0,88 -0,98 -1,13 -1,24 -1,33 -1,59 -1,7520 -0,32 -0,33 -0,45 -0,54 -0,67 -0,76 -0,83 -1,07 -1,222 0,13 0,1 0 -0,07 -0,18 -0,26 -0,32 -0,52 -0,6424 0,58 0,54 0,46 0,4 0,31 0,24 0,19 0,02 -0,0726 1,03 0,98 0,91 0,86 0,79 0,74 0,7 0,57 0,528 1,47 1,42 1,37 1,34 1,28 1,24 1,21 1,12 1,0630 1,91 1,86 1,83 1,81 1,78 1,75 1,73 1,67 1,63

14 -1,12 -1,12 -1,24 -1,34 -1,48 -1,58 -1,66 -1,9 -2,0416 -0,74 -0,75 -0,86 -0,95 -1,07 -1,16 -1,23 -1,45 -1,5718 -0,36 -0,38 -0,48 -0,55 -0,66 -0,74 -0,81 -1 -1,1120 0,02 -0,01 -0,1 -0,16 -0,26 -0,33 -0,38 -0,55 -0,6422 0,42 0,38 0,31 0,25 0,17 0,11 0,07 -0,08 -0,1624 0,81 0,77 0,71 0,66 0,6 0,55 0,51 0,39 0,3326 1,21 1,16 1,11 1,08 1,03 0,99 0,96 0,87 0,8228 1,6 1,56 1,52 1,5 1,46 1,43 1,41 1,34 1,3

12 -1,09 -1,09 -1,19 -1,27 -1,39 -1,48 -1,55 -1,75 -1,8614 -0,75 -0,75 -0,85 -0,93 -1,03 -1,11 -1,17 -1,35 -1,4516 -0,41 -0,42 -0,51 -0,58 -0,67 -0,74 -0,79 -0,96 -1,0518 -0,06 -0,09 -0,17 -0,22 -0,31 -0,37 -0,42 -0,56 -0,6420 0,28 0,25 0,18 0,13 0,05 0 -0,04 -0,16 -0,2422 0,63 0,6 0,54 0,5 0,44 0,39 0,36 0,25 0,1924 0,99 0,95 0,91 0,87 0,82 0,78 0,76 0,67 0,6226 1,35 1,31 1,27 1,24 1,2 1,18 1,15 1,08 1,05

Tabla 4.6 Índice de valoración medio (IVM) (Continuación)


Vestidoclo


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Temp.seca°C

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1,00

1,25

1,50

Cap-4 28/9/99 14:14 Página 98


24 -1,14 -1,14 -1,35 -1,6525 -0,72 -0,72 -0,95 -1,2126 -0,3 -0,3 0,54 -0,7827 0,11 0,11 -0,14 -0,3428 0,52 0,48 0,27 0,129 0,92 0,85 0,69 0,5430 1,31 1,23 1,1 0,9931 1,71 1,62 1,52 1,45

22 -0,95 -0,95 -1,12 -1,33 -1,64 -1,9 -2,1123 -0,63 -0,63 -0,81 -0,99 -1,28 -1,51 -1,71 -2,3824 -0,31 -0,31 -0,5 -0,66 -0,92 -1,13 -1,31 -1,91 -2,3125 0,01 0 -0,18 -0,33 -0,56 -0,75 -0,9 -1,45 -1,826 0,33 0,3 0,14 0,01 -0,2 -0,36 -0,5 -0,98 -1,2927 0,64 0,59 0,45 0,34 0,16 0,02 -0,1 -0,51 -0,7828 0,95 0,89 0,77 0,68 0,53 0,41 0,31 -0,04 -0,2729 1,26 1,19 1,09 1,02 0,89 0,8 0,72 0,43 0,24

18 -1,36 -1,36 -1,49 -1,66 -1,93 -2,12 -2,2920 -0,85 -0,85 -1 -1,14 -1,37 -1,54 -1,68 -2,15 -2,4322 -0,33 -0,33 -0,48 -0,61 -0,8 -0,95 -1,06 -1,46 -1,724 0,19 0,17 0,04 -0,07 -0,22 -0,34 -0,44 -0,76 -0,9626 0,71 0,66 0,56 0,48 0,35 0,26 0,18 -0,07 -0,2328 1,22 1,16 1,09 1,03 0,94 0,87 0,81 0,63 0,5130 1,72 1,66 1,62 1,58 1,52 1,48 1,44 1,33 1,2532 2,23 2,19 2,17 2,16 2,13 2,11 2,1 2,05 2,02

16 -1,17 -1,17 -1,29 -1,42 -1,62 -1,77 -1,88 -2,26 -2,4818 -0,75 -0,75 -0,87 -0,99 -1,16 -1,29 -1,39 -1,72 -1,9220 -0,33 -0,33 -0,45 -0,55 -0,7 -0,82 -0,91 -1,19 -1,3622 0,11 0,09 -0,02 -0,1 -0,23 -0,32 -0,4 -0,64 -0,7824 0,55 0,51 0,42 0,35 0,25 0,17 0,11 -0,09 -0,226 0,98 0,94 0,87 0,81 0,73 0,67 0,62 0,47 0,3728 1,41 1,36 1,31 1,27 1,21 1,17 1,13 1,02 0,9530 1,84 1,79 1,76 1,73 1,7 1,67 1,65 1,58 1,53

14 -1,05 -1,05 -1,16 -1,26 -1,42 -1,53 -1,62 -1,91 -2,0716 -0,69 -0,69 -0,8 -0,89 -1,03 -1,13 -1,21 -1,46 -1,6118 -0,32 -0,32 -0,43 -0,52 -0,64 -0,73 -0,8 -1,02 -1,1520 0,04 0,03 -0,07 -0,14 -0,25 -0,32 -0,38 -0,58 -0,6922 0,42 0,39 0,31 0,25 0,16 0,1 0,05 -0,12 -0,2124 0,8 0,76 0,7 0,65 0,57 0,52 0,48 0,35 0,2726 1,18 1,13 1,08 1,04 0,99 0,95 0,91 0,81 0,7528 1,55 1,51 1,47 1,44 1,4 1,37 1,35 1,27 1,23

12 -0,97 -0,97 -1,06 -1,15 -1,28 -1,37 -1,45 -1,67 -1,814 -0,65 -0,65 -0,75 -0,82 -0,94 -1,02 -1,09 -1,29 -1,416 -0,33 -0,33 -0,43 -0,5 -0,6 -0,67 -0,73 -0,91 -1,0118 -0,01 -0,02 -0,1 -0,17 -0,26 -0,32 -0,37 -0,53 -0,5220 0,32 0,29 0,22 0,17 0,09 0,03 -0,01 -0,15 -0,2222 0,65 0,62 0,56 0,52 0,45 0,4 0,36 0,25 0,1824 0,99 0,95 0,9 0,87 0,81 0,77 0,74 0,65 0,5926 1,32 1,28 1,25 1,22 1,18 1,14 1,12 1,05 1

10 -0,91 -0,91 -1 -1,08 -1,18 -1,26 -1,32 -1,51 -1,6112 -0,63 -0,63 -0,71 -0,78 -0,88 -0,95 -1,01 -1,17 -1,2714 -0,34 -0,34 -0,43 -0,49 -0,58 -0,64 -0,69 -0,84 -0,9216 -0,05 -0,06 -0,14 -0,19 -0,27 -0,33 -0,37 -0,5 -0,5818 0,24 0,22 0,15 0,11 0,04 -0,01 -0,05 -0,17 -0,2320 0,53 0,5 0,45 0,4 0,34 0,3 0,27 0,17 0,1122 0,83 0,8 0,75 0,72 0,67 0,63 0,6 0,52 0,4724 1,13 1,1 1,06 1,03 0,99 0,96 0,94 0,87 0,83



Vestidoclo


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0

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1,00

1,25

1,50

Cap-4 28/9/99 14:14 Página 99


23 -1,12 -1,12 -1,29 -1,5724 -0,74 -0,74 -0,93 -1,1825 -0,36 -0,36 -0,57 -0,7926 0,01 0,01 -0,2 -0,427 0,38 0,37 0,17 028 0,75 0,7 0,53 0,3929 1,11 1,04 0,9 0,7930 1,46 1,38 1,27 1,19

16 -2,29 -2,29 -2,36 -2,6218 -1,72 -1,72 -1,83 -2,06 -2,4220 -1,15 -1,15 -1,29 -1,49 -1,8 -2,05 -2,2622 -0,58 -0,58 -0,73 -0,9 -1,17 -1,38 -1,55 -2,17 -2,5824 -0,01 -0,01 -0,17 -0,31 -0,53 -0,7 -0,84 -1,35 -1,6826 0,56 0,53 0,39 0,29 0,12 -0,02 -0,13 -0,52 -0,7828 1,12 1,06 0,96 0,89 0,77 0,67 0,59 0,31 0,1230 1,66 1,6 1,54 1,49 1,42 1,36 1,31 1,14 1,02

14 -1,85 -1,85 -1,94 -2,12 -2,416 -1,4 -1,4 -1,5 -1,67 -1,92 -2,11 -2,2618 -0,95 -0,95 -1,07 -1,21 -1,43 -1,59 -1,73 -2,18 -2,4620 -0,49 -0,49 -0,62 -0,75 -0,94 -1,08 -1,2 -1,59 -1,8222 -0,03 -0,03 -0,16 -0,27 -0,43 -0,55 -0,65 -0,98 -1,1824 0,43 0,41 0,3 0,21 0,08 -0,02 -0,1 -0,37 -0,5326 0,89 0,85 0,76 0,7 0,6 0,52 0,46 0,25 0,1228 1,34 1,29 1,23 1,18 1,11 1,06 1,01 0,86 0,77

14 -1,16 -1,16 -1,26 -1,38 -1,57 -1,71 -1,82 -2,17 -2,3816 -0,79 -0,79 -0,89 -1 -1,17 -1,29 -1,39 -1,7 -1,8818 -0,41 -0,41 -0,52 -0,62 -0,76 -0,87 -0,96 -1,23 -1,3920 -0,04 -0,04 -0,15 -0,23 -0,36 -0,45 -0,52 -0,76 -0,922 0,35 0,33 0,24 0,17 0,07 -0,01 -0,07 -0,27 -0,3924 0,74 0,71 0,63 0,58 0,49 0,43 0,38 0,21 0,1226 1,12 1,08 1,03 0,98 0,92 0,87 0,83 0,7 0,6228 1,51 1,46 1,42 1,39 1,34 1,31 1,28 1,19 1,14

12 -1,01 -1,01 -1,1 -1,19 -1,34 -1,45 -1,53 -1,79 -1,9414 0,68 -0,68 -0,78 -0,87 -1 -1,09 -1,17 -1,4 -1,5416 0,36 -0,36 -0,46 -0,53 -0,65 -0,74 -0,8 -1,01 -1,1318 0,04 -0,04 -0,13 -0,2 -0,3 -0,38 -0,44 -0,62 -0,7320 0,28 0,27 0,19 0,13 0,04 -0,02 -0,07 -0,23 -0,3222 0,62 0,59 0,53 0,48 0,41 0,35 0,31 0,17 0,124 0,96 0,92 0,87 0,83 0,77 0,73 0,69 0,58 0,5226 1,29 1,25 1,21 1,18 1,14 1,1 1,07 0,99 0,94

10 -0,9 -0,9 -0,98 -1,06 -1,18 -1,27 -1,33 -1,54 -1,6612 -0,62 -0,62 -0,7 -0,77 -0,88 -0,96 -1,02 -1,21 -1,3114 -0,33 -0,33 -0,42 -0,48 -0,58 -0,65 -0,7 -0,87 -0,9716 -0,05 -0,05 -0,13 -0,19 -0,28 -0,34 -0,39 -0,54 -0,6218 0,24 0,22 0,15 0,1 0,03 -0,03 -0,07 -0,2 -0,2820 0,52 0,5 0,44 0,4 0,33 0,29 0,25 0,14 0,0722 0,82 0,79 0,74 0,71 0,65 0,61 0,58 0,49 0,4324 1,12 1,09 1,05 1,02 0,97 0,94 0,92 0,84 0,79

8 -0,82 -0,82 -0,89 -0,96 -1,06 -1,13 -1,19 -1,36 -1,4510 -0,57 -0,57 -0,65 -0,71 -0,8 -0,86 -0,92 -1,07 -1,1612 -0,32 -0,32 -0,39 -0,45 -0,53 -0,59 -0,64 -0,78 -0,8514 -0,06 -0,07 -0,14 -0,19 -0,26 -0,31 -0,36 -0,48 -0,5516 0,19 0,18 0,12 0,07 0,01 -0,04 -0,07 -0,19 -0,2518 0,45 0,43 0,38 0,34 0,28 0,24 0,21 0,11 0,0520 0,71 0,68 0,64 0,6 0,55 0,52 0,49 0,41 0,3622 0,97 0,95 0,91 0,88 0,84 0,81 0,79 0,72 0,68



Vestidoclo


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Cap-4 28/9/99 14:14 Página 100


22 -1,05 -1,05 -1,19 -1,4623 -0,7 -0,7 -0,86 -1,1124 -0,36 -0,36 -0,53 -0,7525 -0,01 -0,01 -0,2 -0,426 0,32 0,32 0,13 -0,0427 0,66 0,63 0,46 0,3228 0,99 0,94 0,8 0,6829 1,31 1,25 1,13 1,04

16 -1,79 -1,79 -1,86 -2,09 -2,4618 -1,28 -1,28 -1,38 -1,58 -1,9 -2,16 -2,3720 -0,76 -0,76 -0,89 -1,06 -1,34 -1,56 -1,75 -2,39 -2,8922 -0,24 -0,24 -0,38 -0,53 -0,76 -0,95 -1,1 -1,65 -2,0124 0,28 0,28 0,13 0,01 -0,18 -0,33 -0,46 -0,9 -1,1926 0,79 0,76 0,64 0,55 0,4 0,29 0,19 -0,15 -0,3828 1,29 1,24 1,16 1,1 0,99 0,91 0,84 0,6 0,4430 1,79 1,73 1,68 1,65 1,59 1,54 1,5 1,36 1,27

14 -1,42 -1,42 -1,5 -1,66 -1,91 -2,1 -2,2516 -1,01 -1,01 -1,1 -1,25 -1,47 -1,64 -1,77 -2,23 -2,5118 -0,59 -0,59 -0,7 -0,83 -1,02 -1,17 -1,29 -1,69 -1,9420 -0,18 -0,18 -0,3 -0,41 -0,58 -0,71 -0,81 -1,15 -1,3622 0,24 0,23 0,12 0,02 -0,12 -0,22 -0,31 -0,6 -0,7824 0,66 0,63 0,54 0,46 0,35 0,26 0,19 -0,04 -0,1926 1,07 1,03 0,96 0,9 0,82 0,75 0,69 0,51 0,428 1,48 1,44 1,39 1,35 1,29 1,24 1,2 1,07 1

12 -1,15 -1,15 -1,23 -1,35 -1,53 -1,67 -1,78 -2,13 -2,3314 -0,81 -0,81 -0,89 -1 -1,17 -1,29 -1,39 -1,7 -1,8916 -0,46 -0,46 -0,56 -0,66 -0,8 -0,91 -1 -1,28 -1,4418 -0,12 -0,12 -0,22 -0,31 -0,43 -0,53 -0,61 -0,85 -0,9920 0,22 0,21 0,12 0,04 -0,07 -0,15 -0,21 -0,42 -0,5522 0,57 0,55 0,47 0,41 0,32 0,25 0,2 0,02 -0,0924 0,92 0,89 0,83 0,78 0,71 0,65 0,6 0,46 0,3826 1,28 1,24 1,19 1,15 1,09 1,05 1,02 0,91 0,84

10 -0,97 -0,97 -1,04 -1,14 -1,28 -1,39 -1,47 -1,73 -1,8812 -0,68 -0,68 -0,76 -0,84 -0,97 -1,07 -1,14 -1,38 -1,5114 -0,38 -0,38 -0,46 -0,54 -0,66 -0,74 -0,81 -1,02 -1,1416 -0,09 -0,09 -0,17 -0,24 -0,35 -0,42 -0,48 -0,67 -0,7818 0,21 0,2 0,12 0,06 -0,03 -0,1 -0,15 -0,31 -0,4120 0,5 0,48 0,42 0,36 0,29 0,23 0,18 0,04 -0,0422 0,81 0,78 0,73 0,68 0,62 0,57 0,53 0,41 0,3524 1,11 1,08 1,04 1 0,95 0,91 0,88 0,78 0,73

8 -0,84 -0,84 -0,91 -0,99 -1,1 -1,19 -1,25 -1,46 -1,5710 -0,59 -0,59 -0,66 -0,73 -0,84 -0,91 -0,97 -1,16 -1,2612 -0,33 -0,33 -0,4 -0,47 -0,56 -0,63 -0,69 -0,86 -0,9514 -0,07 -0,07 -0,14 -0,2 -0,29 -0,35 -0,4 -0,55 -0,6316 0,19 0,18 0,12 0,06 -0,01 -0,07 -0,11 -0,24 0,3218 0,45 0,44 0,38 0,33 0,26 0,22 0,18 0,06 020 0,71 0,69 0,64 0,6 0,54 0,5 0,47 0,37 0,3122 0,98 0,96 0,91 0,88 0,83 0,8 0,77 0,69 0,64

-2 -1,63 -1,63 -1,68 -1,77 -1,9 -2 -2,07 -2,29 -2,412 -1,19 -1,19 -1,25 -1,33 -1,44 -1,52 -1,58 -1,78 -1,886 -0,74 -0,74 -0,8 -0,87 -0,97 -1,04 -1,09 -1,26 -1,35

10 -0,29 -0,29 -0,36 -0,42 -0,5 -0,56 -0,6 -0,74 -0,8214 0,17 0,17 0,11 0,06 -0,01 -0,05 -0,09 -0,2 -0,2618 0,64 0,62 0,57 0,54 0,49 0,45 0,42 0,34 0,2922 1,12 1,09 1,06 1,03 1 0,97 0,95 0,89 0,8526 1,61 1,58 1,56 1,55 1,52 1,51 1,5 1,46 1,44



Vestidoclo


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1,00

1,25

1,50

Cap-4 28/9/99 14:14 Página 101


18 -2 -2,02 -2,3520 -1,35 -1,43 -1,7222 -0,69 -0,82 -1,0624 -0,04 -0,21 -0,4126 0,59 0,41 0,2628 1,16 1,03 0,9330 1,73 1,66 1,632 2,33 2,32 2,31

16 -1,41 -1,48 -1,69 -2,02 -2,29 -2,5118 -0,93 -1,03 -1,21 -1,5 -1,74 -1,93 -2,6120 -0,45 -0,57 -0,73 -0,98 -1,18 -1,35 -1,93 -2,3222 0,04 -0,09 -0,23 -0,44 -0,61 -0,75 -1,24 -1,5624 0,52 0,38 0,28 0,1 -0,03 -0,14 -0,54 -0,826 0,97 0,86 0,78 0,65 0,55 0,46 0,16 -0,0428 1,42 1,35 1,29 1,2 1,13 1,07 0,86 0,7230 1,88 1,84 1,81 1,76 1,72 1,68 1,57 1,49

14 -1,08 -1,16 -1,31 -1,53 -1,71 -1,85 -2,3216 -0,69 -0,79 -0,92 -1,12 -1,27 -1,4 -1,82 -2,0718 -0,31 -0,41 -0,53 -0,7 -0,84 -0,95 -1,31 -1,5420 0,07 -0,04 -0,14 -0,29 -0,4 -0,5 -0,81 -122 0,46 0,35 0,27 0,15 0,05 -0,03 -0,29 -0,4524 0,83 0,75 0,68 0,58 0,5 0,44 0,23 0,126 1,21 1,15 1,1 1,02 0,96 0,91 0,75 0,6528 1,59 1,55 1,51 1,46 1,42 1,38 1,27 1,21

10 -1,16 -1,23 -1,35 -1,54 -1,67 -1,78 -2,14 -2,3412 -0,84 -0,92 -1,03 -1,2 -1,32 -1,42 -1,74 -1,9314 -0,52 -0,6 -0,7 -0,85 -0,97 -1,06 -1,34 -1,5116 -0,2 -0,29 -0,38 -0,51 -0,61 -0,69 -0,95 -1,118 0,12 0,03 -0,05 -0,17 -0,26 -0,32 -0,55 -0,6820 0,43 0,34 0,28 0,18 0,1 0,04 -0,15 -0,2622 0,75 0,68 0,62 0,54 0,48 0,43 0,27 0,1724 1,07 1,01 0,97 0,9 0,85 0,81 0,68 0,61

8 -0,95 -1,02 -1,11 -1,26 -1,36 -1,45 -1,71 -1,8610 -0,68 -0,75 -0,84 -0,97 -1,07 -1,15 -1,38 -1,5212 -0,41 -0,48 -0,56 -0,68 -0,77 -0,84 -1,05 -1,1814 -0,13 -0,21 -0,28 -0,39 -0,47 -0,53 -0,72 -0,8316 0,14 0,06 0 -0,1 -0,16 -0,22 -0,39 -0,4918 0,41 0,34 0,28 0,2 0,14 0,09 -0,06 -0,1420 0,68 0,61 0,57 0,5 0,44 0,4 0,28 0,222 0,96 0,91 0,87 0,81 0,76 0,73 0,62 0,56

-2 -1,74 -1,77 -1,88 -2,04 -2,15 -2,24 -2,51 -2,662 -1,27 -1,32 -1,42 -1,55 -1,65 -1,73 -1,97 -2,16 -0,8 -0,86 -0,94 -1,06 -1,14 -1,21 -1,41 -1,53

10 -0,33 -0,4 -0,47 -0,56 -0,64 -0,69 -0,86 -0,9614 0,15 0,08 0,03 -0,05 -0,11 -0,15 -0,29 -0,3718 0,63 0,57 0,53 0,47 0,42 0,39 0,28 0,2222 1,11 1,08 1,05 1 0,97 0,95 0,87 0,8326 1,62 1,6 1,58 1,55 1,53 1,52 1,47 1,45

-4 -1,52 -1,56 -1,65 -1,78 -1,87 -1,95 -2,16 -2,280 -1,11 -1,16 -1,24 -1,35 -1,44 -1,5 -1,69 -1,794 -0,69 -0,75 -0,82 -0,92 -0,99 -1,04 -1,2 -1,298 -0,27 -0,33 -0,39 -0,47 -0,53 -0,58 -0,72 -0,79

12 0,15 0,09 0,05 -0,02 -0,07 -0,11 -0,22 -0,2916 0,58 0,53 0,49 0,44 0,4 0,37 0,28 0,2320 1,01 0,97 0,94 0,91 0,88 0,85 0,79 0,7524 1,47 1,44 1,43 1,4 1,38 1,36 1,32 1,29



Vestidoclo


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0,75

1,00

1,25

1,50

Cap-4 28/9/99 14:14 Página 102


16 -1,88 -2,2218 -1,34 -1,6320 -0,79 -1,0522 -0,23 -0,4424 0,34 0,1726 0,91 0,7828 1,49 1,430 2,07 2,03

14 -1,31 -1,52 -1,85 -2,12 -2,3416 -0,89 -1,08 -0,14 -1,61 -1,81 -2,4918 -0,47 -0,63 -0,89 -1,1 -1,27 -1,87 -2,2620 -0,05 -0,19 -0,41 -0,58 -0,73 -1,24 -1,5822 0,39 0,28 0,09 -0,05 -0,17 -0,6 -0,8824 0,84 0,74 0,6 0,48 0,39 0,05 -0,1726 1,28 1,22 1,11 1,02 0,95 0,7 0,5328 1,73 1,69 1,62 1,56 1,51 1,35 1,24

12 -0,97 -1,11 -1,34 -1,51 -1,65 -2,12 -2,414 -0,62 -0,76 -0,96 -1,11 -1,24 -1,65 -1,9116 -0,28 -0,4 -0,58 -0,71 -0,82 -1,19 -1,4218 0,07 -0,03 -0,19 -0,31 -0,41 -0,73 -0,9220 0,42 0,33 0,2 0,1 0,01 -0,26 -0,4322 0,78 0,71 0,6 0,52 0,45 0,22 0,0824 1,15 1,09 1 0,94 0,88 0,7 0,5926 1,52 1,47 1,41 1,36 1,32 1,19 1,11

10 -0,71 -0,82 -0,99 -1,11 -1,21 -1,53 -1,7112 -0,42 -0,52 -0,67 -0,79 -0,88 -1,16 -1,3314 -0,13 -0,22 -0,36 -0,46 -0,54 -0,79 -0,9416 0,16 0,08 -0,04 -0,13 -0,2 -0,42 -0,5618 0,45 0,38 0,28 0,2 0,14 -0,05 -0,1720 0,75 0,69 0,6 0,54 0,49 0,32 0,2222 1,06 1,01 0,94 0,88 0,84 0,7 0,6224 1,37 1,33 1,27 1,23 1,2 1,09 1,02

6 -0,78 -0,87 -1,01 -1,12 -1,2 -1,45 -1,68 -0,54 -0,62 -0,75 -0,85 -0,92 -1,15 -1,29

10 -0,29 -0,37 -0,49 -0,57 -0,64 -0,86 -0,9812 -0,04 -0,11 -0,22 -0,29 -0,36 -0,55 -0,6614 0,21 0,15 0,06 -0,01 -0,07 -0,24 -0,3416 0,47 0,41 0,33 0,27 0,22 0,07 -0,0218 0,73 0,68 0,6 0,55 0,51 0,38 0,320 0,98 0,94 0,88 0,84 0,8 0,69 0,62

-4 -1,46 -1,56 -1,72 -1,83 -1,91 -2,17 -2,320 -1,05 -1,14 -1,27 -1,37 -1,44 -1,67 -1,84 -0,62 -0,7 -0,81 -0,9 -0,96 -1,16 1,278 -0,19 -0,26 -0,35 -0,42 -0,48 -0,64 -0,74

12 0,25 0,2 0,12 0,06 0,02 -0,12 -0,216 0,7 0,66 0,6 0,55 0,52 0,41 0,3520 1,16 1,13 1,08 1,05 1,02 0,94 0,924 1,65 1,63 1,6 1,57 1,56 1,51 1,48

-8 -1,44 -1,53 -0,17 -1,76 -1,83 -2,05 -2,17-4 -1,07 -1,15 -1,27 -1,35 -1,42 -1,61 -1,720 -0,7 -0,77 -0,87 -0,94 -1 -1,17 -1,274 -0,31 -0,37 -0,46 -0,53 -0,57 -0,72 -0,88 0,07 0,02 -0,05 -0,1 -0,14 -0,27 -0,34

12 0,47 0,43 0,37 0,33 0,29 0,19 0,1416 0,88 0,85 0,8 0,77 0,74 0,66 0,6220 1,29 1,27 1,24 1,21 1,19 1,13 1,1



Vestidoclo


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Temp.seca°C

0

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0,75

1,00

1,25

1,50

Cap-4 28/9/99 14:14 Página 103


14 -1,92 -2,4916 -1,36 -1,8718 -0,8 -1,2420 -0,24 -0,6122 0,34 0,0424 0,93 0,726 1,52 1,3628 2,12 2,02

12 -1,19 -1,53 -1,8 -2,0214 -0,77 -1,07 -1,31 -1,51 -2,2116 -0,35 -0,61 -0,82 -1 -1,61 -2,0218 0,08 -0,15 -0,33 -0,48 -1,01 -1,3620 0,51 0,32 0,17 0,04 -0,41 -0,7122 0,96 0,8 0,68 0,57 0,21 -0,0324 1,41 1,29 1,19 1,11 0,83 0,6426 1,87 1,78 1,71 1,65 1,45 1,32

10 -0,78 -1 -1,18 -1,32 -1,79 -2,0712 -0,43 -0,64 -0,79 -0,92 -1,34 -1,614 -0,09 -0,27 -0,41 -0,52 -0,9 -1,1316 0,26 0,1 -0,02 0,12 0,45 0,6518 0,61 0,47 0,37 0,28 0 0,1820 0,96 0,85 0,76 0,68 0,45 0,322 1,33 1,24 1,16 1,1 0,91 0,7924 1,7 1,63 1,57 1,53 1,38 1,28

6 -0,75 -0,93 -1,07 -1,18 -1,52 -1,728 -0,47 -0,64 -0,76 -0,86 -1,18 -0,14

10 -0,19 -0,34 -0,45 -0,54 -0,83 -112 0,1 -0,03 -0,14 -0,22 -0,48 -0,6314 0,39 0,27 0,18 0,11 0,12 0,2616 0,69 0,58 0,5 0,44 0,24 0,1218 0,98 0,89 0,82 0,77 0,59 0,4920 1,28 1,2 1,14 1,1 0,95 0,87

6 -1,68 -1,88 -2,03 -2,14 -2,5 -2,7-2 -1,22 -1,39 -1,52 -1,62 -1,94 -2,122 -0,74 -0,9 -1,01 -1,1 -1,37 -1,536 -0,26 -0,39 -0,49 -0,56 -0,8 -0,93

10 0,22 0,12 0,04 0,02 0,22 -0,3314 0,73 0,64 0,58 0,53 0,38 0,2918 1,24 1,18 1,13 1,09 0,97 0,9122 1,77 1,73 1,69 1,67 1,59 1,54

-8 -1,36 -1,52 -1,64 -1,73 -2 -2,15-4 -0,95 -1,1 -1,2 -1,28 -1,52 -1,650 -0,54 -0,66 -0,75 -0,82 -1,03 -1,154 0,12 -0,22 -0,3 -0,36 -0,54 -0,648 0,31 0,22 0,16 0,11 -0,04 -0,13

12 0,75 0,68 0,63 0,59 0,47 0,416 1,2 1,15 1,11 1,08 0,98 0,9320 1,66 1,62 1,59 1,57 1,5 1,46

-10 1,13 -1,26 -1,35 -1,42 -1,64 -1,76-6 0,76 -0,87 -0,96 -1,02 -1,21 -1,32-2 -0,39 -0,49 -0,56 -0,62 -0,79 -0,882 -0,01 0,1 -0,16 -0,21 -0,36 -0,446 0,38 0,3 0,25 0,21 0,08 0,01

10 0,76 0,7 0,66 0,62 0,52 0,4614 1,17 1,12 1,09 1,06 0,98 0,9318 1,58 1,54 1,52 1,5 1,44 1,4



Vestidoclo


<0,10 0,10 0,15 0,20 0,30 0,40 0,50 1,00 1,50

Temp.seca°C

0

0,25

0,50

0,75

1,00

1,25

1,50

Cap-4 28/9/99 14:14 Página 104


Cuando no se cumple que la humedad relativa sea del 50% y/o que la TRM sea igual a la ts debemoscorregir el IVM en función de la siguiente expresión:

IVM final = IVM + fh (HR - 50) + fr (TRM - ts)

donde: ts = temperatura seca (°C)TRM = temperatura radiante media (°C)HR = humedad relativa (%)fh = factor de corrección de IVM en función de la humedad (según la figura 4.15)fr = factor de corrección de IVM en función deTRM (según la figura 4.16)

A continuación se muestran ambas figuras.

Fig. 4.15 Factor de corrección del IVM para HR distinta al 50%

Fig. 4.16 Factor de corrección del IVM cuando TRM es distinta de temperatura seca.

0,25

0,20

0,15

0,10

0,05

00 0,5 1,0 1,5 c l o

Fr


0,25

0,20

0,15

0,10

0,05

00 0,5 1,0 1,5 c l o

Fr


0,25

0,20

0,15

0,10

0,05

00 0,5 1,0 1,5 c l o

Fr


0,1

0,20,5

1,02,0

5,0

ACTIVIDAD SEDENTARIA ACTIVIDAD MEDIA

0,10,20,51,02,0

5,0

ACTIVIDAD ELEVADA

0,10,20,51,02,0

5,0


0,1

0,2

0,5

1,0

5,0

0,010

0,008

0,006

0,004

0,002

00 0,5 1,0 1,5 c l o

FhACTIVIDAD SEDENTARIA

0,012


0,1

0,20,5

1,0 5,0

0,010

0,008

0,006

0,004

0,002

00 0,5 1,0 1,5 c l o

FhACTIVIDAD MEDIA

0,012


0,1 0,2

0,5 1,0

5,0

0,010

0,008

0,006

0,004

0,002

00 0,5 1,0 1,5 c l o

FhACTIVIDAD ELEVADA

0,012

Cap-4 28/9/99 14:14 Página 105


La temperatura radiante media se puede calcular, a través de la siguiente expresión:

TRM = ((tg + 273)4 + [(1,1 x 108v0,6) / (0,95 x d0,4)] x (tg - ts))0.25 - 273

donde: tg = temperatura de globo (°C)v = velocidad relativa del aire (m/s)d = diámetro del globots = temperatura del aire (°C)

Conociendo el IVMfinal podemos calcular el porcentaje de personas insatisfechas PI mediante elgráfico de la figura 4.15. Observando dicho gráfico podemos ver que incluso cuando la situación delIVM es cero, es decir, para condiciones térmicas óptimas, el grado de insatisfechos será del 5%.

Se recomienda que en la aplicación de Fanger no se sobrepase el 10% de insatisfechos, o lo que es lomismo, que no se sobrepase el valor (±0,5), a partir de ese valor se recomienda la intervención.

Conclusiones

Existen otros métodos que permiten establecer condiciones de confort o bienestar térmico a través detablas, teniendo los valores de los factores microclimáticos. Por otra parte, a pesar de las ventajas (ydesventajas) de los diferentes índices, el mejor control de la sobrecarga térmica se logra mediante unanálisis de la ecuación de balance térmico, donde se descubre al causante o causantes de lasobrecarga: M, R, C o E.

No obstante, en ocasiones es imposible por diversas razones establecer situaciones de confort en unpuesto. Bajo tales condiciones, la ergonomía debe hallar soluciones que al menos sitúen el trabajo encondiciones permisibles o, de lo contrario, establecer regímenes de trabajo y descanso, rotación detareas, etc. para los cuales existen también determinadas técnicas. Dicho con otras palabras, conseguirun entorno que imponga una carga lo más pequeña posible para el sistema termorregulador corporal,teniendo en cuenta la eficiencia productiva del sistema.

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5 Ambiente acústico 107

5 Ambiente acústico

Definiciones y conceptos

Se entiende por sonido la vibración mecánica de las moléculas de un gas, de un líquido, o de unsólido -como el aire, el agua, las paredes, etcétera-, que se propaga en forma de ondas, y que espercibido por el oído humano; mientras que el ruido es todo sonido no deseado, o que produce dañosfisiológicos y/o psicológicos o interferencias en la comunicación.

El sonido se puede caracterizar y definir mediante dos parámetros: presión acústica y frecuencia.

La presión acústica, o sonora (p) es la raíz media cuadrática de la variación periódica de la presión enel medio donde se propaga la onda sonora. La unidad de medida de la presión acústica es el pascal(Pa) (Pa = N/m2 ). También es usual la utilización, en lugar de la presión acústica, de la intensidadacústica, o sonora (I), cuya unidad de medida es el W/m2.

La frecuencia (f) es el número de ciclos de una onda que se completan en un segundo y su unidad demedida es el hertz (Hz), que equivale a un ciclo por segundo.

El oído percibe las variaciones periódicas de presión en forma de sonido cuando su frecuencia estáentre los 16 y 16000 Hz aproximadamente, según la sensibilidad de las personas, y su presiónacústica entre 2 x 10-5 Pa y 2 x 104 Pa (en el caso de la intensidad acústica, su escala audible estáentre 10-12 W/m2 y 104 W/m2); este intervalo varía de acuerdo con el tipo de sonido, las característicasindividuales, sexo, edad, fatiga, grado de concentración, etcétera.

Por otra parte, es conveniente definir la potencia sonora, que es la energía total radiada por una fuenteen la unidad de tiempo, y su unidad es el watt (W).

Como se puede apreciar, la enorme amplitud de los intervalos que determinan la presión acústica y laintensidad acústica son notables y hacen poco práctico su uso, por cuanto se ha hecho necesarioemplear una unidad de medida que facilite su empleo. Por tal motivo se utiliza el decibelio (dB),unidad que refleja la presión acústica (y la intensidad acústica), y como herramienta matemática que

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simplifica la escala de los valores de éstas, que a la vez es compatible con la sensibilidad del oído quepercibe logarítmicamente el sonido.

De ahí que se define el nivel de presión acústica Lp, con la siguiente expresión:

p Lp = 20 log ——— (dB)

p0

en la que:p es la raíz media cuadrática de la variación periódica de la presión del sonido

investigadop0 es la presión acústica tomada convencionalmente como patrón del sonido más débil

que puede ser percibido por jóvenes normales (2 x 10-5 Pa).

En ocasiones, durante el estudio del ambiente acústico, es necesario efectuar sumas y restas de nivelesde presión acústicos. Para ello hay que tener en cuenta que la escala de los decibelios es logarítmica,por lo que la suma de dos sonidos, por ejemplo, de 70 dB cada uno, no es en modo alguno 140, pues:70 dB + 70 dB = 73 dB, ya que las operaciones son logarítmicas.

Con el fin de facilitar el análisis de los sonidos, se divide el intervalo de frecuencias audibles enbandas de frecuencias que se denominan según sus frecuencias centrales de cada banda, de la

Fig. 5.1 Espectro de frecuencias audibles

20.000 Hz

8.000 Hz

3.000 Hz

2.000 Hz

400 Hz

200 Hz

100 Hz20 Hz

AUDIBLESagudos

medios

graves

Infrasonidos

Ultrasonidos

Voz humana

Conversaciónnormal

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siguiente forma: 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000 y 8000 Hz. Estas bandas, llamadasbandas de octavas, a su vez pueden dividirse, para mayor precisión en el análisis, en tercios de bandasde octavas.

Generalmente los sonidos no están constituidos por una sola frecuencia (sonido simple o tono puro),sino que su espectro está formado por múltiples frecuencias (sonidos complejos); este espectro, parael análisis del sonido, se puede descomponer mediante los filtros de un analizador de frecuencias. No es usual que las frecuencias de un sonido complejo posean la misma presión acústica. Así pues,los sonidos cotidianos presentes en la industria, en la vía pública, en el hogar, etcétera, son sonidoscomplejos, constituidos por muchas frecuencias, cada una de las cuales posee un nivel de presiónacústica diferente y, además, variable en el tiempo.

Fisiología del oído humano

El oído humano se puede dividir en tres partes: oído externo, oído medio y oído interno (Fig. 5.4).

El oído externo está formado por el pabellón de la oreja, el conducto auditivo y el tímpano, el cualvibra con las variaciones de la presión sonora que incide sobre él. Las características geométricas ymateriales del conducto auditivo posibilitan que el aparato auditivo posea una mayor sensibilidad paralas frecuencias entre 2000 y 4000 Hz gracias al fenómeno de resonancia que en él se manifiesta.El oído medio está formado por tres huesecillos articulados: martillo, yunque y estribo, que trasmitenlas vibraciones sonoras a la ventana oval, que es la frontera con el oído interno. Este mecanismo óseo

0 0,5 1 1,5 2 2,5 dB 3

20 15 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 dB 0

Fig. 5.2 Tabla para la suma niveles de presión acústica (NPA)

Valor de corrección ∆L0,01 0,1 0,5 1 2 dB 3

40 30 20 15 10 9 8 7 6 5 4 dB 3

Diferencia de los niveles de presión sonora Ltotal – L1

Fig. 5.3 Tabla para la resta de NPA

Valor de corrección ∆L

Diferencia de los niveles de presión sonora L1 – L2

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amplifica la señal al poseer la membrana timpánica una superficie unas 20 veces mayor que laventana oval.

Las presiones entre los oídos externo y medio se estabilizan mediante la trompa de Eustaquio.

El oído interno o laberinto contiene unos líquidos (perilinfa y endolinfa) que se desplaza con lasvariaciones de presión dentro del caracol, nombre que recibe por su forma, en el que se encuentra elórgano de Corti, que posee entre 20.000 y 30.000 células pilosas (fibras basilares) de diferenteslongitudes que vibran según la frecuencia del sonido y que convierten las vibraciones mecánicas enimpulsos nerviosos que son trasmitidos al cerebro a través del nervio ótico o auditivo.

Para niveles iguales de presión acústica, afectan más al oído las altas frecuencias que las bajas. Talcomo se observa en la figura 5.5, que representa las curvas de calificación de ruido ISO. Por ejemplo,para dos ruidos de 80 dB, el de 63 Hz está calificado como 55 dBN, mientras que uno de 4000 Hzestá calificado como 85 dBN, o sea, que para el mismo nivel de presión sonora, el oído recibe efectosdiferentes en función de la frecuencia del sonido.

Como ejemplo, a continuación se comparan algunos sonidos conocidos. Debe aclararse que sonvalores aproximados, ya que, por ejemplo, todas las motocicletas sin silenciador no producen elmismo nivel de presión acústica a la misma distancia:

Martillo

YunqueEstribo Conductores semicirculares,

utrículo y sáculo

Nervio vestibular

Nervio coclear

Cóclea

Trompa de Eustaquio

Ventana redonda

Membrana timpática

Fig. 5.4 Esquema del oído

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Sonido p Lp

Mínimo audible para 1000 Hz 2 x 10-5 Pa 0 dBConversación moderada 2 x 10-3 40Llamada en alta voz a 1 m 2 x 10-1 80Motocicleta sin silenciador a 1 m 2 100 Límite de dolor para 1000 Hz 20 120

Por otra parte, el mínimo audible para 1000 Hz mostrado en el ejemplo anterior también es relativo,porque sin duda habrá personas capaces de percibir sonidos de 1000 Hz con una presión sonora (p)menor que 2 x 10-5 Pa, convenido internacionalmente; en tal caso, el valor del nivel de presiónacústica (Lp) tendrá forzosamente que ser negativo.

L (dB) Curvas (dBN)120

110

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Hz

Frecuencias centrales de bandas de octava

120

115

110

105

100

95

90

85

80

75

70

65

60

55

50

45

40

35

30

25

20

15

10

Fig. 5.5 Curvas de calificación de ruidos

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Afectaciones que produce el ruido en el hombre

El inadecuado diseño de las condiciones acústicas puede inhibir la comunicación hablada, rebajar laproductividad, enmascarar las señales de advertencia, reducir el rendimiento mental, incrementar latasa de errores, producir náuseas y dolor de cabeza, pitidos en los oidos, alterar temporalmente laaudición, causar sordera temporal, disminuir la capacidad de trabajo físico, etc... Todo esto ha llevadoa que Wisner (1988) haya sugerido la búsqueda de un índice de malestar relacionado con el ruido.

El ruido puede provocar en el hombre desde ligeras molestias hasta enfermedades graves de diversanaturaleza. En niveles de presión acústica bajos, de entre 30 y 60 dB, se inician las molestiaspsíquicas de irritabilidad, pérdida de atención y de interés, etcétera. A partir de los 60 dB y hasta los90 dB aparecen las reacciones neurovegetativas, como el incremento de la tensión arterial, lavasoconstricción periférica, la aceleración del ritmo cardíaco, el estrechamiento del campo visual, laaparición de la fatiga, etc... para largos períodos de exposición puede iniciarse la pérdida de laaudición por lesiones en el oído interno. A los 120 dB se llega al límite del dolor y a los 160 dB sepuede producir la rotura del tímpano, calambres, parálisis y muerte.

Independientemente de estas afecciones, se ha establecido que las exposiciones prolongadas enambientes ruidosos provocan el debilitamiento de las defensas del organismo frente a diversasdolencias, sobre todo cuando el sujeto posee predisposición a las mismas, úlceras duodenales,neurosis, etcétera, y según diversos investigadores, pueden presentarse la disminución y pérdida dellíbido y de la potencia sexual.

Fig. 5.6 Efectos del ruido sobre el hombre

EFECTOS DEL RUIDO SOBRE EL HOMBRE

• Incremento de la presión sanguínea

• Aceleración del ritmo cardíaco

• Contracción de los capilares de la piel

• Incremento del metabolismo

• Lentitud de la digestión

• Incremento de la tensión muscular

• Afectaciones del sueño

• Disminución de la capacidad de trabajo físico

• Disminución de la capacidad de trabajo mental

• Alteraciones nerviosas

• Úlceras duodenales

• Disminución de la agudeza visual y del campo visual

• Debilitamiento de las defensas del organismo

• Interferencias en la comunicación

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Pero aunque no se alcancen los niveles críticos que ponen en peligro al sujeto, el ruido también bajael rendimiento intelectual. Miller (1974) mostró los efectos negativos del ruido en función de lacomplejidad del trabajo. Así pues, debe prestarse atención a todas las facetas del ruido en relación alos requerimientos de la tarea que implica cualquier tipo de actividad.

Legalmente, el nivel de presión acústica para una exposición de 8 horas no debe exceder de los 85dB(A). Las exposiciones cortas no deben exceder de los 135 dB(A), excepto para el ruido de impulsocuyo nivel instantáneo nunca debe exceder de los 140 dB(A) (R.D 1316/ 1989).

Curvas de ponderación

Las mediciones de sonido se pueden efectuar con diversos instrumentos, como son los sonómetros ylos dosímetros. La diferencia de sensibilidad existente entre el oído humano y los instrumentos frentea las diversas frecuencias existentes, se supera mediante el uso de filtros, que más o menos logransimular la sensibilidad humana, siguiendo las curvas de ponderación.

Para ello, y según los objetivos que se persigan, además de la medición global del nivel de presiónacústica, existen cuatro filtros que miden el sonido siguiendo dichas curvas de ponderacióndenominadas: A, B, C y D. En la figura 5.7 se pueden observar dichas curvas, donde la curva A es lamás próxima a la curva de sensibilidad del oído humano. Y en la Tabla 5.1 se pueden observar lasequivalencias entre las curvas A, B, C y D.

De manera que cuando se efectúa una medición utilizando el filtro A, el resultado se obtiene endecibeles A y se expresa: LpA, que convencionalmente recibe el nombre de nivel de presión acústicaponderado A (también denominado por muchos autores nivel sonoro o nivel acústico: LdB(A), paradiferenciarlo del nivel de presión acústica Lp.

+20

+10

0

-10

-20

-30

-40

-50

-60

-70

AM

PL

IFIC

AC

IÓN

dB

2 5 100 2 5 101 2 5 102 2 5 103 2 5 104 2 5 105 2 5 106

FRECUENCIA Hz

Fig. 5.7 Curvas de ponderación

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Tipos de sonido en función del tiempo

El sonido puede ser de diferentes tipos según su comportamiento en el tiempo:

1. Ruido continuo o constante, cuando sus variaciones no superan los 5 dB durante la jornada de 8horas de trabajo.

2. Ruido no continuo o no constante, cuando sus variaciones superan los 5 dB durante la jornada de 8horas de trabajo.

Este, a su vez, puede ser de dos tipos: intermitente y fluctuante.

Tabla 5.1 Correcciones de la presión sonora según las curvas de valoración de la frecuencia.

Frecuencia Transcurso relativo de frecuencia en dBen Hz Curva A Curva B Curva C Curva D

10 -70,4 -38,2 -14,312,5 -63,4 -33,2 -11,216 -56,7 -28,5 -8,520 -50,5 -24,2 -6,225 -44,7 -20,4 -4,431,5 -39,4 -17,1 -3,040 -34,6 -14,2 -2,0 -1450 -30,2 -11,6 -1,3 -1263 -26,2 -9,3 -0,8 -1182 -22,5 -7,4 -0,5 -9

100 -19,1 -5,6 -0,3 -7125 -16,1 -4,2 -0,2 -6160 -13,3 -3,0 -0,1 -5200 -10,9 -2,0 -0 -3250 -8,6 -1,3 0 -2315 -6,6 -0,8 0 -1400 -4,8 -0,5 0 0500 -3,2 -0,3 0 0630 -1,9 -0,1 0 0800 -0,8 0 0 0

1000 0 0 0 01250 +0,6 0 0 21600 +1,0 0 -0,1 62000 +1,2 -0,1 -0,2 82500 +1,3 -0,2 -0,3 103150 +1,2 -0,4 -0,5 114000 +1,0 -0,7 -0,8 115000 +0,5 -1,2 -1,3 106300 -0,1 -1,9 -2,0 98000 -1,1 -2,09 -3,0 6

10000 -2,5 -4,3 -4,4 312500 -4,3 -6,3 -6,2 01600 -6,6 -8,5 -8,5

20000 -9,3 -11,2 -11,2

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Ruido intermitente es aquel cuyo nivel disminuye repentinamente hasta el nivel de ruido de fondovarias veces durante el período de medición y que se mantiene a un nivel superior al del ruido defondo durante 1 segundo al menos.

Ruido fluctuante es el que cambia su nivel constantemente y de forma apreciable durante el períodode medición.

3. Ruido de impacto o de impulso es el que varía en una razón muy grande en tiempos menores de 1segundo, como son un martillazo, un disparo, etc.

Existen normas establecidas para la medición del ruido según su tipo. El caso más sencillo es cuandoel ruido es continuo, para lo cual sólo es necesaria la medición de éste (Lp). Pero cuando el ruido noes continuo, es necesario calcular el nivel de presión acústica continuo equivalente, que en el caso deser medido con el filtro A, se expresará: LAeq,T (Fig. 5.8).

Muchas veces se hace necesraio medir el nivel diario equivalente, LAeq,d, o el semanal, LAeq,s (Fig. 5.9).

Fig. 5.8 Nivel de presión acústica contínuo equivalente ponderado (A)

LA eq, T = 10 log[ ∫ ( )2dt]

Siendo:PA = presión acústica ponderado A en pascales

PO = presión de referencia (2 · 10-5

pascales)

1T

t2

t1

pA (t)pO

Fig. 5.9 Nivel diario equivalente ponderado (A)

LA eq, d = LA eq, T + 10 log

Siendo:T = el tiempo de exposición al ruido del trabajador

T8

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En el caso de los ruidos de impacto, las mediciones se harán del nivel de pico, LMAX (Fig. 5.10).

Todas las mediciones deberán ser efectuadas tal como está establecido en el Real Decreto 1316/1989,del 27/10/89 (B.O.E. 263).

Propagación y control del ruido

Sin duda alguna, la solución idónea está en el control del ruido en las propias fuentes que loproducen, es decir, impedir que se produzca el ruido y, si esto no es posible, disminuir su generación,o evitar o disminuir su propagación. Para ello existen una serie de medidas, varias de las cuales seenumeran a continuación:

1. Utilización de procesos, equipos y materias primas menos ruidosos.

2. Disminuir la velocidad de los equipos ruidosos.

3. Aumentar la amortiguación de equipos, superficies y partes vibrantes.

4. Optimizar la rigidez de las estructuras, uniones y partes de las máquinas.

5. Incrementar la masa de las cubiertas vibrantes.

Fig. 5.10 Medición del nivel de pico

Lmáx = 10 log ( )2

Siendo: pO = 2 · 10-5

N/m2 (pascal)

Características del sonómetro para medir pmáx: debe tener una constante de tiempo >100 µ segundos

Con un sonómetro IMPULSE y ponderación (A) según CEI 651

SI

dB(A) impulse <130 dB(A) dBpico <140 dB

pmáx

pO

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6. Disminuir el área de las superficies vibrantes.

7. Practicar un buen mantenimiento preventivo como: lubricación, ajuste de piezas, etcétera.

8. Encapsulamiento y apantallamiento de la fuente de ruido.

9. Recubrimiento de partes metálicas mediante materiales amortiguadores.

10. Aislamiento de equipos ruidosos en locales separados.

11. Instalación de tabiques.

12. Recubrimiento de paredes, techos, suelos, etcétera, mediante materiales absorbentes.

13. Resonadores acústicos: mecánicos o electrónicos. Los mecánicos reflejan invertida la onda quereciben, mientras que los electrónicos generan una onda invertida. En ambos casos la onda incidente yla onda reflejada (o emitida) se anulan.

14. Y finalmente si no queda otra opción: Protección individual mediante tapones, orejeras, cascos ycabinas.

El sonido se propaga de forma diferente, según el medio, por lo que para pretender efectuar unadecuado control del ruido en un local, por ejemplo, es imprescindible conocer las propiedadesacústicas de los materiales, el área que ocupan, su posición respecto a las fuentes de ruido y elcomportamiento de las ondas acústicas frente a ellos.

En general, los materiales absorben una parte del ruido que incide sobre ellos y reflejan el resto. Larelación de ruido absorbido por una superficie, respecto al total del ruido que incide sobre ella, sedenomina coeficiente de absorción sonora (α) (Fig. 5.11).

Lp (reflejado)α = ———————

Lp (incidente)

Como α depende de las características de la superficie y de la frecuencia del sonido que incide sobreella, cada superficie poseerá un coeficiente de absorción para cada frecuencia sonora. De esta maneraun ruido complejo, al incidir sobre una superficie, no se comportará homogéneamente y sus distintasfrecuencias componentes serán absorbidas y reflejadas en proporciones distintas, de acuerdo con losα del material frente a cada una, exactamente como ocurre con la luz cuando incide sobre unasuperficie.

Existen tablas de materiales (ladrillo, yeso, hormigón, cemento, azulejos, mosaicos, maderas,etcétera) con los α por bandas de octava, tal como vemos en la figura 5.11.


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En general, las superficies duras y pulidas (mármol, granito, vidrio, acero) absorben poco ruido yreflejan mucho, mientras que las porosas y blandas (corcho, poliuretano, goma porosa, cartón)absorben mucho y reflejan poco. El conocimiento de estas propiedades ayuda a solucionar muchassituaciones que el ergónomo se encuentra en su trabajo.

Por lo tanto, si después de haber tomado todas las medidas para suprimir el ruido en las propiasfuentes que lo producen estas son insuficientes o imposibles de llevar a cabo, es factible calcular lacantidad de ruido que pueden absorber las superficies existentes en un local y modificar laspropiedades acústicas del mismo según el interés del especialista, sustituyendo y agregandomateriales, modificando la geometría del lugar, apantallando, abriendo nuevas ventanas, colocandosuperficies absorbentes en determinados sitios, etcétera.

Las cantidades de sonido que refleja y absorbe un material, dependerá, por lo tanto, del área delmaterial (S) y de sus α. Así, la cantidad de ruido absorbido se expresa:

A = α x Sdonde:

A cantidad de sonido absorbido en m2

α coeficiente de absorción del materialS superficie en m2 del material

La unidad de medida de la absorción acústica es el m2, aunque aún se pueden hallar textos queutilizan el sabino, sabín, o sabine, que equivale a 1 m2 de abosorción acústica.

37,5 75 150 300 600 1200 2400 4500 10.000Frecuencia (Hz)

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

(e)

(g)

(f)

(c)

(b)

(a)

(d)

Coe

fici

ente

de

abso

rció

n (α

)

Fig. 5.11 Coeficientes para distintos materiales y frecuencias. a) Lana de vidrio de 10 cm, b) Mosáicosacústicos de 2,5 cmm, c) Mosáicos acústicos de 1,5 cm, d)Lana de vidrio de 2,5 cm, e) Paneles de madera yespacio de aire y lana mineral, f) Moqueta pesada sobre cemento, g) Pared de ladrillo sin pintar.

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A manera de ejemplo podemos decir que una superficie de 5 m2 cuyo α es igual a 0,4 para lafrecuencia existente, absorberá 2,0 m2 del ruido que incide sobre ella. Otro ejemplo: una ventanaabierta que ocupa una superficie de 1 m2 absorbe 1 m2 del ruido que incide sobre ella, pues su α esigual a 1 para todas las frecuencias: es decir, no devuelve nada del ruido, lo absorbe todo.En las siguientes figuras se muestran tres posibilidades de absorción y reflexión por parte de unasuperficie.

Conclusiones

Como se puede comprender por todo lo anterior, el tratamiento del ruido depende de innumerablesfactores, interactuantes entre sí, que deben ser tratados jerárquicamente; además, las intervencionessuelen tener una repercusión económica considerable, por lo que no es raro encontrarnos que a pesarde haber diseñado concienzudamente un programa de actuaciones, el costo económico de éstas limiteo invalide el programa.Otras veces, el intento de encapsular el ruido nos lleva a hacer inviable el sistema productivo, porcuanto éste se resiente por la intervención; por ello debemos preparar los proyectos en este campo deuna manera rigurosa y aplicable para evitar errores que aparecerían en la fase de viabilidadtecnológica, productiva o económica invalidando nuestras soluciones.

Cuando no es posible evitar o disminuir lo suficiente el ruido, no existe más alternativa que acudir alas medidas de protección individual como son la reducción del tiempo de exposición mediante unrégimen de trabajo y descanso, la rotación de trabajadores por los puestos de trabajo y, por último, lautilización de medios de protección personal como: tapones, orejeras, cascos y cabinas.

Por otra parte, los trabajadores que laboran en ambientes ruidosos deben estar sometidosregularmente a exámenes médicos y audiométricos.

Fig. 5.12 Comportamiento del sonido: a) superficie muy absorbente b) superficie muy reflectante c)combinación de ambas superficies.

CBA

x 10 x 10 x 10

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6 Visión e iluminación 121

6 Visión e iluminación

Iluminación y entorno visual

El objetivo de diseñar ambientes adecuados para la visión no es proporcionar luz, sino permitir quelas personas reconozcan sin errores lo que ven, en un tiempo adecuado y sin fatigarse. El diseño negligente del entorno visual puede conducir a situaciones tales como: incomodidad visualy dolores de cabeza, defectos visuales, errores, accidentes, imposibilidad para ver los detalles,confusión, ilusiones y desorientación, y desarrollar determinadas enfermedades cuando éstas ya estánpresentes en el individuo, por ejemplo, la epilepsia.

La iluminación es la cantidad y calidad de luz que incide sobre una superficie. Para poder iluminaradecuadamente hay que tener en cuenta la tarea que se va a realizar, la edad del operario y lascaracterísticas del local; es obvio que no es lo mismo iluminar un sala de ordenadores que un tallermecánico.

Más del 80% de la información que recibe el hombre es visual y en ocasiones la proporción es muchomayor. Es por ello que, de todos los sentidos, el de la vista es el más apreciado en general. El ojohumano es un producto de la luz y de las necesidades del hombre en sus actividades. Es visible todasuperficie que emite o refleja ondas electromagnéticas con longitudes de onda entre los 380 nm y los780 nm -aproximadamente. Dependiendo de la longitud de onda, la superficie será percibida de uncolor o de otro.

Como se puede ver en la figura 6.1, la luz ocupa una estrecha zona dentro del espectroelectromagnético, fuera de la cual ya no existe la percepción visual. De esta forma el espectroluminoso transita de los violetas a los azules, de éstos a los verdes, a los amarillos, a los anaranjados ya los rojos, en una transición continua en la cual el ojo no es capaz de determinar cuándo un colortermina para que comience el otro, aunque la naturaleza de estos cambios es atómicamente discreta.Antes de los violetas, cuyo extremo está aproximadamente en los 380 nm, se encuentran losultravioletas y más allá de los rojos que terminan en los 780 nm aproximadamente, están losinfrarrojos. Por supuesto, ni los ultravioletas ni los infrarrojos son visibles sin ayudas técnicas.

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La luz es visible porque las ondas comprendidas dentro del intervalo de longitudes de onda que ocupason capaces de estimular al analizador visual -sentido de la vista-. Para ello el ojo posee dos tipos decélulas muy especializadas que pueden ser consideradas neuronas, que reciben el nombre de conos ybastones. Estas células fotosensibles, ante el estímulo luminoso adecuado, envían impulsos nerviososa las zonas visuales del cerebro a través del nervio óptico, con lo que completan así el proceso visual.

Fig. 6.1 Espectro electromagnético visible

Córnea

Cristalino

Iris

Esclerótida

Coroides

Retina

Capa pigmentada

Nervio óptico

Arteria centralde la retina

Mancha amarilla

Humor vítreo

M. rectoexterno

Zónula

Músculo ciliar

Cámara posteriorCámara anterior

Conducto de Schlemm

Fig. 6.2 Esquema simplificado del ojo

VIOLETA AZUL VERDE AMARILLO NARANJA ROJO

380 450 500 570 590 610 760

ULTRAVIOLETA

λ(nm)

INFRAROJOS

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Los párpados y las pestañas constituyen una protección para el ojo frente a agresiones mecánicas,químicas y luminosas. La córnea y el cristalino son dos lentes que constituyen un sistema ópticoconvergente encargado de proyectar una imagen del objeto en la retina, que es la capa fotosensible delojo, donde se encuentran los conos y los bastones.

El iris equivale al diafragma de la cámara fotográfica; es decir, su función es controlar la entrada deluz al ojo. Cuando hay poca luz, el iris se contrae y aumenta así el diámetro de la pupila, por la cualpenetra la luz; si hay mucha luz, el iris se dilata disminuyendo el diámetro de la pupila y enconsecuencia se reduce la entrada de luz en el ojo. Por otra parte, los músculos ciliares son losencargados de modificar las cualidades convergentes del cristalino variando su curvatura y, enconsecuencia, su distancia focal. Este mecanismo permite enfocar en la retina las imágenes de losobjetos observados al variar las distancias que los separan del observador.

Los conos están concentrados en una zona de la retina llamada mácula lútea o mancha amarilla, en lacual se localiza la fóvea, que es precisamente donde se enfoca el centro de la imagen del objetoobservado directamente, mientras que los bastones están distribuidos por el resto de la retina.

Las cualidades ópticas de los conos y de los bastones difieren notablemente, mientras que los conosson capaces de discriminar los colores y aumentar levemente su sensibilidad, los bastones sóloperciben la luz sin poder distinguir el color (Fig. 6.4). Sin embargo, los bastones tienen la capacidadde incrementar su sensibilidad notablemente frente a iluminaciones débiles y los conos, al contrario,llegan a dejar de funcionar cuando la luz es insuficiente. Se puede recordar aquella vieja frase: “Denoche todos los gatos son pardos”, para caracterizar lo que ocurre con la percepción de los colorescuando existen bajos niveles de iluminación. Este fenómeno está expresado en el efecto Purkinje de lavisión, el cual explica la pérdida de la percepción cromática por el desplazamiento de la curva normal

d (mm)

10

5

0-5 0 5 log E

Variación del diámetro de la pupilaal aumentar la iluminación

Variación del diámetro de la pupila en el tiempo después de pasarde un local bien iluminado a la oscuridad.

8

7

6

5

4

3

2

d (mm)

0,1 1 10 100 1000 ms

a ) b )

Fig. 6.3 a) variación del diámetro de la pupila al aumentar la iluminación b) Variación del diámetro de lapupila en el tiempo/iluminación.

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de la sensibilidad del ojo hacia la zona de los azules y violetas. El gráfico de la figura 6.5 ilustra loanterior.

Un ejemplo cotidiano de la deficiente sensibilidad de los conos y de la ganancia de sensibilidad de losbastones cuando hay poca luz está en los centinelas nocturnos. Todo hombre que ha tenido que vigilardurante la noche zonas oscuras sabe que para observar un punto determinado en la oscuridad esnecesario correr la mirada ligeramente hacia un lado, de manera que la imagen del lugar que sepretende observar no se forme en la fóvea -zona ocupada por los conos-, sino en otra parte de la retinadonde están distribuidos los bastones, ya que si se mira directamente el lugar, su imagen tendría queformarse en el sitio que ocupan los conos que no están funcionando por falta de luz.

8

7

6

5

4

310 20 30 40

Fig. 6.4 Adaptación de conos y bastones a la oscuridad después de estar expuestos a un campo luminoso.

Fig. 6.5 Desplazamiento de la curva de sensibilidad relativa del ojo humano (efecto Purkinje). a) visiónfotópica, b) visón escotópica

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

Aen

sibi

lidad

rel

ativ

a

4000 4400 4800 5200 5600 6000 6400 6800Longitud de onda (Å)

b) a)

BASTONES

CONOS

Sens

ibili

dad

rela

tiva

minutos en la oscuridad

loga

ritm

o re

lativ

o de

la r

espu

esta

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Acomodación y adaptación

Por lo visto anteriormente, existen dos mecanismos visuales de suma importancia: la acomodación yla adaptación. La acomodación consiste en la capacidad del ojo de enfocar correctamente en la retinala imagen del objeto observado. Cuando el objeto está muy alejado del observador los músculosciliares actúan sobre el cristalino disminuyendo las curvaturas de sus caras. De esta manera la lente sehace menos convergente y, en consecuencia, aumentará su distancia focal, con lo cual la imagen seproyectará en foco sobre la retina (Fig. 6.6).

Si el objeto observado se encuentra muy cerca del observador, los músculos ciliares modifican laforma del cristalino y lo hacen más convergente, lo que provoca una disminución de la distancia focaly la proyección de la imagen en foco sobre la retina. Cuando el ojo trabaja observando objetosrelativamente lejanos, su esfuerzo es mucho menor que cuando debe observar objetos muy cercanos,sobre todo cuando éstos son pequeños. De ahí que la visión cercana de pequeños detalles exige unesfuerzo notablemente severo del analizador visual, no sólo por parte del ojo, sino también delcerebro, que muchas veces debe resolver situaciones que el ojo no ha podido ofrecerle de formatotalmente clara. Este esfuerzo es mucho mayor si las condiciones impuestas por la mala iluminaciónprovocan una imagen resultante difícil o imposible de interpretar por el cerebro.

•

•

a)

b)

Fig. 6.6 Acomodación. a) Visión lejana b) Visión cercana

Fig. 6.7 Adaptación del iris

Ante mucha luz Ante poca luz

Cap-6 28/9/99 14:18 Página 125


Por otra parte, la adaptación es la capacidad del analizador visual que le permite modificar sucomportamiento ante las variaciones del nivel de iluminación; si la iluminación es deficiente, el ojoincrementa su sensibilidad a la luz y aumenta el diámetro de la pupila para que penetre más cantidadde luz (Fig. 6.7). Si por el contrario la iluminación es excesiva, el ojo disminuye su sensibilidad yreduce el diámetro pupilar para impedir que penetre en él demasiada luz. La variación del diámetro dela pupila se efectúa mediante la contracción y dilatación del iris, tal como se indicó anteriormente,mientras que la variación de la sensibilidad es una consecuencia de los cambios químicos que seoperan en los pigmentos de los conos y en los bastones -yodopsina y rodopsina respectivamente-frente a la variación del nivel de iluminación, tal como se mostró en la figura 6.4. En realidad tantoconos como bastones incrementan su sensibilidad por esta vía, pero los conos, aunque lo hacen amayor velocidad, consiguen un incremento mucho menor, mientras que los bastones, más lentos en elproceso de adaptación, logran incrementos de sensibilidad mucho mayores. Así, los conos noalcanzan a incrementar su sensibilidad más allá de unas setenta veces, mientras que los bastoneslogran multiplicarla unas veinticinco mil veces. De ahí que, para casos extremos, los conos no logrencon su discreto aumento recibir la poca luz existente y de hecho dejan de funcionar.

Cuando se combinan las situaciones adversas de la visión cercana de pequeños detalles y el bajo nivelde iluminación, el analizador visual se encuentra en condiciones muy desventajosas. La fatiga visual,seguida de la fatiga mental, provocan en el sujeto la pérdida de interés por la actividad, dolor decabeza, irritación ocular y otros síntomas que dan al traste con la calidad y la productividad deltrabajo.

Estos aspectos que se deben tener en cuenta, porque afectan tanto al hombre como a su actividad,frecuentemente son inadvertidos en el diseño de puestos de trabajo y son causa de no pocosproblemas y dificultades. También se encuentra en esta situación la visión cercana por largosperiodos de tiempo, lo que agota la capacidad de acomodación del ojo. Tal es el caso de relojeros,sastres, costureras, operadores de videoterminales, actividades que requieren de largas lecturas, etc.

Sin embargo, si esto resulta negativo, no menos perjuicios ocasionan aquellas actividades que obligana un cambio constante de enfoque. El problema radica fundamentalmente en el incremento de lafrecuencia del cambio de enfoque, lo que obliga a los músculos ciliares a un ejercicio muy intenso yagotador. Las investigaciones efectuadas indican que el cansancio visual es mucho más frecuenteentre profesionales obligados por su actividad a tareas visuales de este tipo, que entre personas cuyostrabajos requieren fundamentalmente de la visión lejana y mediana, como es el caso de campesinos ypescadores.

Tampoco puede pasarse por alto el efecto de la iluminación artificial sobre el analizador visual. Paraser realmente justos, no se puede olvidar que la luz artificial sólo tiene algo más de cien años deexistencia, y su aplicación generalizada, aún menos. De esta manera el sistema visual del hombre hasido sorprendido por un agente nuevo al cual se está tratando de adaptar precipitadamente, con todaslas desventajas y afectaciones que ocasionan las adaptaciones rápidas.

Por otra parte, la tecnología ha impuesto al hombre, con igual premura, una serie de tareas visualesnuevas que incrementan la carga del analizador visual. Sin duda los ordenadores personales son una

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de las más notables por su extremas exigencias visuales. Al menos, el operador de videoterminal debeprestar atención visual a cuatro elementos: la pantalla, el teclado, el documento del cual copia y eldocumento de la impresora, y quizás alguno más. Se deben tener en cuenta, además, las enormesdiferencias existentes entre los caracteres de la pantalla -contraste, color, brillantez- y el resto de losdocumentos y el teclado. Todo indica que cada vez más se hace imprescindible el conocimiento plenode los problemas de la iluminación, tanto en el puesto de trabajo como en cualquier otra actividadhumana.

Magnitudes y unidades

Para lograr este conocimiento se debe, en primer lugar, caracterizar la luz utilizando las cuatromagnitudes esenciales: flujo luminoso, intensidad luminosa, nivel de iluminación y luminancia obrillo.

El flujo luminoso es la potencia lumínica que emite una fuente de luz; dicho de otra manera: es lacantidad de luz emitida por segundo. El símbolo es (φ) y la unidad es el lumen (lm). Las fuentes deiluminación se diferencian -según su eficiencia y potencia- por su flujo luminoso. El flujo luminosode una lámpara determina su potencia lumínica y es un dato que puede conocerse a través de sufabricante.

Fig. 6.8 Visión, iluminación y tareas con ordenador

Manuscrito

IluminaciónajustablePosibiliad de atenuar

la luz del día

Pantalla :contraste regulablereflexiones controladas

NI: 200 - 500 luxDistribución adecuadade la Luminancia

Lluminarias con rejillas

Reflexionesen el teclado controladas

emkd

esin

g

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La intensidad luminosa caracteriza la emisión de luz en función de su dirección. El símbolo es (I) y suunidad es la candela o el lumen /estereorradián.

El nivel de iluminación caracteriza la cantidad de luz que incide sobre una superficie; el símbolo es(E) y su unidad es el lux (lx). De esta manera un lux es el nivel de iluminación que provoca un flujoluminoso de un lumen sobre una superficie de un metro cuadrado de área. Así pues:

φ lumenE = ——— que equivale a: lux = ————

S m2

La luminancia o brillo se define por la cantidad de luz emitida por una superficie; el brillo oluminancia de una superficie es la intensidad luminosa que ésta emite -si es luminosa- o refleja -si esiluminada- por unidad de área, y depende de la intensidad de la luz que emite o incide sobre lasuperficie, del coeficiente de reflexión de ésta, y de la curva característica de difusión de reflexión. Elsímbolo es (L) o (B) y la unidad es la candela/m2.Una cartulina blanca poseerá más brillo si se incrementa el nivel de iluminación sobre ella. Laluminancia excesiva en relación al ambiente general produce deslumbramiento, mientras que laescasa reduce la visibilidad. La luminancia expresa sensación real de luminosidad que provoca en elojo una superficie. Una superficie blanca posee más luminancia o brillo que una negra. Debeseñalarse que la luminancia también depende del punto de vista del observador, es decir:

IL = ————

Sproyc

donde: I es la intensidad luminosa de la luz reflejada Sproyc es el área de la superficie proyectada como plano normal a la dirección del

observador.

Aspectos que relacionan la visión y la iluminación

La complejidad de los procesos visuales exige el análisis de otros aspectos que los relacionan con lailuminación muy estrechamente. Estos aspectos son : ángulo visual, agudeza visual, contraste,tiempo, distribución del brillo en el campo visual, deslumbramiento, difusión de la luz y color.

El ángulo visual es el que se forma con su vértice en el ojo hasta el contorno del objeto observado,dependiendo su valor del tamaño del objeto y de la distancia que lo separa del ojo. Algunos autoresprefieren utilizar, en lugar del ángulo visual, el tamaño del objeto. Pero esta propiedad no satisfaceplenamente el concepto. Un elefante poseerá un tamaño determinado independiente de la distancia aque se encuentre del observador; sin embargo, el ángulo visual sí variará según dicha distancia(Fig. 6.9).

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La agudeza visual es la medida que califica a la visión por el detalle más pequeño que es capaz depercibir el ojo. La agudeza visual de un sujeto se expresa como el ángulo mínimo con vértice en elojo cuyos lados se extienden hasta dos puntos separados entre sí por una distancia (d) y que puedenser percibidos como dos puntos independientes, y no como uno sólo. Si se redujera el ángulo mínimosería imposible para ese observador poder percibir los dos puntos como independientes. En lapráctica, los detalles pequeños generalmente no suelen ser luminosos, sino iluminados.

distancia del ojo al caracter = D

ancho delcaracter = L

altura del caracter = H

grosor del trazo = e

Fig. 6.9 Angulo visual

Fig. 6.10 Comparación de las agudezas visuales a) del hombre y b) del gavilán bajo idénticas condiciones.

a)

b)

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Tal es el caso de la lectura, por ejemplo. Por lo tanto, es de uso corriente medir la agudeza visual condetalles no luminosos. Por otra parte, en estos casos, la agudeza visual depende del contraste entre losdetalles y el fondo y del nivel de iluminación.

De la misma forma, existe la agudeza visual para visión cercana, para visión mediana y para visiónlejana. Una forma práctica de medir la agudeza visual consiste en calcular la cotangente del ángulovisual α:

DCotang α = ———

ddonde:

(D) es la distancia desde el ojo al objeto (d) es la distancia que separa a los detalles del mismo.

3

2

1

0,5

0

10

20

30

40

50

60

c = 0,5

c = 0,1

0,01 0,1 1 10 100 1000

Edad(años)

Luminancia (L)

(cd/m )La agudeza visual relativa por edades para diferentes luminancias y contrastes 2

Agudeza visual

500

000

500

09 10 15 20 30 40 50 70

Años de edad

Sin lentes

Con lentes

Agudeza visual por reflexión en función de la edad.

Fig. 6.11 a) Agudeza visual por reflexión en función de la edad b) Agudeza visual relativa por edades paradiferentes luminarias y contrastes.

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Esta expresión es útil y práctica, teniendo en cuenta que α es un ángulo muy pequeño que se expresaen minutos.La agudeza visual comienza a decrecer a edades muy tempranas, por lo que se puede comprender laimportancia de una iluminación adecuada a la tarea que realiza el sujeto (Fig. 6.12).

Las investigaciones han demostrado la conveniencia de garantizar condiciones visuales equivalentes atres veces la agudeza visual del trabajador; es decir, si un trabajador posee una agudeza visual de1500 en determinadas condiciones deberá trabajar bajo condiciones similares al que posea unaagudeza visual de 500. Esto se logra disminuyendo (D), o aumentando (d), incrementando el contrasteentre los detalles y el fondo, o incrementando el nivel de iluminación.

El contraste es la relación existente entre el brillo del objeto y el brillo de su fondo, y es indispensablepara poder distinguir un objeto de su fondo. A mayor contraste habrá mejor percepción y mayorrapidez para distinguir el objeto. Una tiza blanca sobre un papel blanco no podrá verse tan bien comosi se coloca sobre un papel negro; incluso, bajo determinadas condiciones, puede que ni se vea,debido a la falta de contraste. La expresión utilizada para calcular el contraste es la siguiente:

L1 – L2

C = —————L1

donde:C es el contraste o relación de luminanciasL1 es la luminancia del fondo L2 la del objeto.

10 20 30 40 50 60 70 80 AÑOS

125

100

75

50

25

AG

UD

EZ

A V

ISU

AL

%

Fig. 6.12 Comportamiento de la agudeza visual con la edad.

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Un objeto puede ser visto e identificada su forma por el contraste que ofrece con el fondo. Se puedemejorar el contraste cambiando la reflectividad de determinadas partes de la tarea.

El tiempo es otro de los aspectos a tener en cuenta en el proceso visual. Es obvio que el tiempotranscurre durante los fenómenos que ocurren en el analizador visual, por lo que mientras mayor es eltiempo en que el estímulo actúa sobre éste, mejor será la percepción. Por otra parte, la retina -conos ybastones- posee la propiedad de “memorizar” la imagen del objeto que la ha estimulado, después dehaber cesado el estímulo; esto es lo que se llama persistencia de la imagen en la retina. Estapersistencia dura entre 0,1 y 0,2 segundos, dependiendo de varios factores, entre ellos el grado defatiga mental, la cual disminuye esta capacidad.

Precisamente es a esta propiedad de la retina a la que el hombre le debe agradecer la posibilidad dever televisión y cine, porque, al mantenerse durante un tiempo las imágenes en la retina, en unasecuencia rápida, éstas se van fundiendo unas con otras en lo que se denomina fusión retiniana yofrecen la sensación del movimiento. Por otro lado, resulta interesante comprobar cómo el analizadorvisual no advierte ni las imágenes de los espacios que separan los cuadros de una cintacinematográfica, ni el barrido electrónico de la pantalla del televisor. Esto también se debe al tiempo.Es decir: a la velocidad con que transcurren, al ojo le resulta imposible detectarlas. Así pues, el movimiento disminuye el umbral de la agudeza visual y hasta puede -como en losejemplos antes expuestos- imposibilitar la visión del objeto. De ahí que en ocasiones sea necesariotener en cuenta y medir la agudeza visual dinámica.

La distribución del brillo en el campo permite un bienestar visual o puede provocar la fatiga visual.Es deseable que el brillo en el puesto de trabajo y sus alrededores no presente grandes desigualdadesque obligarían al ojo a un constante ajuste visual de adaptación. Recuérdese tanto los movimientosque debe realizar el iris como los procesos químicos en la retina que permiten modificar susensibilidad frente a las variaciones de la iluminación. No es el mecanismo de adaptación loperjudicial, sino su alta frecuencia. Esta es la razón fundamental por la que se recomienda no vertelevisión a oscuras. No está de más aclarar que no debe confundirse este aspecto con la ausencia decontraste.

Ante las posibles dificultades para lograr una iluminación que permita un brillo homogéneo en elpuesto de actividad y sus alrededores, se considera como condición límite una relación de 10:3:1 (ode 1:3:10) para el centro de la tarea, los alrededores inmediatos y los alrededores mediatos. Es decir:si en el centro de la tarea debe haber una luminación de 30 candelas por metro cuadrado, en losalrededores inmediatos no debe haber menos de 9 cd/m2, (ni más de 90) y en los mediatos no menosde 3 cd/m2, (ni más de 300).

El deslumbramiento se produce cuando hay áreas de alto brillo en el campo visual. Hay dos tiposprincipales de deslumbramiento (ambos deben ser evitados): molesto, por ejemplo, cuando situamosun operario frente a una pared muy blanca durante toda su jornada laboral; este deslumbramientoproduce una reducción de la agudeza visual. Perturbador, el que además, produce una disminuciónviolenta total o parcial de la visión, como una lámpara que incida directamente en nuestros ojos, elreflejo de un rayo de luz en un cristal o superficie muy pulida, etc...

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Cuando hay más de una fuente de deslumbramiento en el puesto de trabajo, se suman para dar elíndice de deslumbramiento.

El deslumbramiento provoca no pocos trastornos y molestias. Las grandes diferencias de brillo en elcampo visual, o una luz incidente o reflejada por una superficie, pueden desde impedir una buenavisión hasta causar daños en el analizador visual.

En el caso del deslumbramiento por incidir un rayo de luz sobre el ojo -ya sea directo o reflejado poruna superficie especular-, se produce en el mismo una rápida reducción de la sensibilidad y, enconsecuencia, de la agudeza visual. Si la luz es muy potente puede llegar a causar daños temporales odefinitivos en la retina. En el caso -bastante frecuentede superficies relativamente extensas que

Fig. 6.13 Ejemplos de deslumbramientos y sus posibles correcciones.

bueno

malo

Deslumbramiento por luz reflejada

Contraste de luminancia

malo

malo

bueno

buenomalo

malo bueno

buenomalo

Deslumbramiento directo

Deslumbramiento por luz reflejada

Sombra sobre el plano de trabajo

emkdesing

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posean mucho brillo, como es el caso de la pared muy blanca iluminada, frente a las cuales debepermanecer un trabajador durante su jornada laboral, no es raro encontrar afectaciones oculares,dolores de cabeza y otros malestares, además de posibles errores en el trabajo, baja productividad, etc.

Tampoco es difícil encontrar fuentes de luz, tanto natural como artificial, cuyos rayos incidandirectamente sobre los ojos de un trabajador -o de varios-. Así pueden verse ventanas que permiten elpaso de luz excesiva que incide sobre los ojos de un operador de pantalla de visualización de datos ydisminuye de esta forma el necesario contraste entre caracteres y su fondo, y deslumbrando aloperador. Lo mismo ocurre con luminarias y lámparas mal instaladas (Fig. 6.13).

La difusión de la luz generalmente ofrece ventajas en el trabajo. Una iluminación difusa es suave yevita sombras fuertes que enmascaran parte del puesto de trabajo. Por otra parte, la iluminación difusageneralmente evita el deslumbramiento y crea un ambiente de bienestar, pero se debe vigilar el nocrear una excesiva monotonía con una luz demasiado difusa que haga desaparecer todo tipo desombras.

Sin embargo, no siempre es conveniente la luz difusa. Tal es el caso de aquellas tareas en que eltrabajador debe descubrir detalles pequeños importantes y donde la luz difusa, precisamente por sersuave y evitar las sombras pronunciadas, no permite verlos. Como casos típicos están los trabajos detornería, el pulido de piezas, el control de calidad de telas, etc, donde se buscan imperfecciones–rugosidades, grietas, etc...–. Para estas actividades en las máquinas herramientas se sitúan luminariaspreferiblemente de lámparas “puntuales”; es decir: lámparas de muy poca extensión, como son laslámparas incandescentes y las halógenas, que tienen un filamento relativamente pequeño, comosuplemento al alumbrado general con buen grado de difusión, que debe poseer el taller. Además, escomún relacionar un alto nivel de iluminación con la buena visión de los detalles; sin embargo,muchas veces estos conceptos son antagónicos y provocan el efecto contrario al buscado.

Toda iluminación tiene color tanto la artificial como la natural. El escoger el color de la iluminaciónes tecnológica y emocionalmente importante, e influye en el color de los objetos que el hombrepercibe gracias a la presencia de los conos en la retina. El ojo no posee la misma sensibilidad paratodos los colores. La distribución de su sensibilidad sigue una curva normal, tal como pudoobservarse en la figura 6.5, cuando se explicó el efecto Purkinje de la visión. Cuando hay una buenailuminación el máximo de la sensibilidad del ojo está en los 550 nm, que es un amarillo verdoso. Amedida que el nivel de iluminación va decreciendo, esta curva normal se va desplazando hacia la zonade las ondas más cortas, hasta que el máximo de sensibilidad alcanza los 500 nm, que es la longitudde onda de un verde azulado, y el ojo se hace casi ciego para los rojos lejanos.

Las superficies que el ojo percibe de un color determinado, a pesar de estar iluminadas con luzblanca, aparecen de ese color porque absorben todas las longitudes de onda menos la del color quereflejan y el ojo ve. Lo mismo ocurre con los cuerpos translúcidos que se observan del color que ellospermiten pasar a su través, absorbiendo los demás.

No puede ignorarse el contraste cromático, que es el producido por la diferencia de colores entre elobjeto y su fondo.

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Se ha comprobado el registro de diferentes niveles emocionales asociados a los colores, de lo cual sederiva la importancia en la selección adecuada del tipo de fuente de luz, tanto con respecto a variablestales como productividad, control de la calidad, fatiga, seguridad, eliminación de errores, etc...

Sistemas de alumbrado

La iluminación en un local y en sus distintos puestos de trabajo implica un análisis previo, no sólo delas necesidades de alumbrado de acuerdo con las tareas que se realizan en el lugar, sino también deaspectos económicos, como son: el consumo energético, los costos y disponibilidades de luminarias ylámparas, posibilidades de aprovechamiento de la luz natural, etc. En ocasiones es necesario tomardecisiones que involucran diversos factores, muchas veces contradictorios entre sí.

Es posible el aprovechamiento de la luz del día, pero hay que tener en cuenta que junto con ellapenetra en el local su calor, lo que obliga, en ocasiones, a la instalación de equipos de climatización eincrementando el consumo energético. Por otra parte, este aprovechamiento obliga a establecercontroles sobre la intensidad de la luz natural, por ejemplo un rayo de sol que incide sobre un puestode trabajo, etc. Lo ideal sería que las soluciones se decidan durante el diseño de la obra, y no pasa,pues, inadvertido lo imprescindible que resulta un trabajo multidisciplinario desde que comienza aconcebirse el proyecto, y no dejar para después este análisis, cuando, seguramente, ya no es posibleefectuar determinados cambios como, por ejemplo, la orientación geográfica del edificio, la seleccióny disposición de los locales, etc.

No obstante, a pesar de conocerse todo esto, lo más generalizado es heredar lo hecho y tratar deadaptarlo a las nuevas necesidades, lo que constituye una tarea mucho más ardua y difícil. De estamanera en ocasiones hay que aceptar con resignación ventanas mal situadas que obstaculizan lasbuenas intenciones de quien está instalando una sala de informática, o un laboratorio docente, o untaller de costura.

Para diseñar un sistema de alumbrado de un local debemos considerar, al menos, los siguientesaspectos: nivel de iluminación que requiere la actividad, tipo de luminaria, distribución, distancias alplano de trabajo, tipo de iluminación, tipo de lámparas utilizadas, potencia, alumbrado suplementarioy grado de mantenimiento, ventanas, otras entradas de luz, etc.

Respecto al nivel de iluminación necesario, las normas europeas CEN-TC169 establecen los nivelesmínimos necesarios según las diferentes actividades (Tabla 6.1).

Mientras mayor es la carga visual de la actividad, mayor deberá ser el nivel de iluminación requerido.El nivel de iluminación necesario está muy íntimamente relacionado con todos los aspectos que sehan visto anteriormente, como son: el ángulo visual, el contraste, la agudeza visual, etc. Pero tambiénexisten otros factores, como la edad del trabajador, las fatigas física y mental, los defectos visuales,etc. que no pueden obviarse en el análisis. Por tal motivo, en ocasiones, una aplicación mecánica deuna norma puede invalidar un diseño de sistema de iluminación.

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Por ejemplo, las normas no pueden establecer todas las posibilidades existentes para las miles deactividades que se desarrollan y generalmente el ergónomo debe tomar decisiones por analogía conotra tarea visual.

Dentro de una macroactividad existen múltiples microactividades que conforman la general, y quepueden tener solicitudes puntuales de niveles y calidades de iluminación diferentes. Para la labor deinspección de telas en una fábrica textil, no es suficiente considerar un nivel de iluminación elevado,lo que aparentemente sería lógico. El nivel de iluminación para esta tarea no tiene que serexcesivamente alto, pero, además, la luz debe ser rasante y rutilante, y no difusa. Los altos niveles deiluminación y la luz difusa tienden a enmascarar los defectos, que precisamente es la tarea básica delinspector de calidad en este caso.

Los tipos de alumbrados que deberán utilizarse pueden clasificarse según la dirección de la luz queemiten. Esta clasificación considera seis tipos: directa, semidirecta, directa-indirecta, semindirecta,indirecta y general difusa. Las luminarias directas son aquellas de las que al menos el 90% de su luzestá dirigido hacia el plano de trabajo; las semidirectas son las que dirigen hacia dicho plano entre el60% y el 90% de su flujo luminoso; son directas-indirectas aquellas que envían hacia el plano detrabajo entre el 40% y el 60% de su luz directamente. Por su parte, las semi-indirectas dirigen entre el

IluminanciaIntervalo recomendada (LUX) Clase de actividad

Tabla 6.1 Ejemplos de Nivel de iluminación en función de tareas (CENTC 169)

A

Iluminación general en

zonas poco frecuentadas

o que tiene

necesidades visuales

sencillas

B

Iluminación general para

trabajo en interiores

C

Iluminación adicional en

tareas visuales exactas

20

30

50

75

100

150

200

300

500

750

1000

1500

2000

3000

5000

7500

10000

15000

20000

Zonas públicas con alrededores oscuros.

Únicamente como simple orientación en visitas de cortaduración.

Lugares no destinados para trabajo continuo (zonas dealmacenaje, entradas).

Tareas con necesidades visuales limitadas (maquinariapesada, salas de conferencias).

Tareas con necesidad visual normal (maquinaria media.oficinas).

Tareas con necesidad visual especial (grabado, inspeccióntextil).

Tareas prolongadas que requieren precisión (minielectrónicay relojería).

Tareas visuales excepcionalmente exactas (montajemicroelectrónico).

Tareas visuales muy especiales (operaciones quirúrgicas).

}

}

}

}

}

}

}

}

}

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10% y el 40% de la luz directamente hacia el plano de trabajo, mientras que las indirectas, a lo sumo,dirigen el 10% de su flujo luminoso al plano.

Desde el punto de vista económico, la iluminación directa es la más rentable, ya que es la que tienemenores pérdidas al dirigir casi toda su luz directamente al plano de trabajo. Sin embargo, este tipo deiluminación pudiera no resultar lo suficientemente difusa y, por otra parte, requiere de mucho cuidadoen su emplazamiento para evitar deslumbramientos y sombras.

El tipo de luminaria y la lámpara, en gran medida, determinaran la calidad de la luz, que es otroaspecto que debe dominar el ergónomo ya que su selección debe ser producto de un análisis integralde la situación planteada. Desde el punto de vista industrial, extensible a diversos locales de trabajo,existen cinco tipos básicos de fuentes de luz: incandescente, fluorescente, de vapor de mercurio, devapor de sodio y las halógenas.

Las lámparas incandescentes poseen un espectro continuo, lo cual constituye una característicapositiva; es necesario recordar que el ojo es un producto de la luz diurna y ésta posee un espectrocontinuo. Sin embargo, el espectro de la luz de lámpara incandescente tiene una gran emisión deanaranjados y rojos, mientras que emite poco del resto del espectro. Este defecto es muy notable enlámparas de poca potencia (25-40 watios), y se atenúa en lámparas potentes. Otro defecto de la luzincandescente es su baja eficacia: una lámpara incandescente de 100 W sólo emite en forma de luz el10% de la energía que consume. El resto se transforma en calor. En una de 60 W sólo el 7,5% de laenergía se convierte en luz. Por otro lado, estas lámparas son de bajo costo y su instalación es simpley económica. Respecto a su vida en relación con las demás, es corta.

Las lámparas fluorescentes poseen un espectro continuo. Al respecto se debe decir que se fabricandiversas calidades de luz. Su eficiencia es mayor que la de las lámparas incandescentes: una lámpara

110

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

040 80 120 150 200 LUX

Pal

abra

s po

r m

inut

o

Fig. 6.14 Ejemplos de curvas de velocidad de lectura en función del nivel de iluminación. a) Persona con vistaóptima b) Persona con vista cansada.

a)

b)

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fluorescente de 40 W emite el 20% de su energía en forma de luz, además, al emitir mucho menosque las anteriores en la región de los rojos e infrarrojos, su emisión de calor es inferior. Otro aspectocon el cual aventaja a las incandescentes es su extensión, con la que se distribuye en una superficiemayor su brillo y disminuye el posible deslumbramiento. Aunque su encendido en algunos tipos eslento, también se fabrican de arranques rápidos e instantáneos. Su desventaja radicafundamentalmente en una instalación más costosa y compleja. Por otra parte, como su consumofundamental se produce por el encendido, no es recomendable este tipo de lámpara para ser utilizadapor cortos y frecuentes períodos de tiempo. Aunque el costo de la lámpara es mayor que la defilamento incandescente, su duración es mayor. Otro defecto es el posible centelleo.

Las lámparas de vapor de mercurio son muy eficientes y económicas. No obstante, su mayordesventaja radica en su espectro discreto y su demora en el encendido. Su espectro tan restringidoprovoca la alteración de los colores a la vista, lo que constituye, en determinadas tareas, unalimitación importante. No se recomienda su emplazamiento a bajas alturas por su posible acciónperjudicial sobre la piel. Su uso generalmente está limitado a locales altos, y carreteras.

Las lámparas de vapor de sodio también resultan muy eficientes y económicas. Poseen un espectrodiscreto muy limitado, lo cual es una desventaja, pero al no emitir en la región de los ultravioletas -como emiten las lámparas de mercurio- no hay limitaciones en cuanto a su emplazamiento a menoresalturas. Sin embargo, el encendido también es lento. El color anaranjado -para lámparas a bajapresión- y amarillo -para lámparas a alta presión- no hace que su luz sea muy confortable para serutilizada en largos períodos de tiempo. Actualmente se está comenzando a utilizar combinada con lafluorescente (entre el 20% y el 25% de luz de sodio y el resto fluorescente), con lo que se obtiene unaluz agradable y económica, para locales industriales.

Por su parte, las halógenas tienen un espectro continuo; sus inconvenientes son una baja eficacia yvida corta. En general sus cualidades son superiores a las de la incandescencia; se utilizan paraalumbrado focalizado, ya que la apariencia y color de la luz son muy aceptados por el usuario.

Sistemas de iluminación

Los sistemas de iluminación básicos son tres: iluminación general, iluminación general localizada eiluminación suplementaria. Su selección depende de las condiciones y necesidades de las tareas quese realizan en el lugar. Los sistemas de iluminación general tienen el objetivo de garantizar undeterminado nivel de iluminación homogéneo a todos los puestos situados en un mismo plano en ellocal. Estos sistemas están dirigidos a locales donde el nivel de iluminación recomendado es el mismopara todos o casi todos los puestos de trabajo. Las luminarias deben estar distribuidashomogéneamente en el techo: empotradas en él, adosadas, o colgadas a determinada altura.

Los sistemas de iluminación general localizada no tienen el objetivo de garantizar un nivel deiluminación uniforme para todo el local, sino de iluminar, con el mismo o con diferentes niveles deiluminación, el local por zonas, en las cuales están situados los medios de producción de manera nouniforme. Es decir, las luminarias se situan en el techo, empotradas, adosadas, o colgadas adeterminada altura, siempre localizadas sobre las zonas de interés.

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Los sistemas de iluminación suplementarios siempre están asociados a uno de los dos sistemasanteriores. Su objetivo es suministrar, mediante una luminaria situada en el propio puesto de trabajo,la cantidad de luz necesaria para que, agregada a la aportada por un sistema general o generallocalizado, complete el nivel de iluminación requerido por la tarea que se realiza en ese puesto. Su ventaja radica en lo económico que resulta situar una luminaria cercana al puesto, que evita lainstalación de sistemas en el techo de manera general excesivamente potentes. Tal es el caso de laluminaria que instalan en las mesas de los dibujantes. Otras veces, la instalación de luminariassuplementarias en los puestos de trabajo tiene el objetivo de ofrecer otra calidad de iluminación y nosólo de más cantidad. Este es el caso de la luminaria de lámpara incandescente que se sitúa en lasmáquinas herramientas para lograr una iluminación rutilante y poder observar los defectos de laspiezas que se están fabricando. Habitualmente en los videoterminales se sitúan luminariassuplementarias para elevar el nivel de iluminación sobre los documentos que debe leer el operadordurante su trabajo en la máquina.

Diseños de sistemas de iluminación general: Método de los lúmenes

Si el flujo luminoso que incide sobre una superficie es lo que determina el nivel de iluminación, paracalcular la cantidad de lúmenes que debe emitir un sistema de iluminación general es posible aplicarla expresión ya conocida:

φ = E x S

Fig. 6.16 Iluminación general con iluminación suplementaria para trabajo con ordenadores.

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donde φ = lúmenes/luminaria x cantidad de luminariasE = nivel de iluminación (NI) en luxes, requerido en los puestosS = superficie que es necesario iluminar y que cubre todo el local

La cantidad de luminarias que es necesario instalar en el techo para lograr el nivel de iluminaciónrequerido, distribuido uniformemente en el plano de trabajo de superficie S, se puede determinar:

NI (luxes) x S (m2)Cantidad de luminarias = —————————

lúmenes/luminaria

Pero no todos los lúmenes que emite una lámpara llegan al plano de trabajo; hay pérdidas: parte de laluz se pierde al ser absorbida por la pantalla de la luminaria donde está instalada la lámpara, demanera que la forma de la luminaria, accesorios que contiene, etc, provocan pérdidas de luz. Tambiénse pierde luz absorbida por el techo y por las paredes. Por lo tanto, parte del flujo luminoso se pierde,mientras que el resto llega al puesto de trabajo -plano de trabajo- directamente o después de reflejarseen la estructura de la luminaria, en el techo y en las paredes, etc... .

Este porcentaje del flujo luminoso que llega al plano de trabajo se conoce como coeficiente deutilización (CU) y es ofrecido en tablas por los fabricantes de luminarias. Como puede comprenderse,el CU depende del tipo de luminaria, de la altura de montaje (distancia de la luminaria al plano detrabajo), de la geometría del local y de los coeficientes de reflexión del techo y de las paredes. Pero la emisión de luz de una lámpara es variable. Si la luminaria no se limpia, el polvo y la suciedadabsorben parte de la luz y la propia lámpara, aun sin dejar de funcionar, con el uso pierde emisividadde luz. Como es imposible un mantenimiento que conserve a la luminaria y a la lámpara tal como sifuesen nuevas, aun limpiándose y atendiéndose bien, hay pérdidas de flujo luminoso por eseconcepto. De ahí que los fabricantes ofrezcan en sus tablas de luminarias, además del coeficiente deutilización de cada luminaria, sus factores de mantenimiento (o de conservación) (FM), que puedenser: bueno, regular o malo, según la atención que se les preste.

Analícese este ejemplo: Una luminaria con dos lámparas fluorescentes emite en total 5000 lúmenes -valor teórico medio- y, conforme a la altura a que va a ser instalada, a la geometría del local y a loscoeficientes de reflexión del techo y de las paredes, su CU es 0,78 (lo que significa que el 78% de los5000 lúmenes deben llegar al plano de trabajo).

Por otra parte, el diseñador del sistema ha considerado que por las condiciones existentes -o queexistirán- en el local, sólo será posible un mantenimiento regular de las luminarias, para lo cual elfabricante indica en su tabla que esa luminaria posee un factor de mantenimiento de 0,61, quesignifica que por ese concepto se pierde el 39% de luz. De esta forma se puede determinaraproximadamente que al plano de trabajo sólo llegará el 61% del 78% de los 5000 lúmenes. Esdecir: 5000 x 0,61x 0,78 = 2379 lúmenes. Por todo lo anterior, la expresión para calcular la cantidadde lámparas quedará definitivamente así:

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NI (luxes) x S (m2)cant. de lamp. = ————————————

lum/lamp x C.U. x F.M.

El coeficiente de utilización (CU), como ya se ha dicho, depende de varios aspectos: el tipo deluminaria, la geometría del local y los coeficientes de reflexión del techo y de las paredes. Por lotanto, en las tablas de los fabricantes aparecen, por cada luminaria, varios coeficientes de utilización;uno para cada condición. Para encontrar el CU específico después de haber seleccionado unaluminaria, las tablas exigen la relación del local que es una expresión de la geometría del local. Larelación del local se calcula:

Para luminarias directas, semidirectas, directas-indirectas y general difusa:

A x LRL = —————

hm (A+L)donde:

A y L son el ancho y el largo del local en metroshm es la altura de montaje: distancia desde el plano de trabajo hasta la luminaria

instalada.

Para luminarias semindirectas e indirectas:

3(A x L)RL = ———————

2ht-p (A+L)donde:

ht-p distancia desde el plano de trabajo hasta el techo.

El cálculo de la RL ofrecerá un número que, de acuerdo con el intervalo en que se encuentre, estaráasociado a una letra entre la A y la J. Esta letra es el índice del local. La tabla de RL - IL se puede vera continuación:

Relación del local Índice del local

menos de 0,7 J

de 0,7 a 0,9 I

de 0,9 a 1,12 H

de 1,12 a 1,38 G

de 1,38 a 1,75 F

de 1,75 a 2,25 E

de 2,25 a 2,75 D

de 2,75 a 3,50 C

de 3,50 a 4,50 B

más de 4,50 A

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Ya en posesión del índice del local, se busca en la columna correspondiente a los coeficientes dereflexión del techo y de las paredes en el renglón de la letra del índice, el coeficiente de utilización.

El factor de mantenimiento FM aparece en las mismas tablas, en la luminaria correspondiente.Conocida la cantidad de lámparas necesarias para garantizar un nivel de iluminación determinado enun plano de trabajo que abarca toda la superficie del local, es preciso distribuirlas en el techo. Comolo que se emplazan son luminarias y no lámparas -salvo cuando una luminaria consta de una solalámpara-, es menester dividir la cantidad de lámparas entre las lámparas que tiene cada luminaria.

Existen fórmulas para distribuir las luminarias en el techo uniformemente, pero en realidad resultaninnecesarias, pues generalmente basta con hallar dos números que multiplicados den el número totalde luminarias. Por ejemplo: para instalar 88 luminarias se hacen 11 filas de 8 luminarias cada una(11 x 8). En caso de que el número de luminarias no permita encontrar esos números -porque no sonenteros- se puede aumentar hasta una o dos luminarias y si las luminarias no son de muchas lámparas,podría suprimirse alguna. Por ejemplo: emplazar 83 luminarias uniformemente en el rectángulo deltecho es imposible -no existen dos números enteros que multiplicados entre sí den 83-. Sin embargo,si se agrega una luminaria, para emplazar 84 existen cuatro opciones (7 x 12; 21 x 4; 28 x 3; 42 x 2)para seleccionar de acuerdo con la geometría del techo. De estas cuatro distribuciones, para un techode un local largo y estrecho se podría tomar la opción de 42 x 2 - dos filas de cuarenta y dosluminarias cada una. Mientras que para un local cuadrado o casi cuadrado la opción pudiera ser de7x12 -siete filas de doce columnas de luminarias cada una-, lo que garantizará una mejor uniformidaden la distribución.

No basta con decidir la cantidad de filas y columnas para garantizar el emplazamiento satisfactoriodel sistema. Es necesario que las luminarias quepan a lo largo o a lo ancho en la superficie del techo,y que resulte realmente uniforme la iluminación en todo el local. Estos son dos aspectosinsoslayables para el ergónomo, que no puede dejar la decisión a los operarios que habrán de instalarlas luminarias.

Para resolver estos problemas deben ser conocidas las dimensiones de las luminarias y la separaciónmáxima entre luminarias para evitar baches en los niveles de iluminación. Esta distancia máximaentre luminarias, que depende de la altura de montaje, es un dato que facilita el fabricante en laspropias tablas de los coeficientes de utilización.

Conclusiones

Existen, por supuesto, otros muchos aspectos que la práctica impone y que resulta, por su variedad,imposible enumerar. Sin embargo, no es posible pasar por alto la necesidad de evitar eldeslumbramiento en un sistema de iluminación. Esto restringe la altura de montaje. Luminarias muybajas pueden deslumbrar. Una lámpara desnuda situada frente a un observador con un ángulo visualsobre la horizontal de la línea de visión de 40º reduce por deslumbramiento directo la eficienciavisual del sujeto a un 58%; con un ángulo de 20º, al 47%; con 10º al 31% y con un ángulo visual de5º la eficiencia visual queda reducida al 16%.

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Naturalmente, existen diversos accesorios, rejillas difusoras, pantallas, vidrios difusores, etc... quepermiten situar luminarias dentro de ángulos visuales críticos sin que se produzcandeslumbramientos.

Además, todo cuanto hace el hombre posee importancia económica. Ignorarla es absurdo. Medirla esnecesario para comparar, decidir y, en última instancia, saber cuánto esfuerzo físico y mental hacostado. El diseño de sistemas de iluminación generalmente obliga al análisis de variantes que,usualmente, al final deben ser decididas económicamente. En estos casos hay que tener en cuenta loscostos de las luminarias, de la instalación, del mantenimiento, de su consumo energético, el tiempo devida útil, las reposiciones, el abastecimiento de accesorios, el costo de los productos defectuosos, laproductividad, los costos por accidentes, etc.

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7 Gasto energético y capacidad de trabajo físico 145

7 Gasto energético y capacidad de trabajo físico

El hombre: un sistema

Sin duda alguna, el hombre es el elemento principal del sistema hombre-máquina (H-M). Todo lo quehace es para sí mismo y, nada ha podido reemplazarlo en su máxima cualidad de creador. Su posiciónen el sistema es, no sólo la fundamental, sino su razón de ser, aun en los sistemas más automáticos, yaque él los diseña y construye y sus programas son obra suya. Hasta ahora, no ha podido crearse unsistema que pueda sustituir esta capacidad creadora del hombre.

A pesar de que toda obra humana tiene el objetivo de servir al ser humano -antropocentrismo-, confrecuencia se pasa por alto que su función es estar a su servicio, y no a la inversa, y a veces se diseñanobjetos, máquinas, instrumentos, mobiliario, instalaciones, herramientas, etc, olvidando lascapacidades y limitaciones del hombre -maquinocentrismo-, y se crean así incomodidades físicas ypsicológicas, deficiencias, agentes peligrosos y nocivos, que ponen en jaque su salud mental y física.Esto significa que el ingeniero, el arquitecto, el diseñador y cualquier especialista que se disponga adiseñar un sistema H-M, debe conocer las capacidades y limitaciones del hombre tan bien o mejorque las de las propias máquinas, pues en esto se juega algo más que un uso o una produccióndeficiente.

Los sistema funcionales del hombre

El hombre es un sistema complejo compuesto por numerosos subsistemas interrelacionados, con unobjetivo definido y dentro de un ambiente determinado.

Obsérvese cómo los seres humanos cumplen también con la definición de sistema: En el hombre seintegran el sistema cardiovascular, el sistema músculo-esquelético, el sistema respiratorio, el sistemanervioso; los sistemas sensoriales, visual, auditivo, táctil, olfativo, y otros. Naturalmente, también secumplen las antes mencionadas relaciones informativas, relaciones dimensionales y relaciones decontrol, al menos cuando el organismo funciona correctamente, o sea, dentro de los límites previstospara ese organismo.

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Por lo tanto, se puede representar al hombre, desde el punto de vista del ergónomo, mediante elesquema siguiente:

Este sistema interactúa con otros muchos sistemas similares (otros hombres), o diferentes(herramientas, coches, muebles, casas, ropas...); y forma parte de otros sistemas mayores que loacogen y a los cuales pertenece, según donde esté y qué hace. Aquí, ahora, con la lectura de estelibro, se ha constituido un sistema H-M integrado por el lector, el libro, la silla y la mesa, lailuminación, el ruido ambiental, etc.., en el que participan también, sin duda alguna, los autores.

El sistema músculo-esquelético

El sistema músculo-esquelético está compuesto por los músculos, los tendones y los huesos. Sufunción es efectuar los movimientos y esfuerzos necesarios para la vida. Pero, aún más, los músculosdurante el ejercicio físico intenso ayudan al corazón en el bombeo de la sangre, pues éste solo nopodría hacerse cargo de tal tarea cuando el flujo sanguíneo debe ser muy intenso.

De modo que los sistemas de palanca que constituyen los huesos, los tendones y los músculos,garantizan directamente el trabajo físico, siempre que los demás sistemas no fallen en sus funciones:el suministro de oxígeno, alimentos, y electrolitos, y la evacuación de los residuos, por parte delsistema cardiovascular; el control de las percepciones y la impartición de órdenes, por parte delsistema nervioso, etc.


S.C.V. VIDA

S.N.

S.R. S.M.E.

RADIACIONES

MICROCLIMA

RUIDO

ETC…

ILUMINACIÓN

VIBRACIONES

Fig. 7.1 El hombre es un sistema

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Es importante el hecho de que el trabajo puede modificar el cuerpo; tanto los músculos como loshuesos a relativamente largo plazo pueden cambiar sus estructuras para adaptarse a las necesidades dela actividad del individuo. Compárese la estructura muscular y la estructura ósea de un levantador depesas, con las de un judoka, o con un corredor de cien metros lisos.

Desde el punto de vista fisiológico el trabajo puede ser estático o dinámico. El trabajo estáticogeneralmente es dañino pues disminuye el flujo sanguíneo en el músculo y, en consecuencia, elsuministro de oxígeno y alimentos a éste, así como la evacuación de los residuos metabólicos,mientras que el trabajo dinámico favorece estos procesos.

Por otra parte, un trabajo dinámico que exija una frecuencia de contracciones muy elevada también esperjudicial, pues se acerca con su elevada frecuencia al trabajo estático.

El sistema músculo-esquelético está sostenido por la columna vertebral, por cuyo interior pasa lamédula espinal, conectora del sistema nervioso central y el sistema nervioso periférico. Si esto no setiene en cuenta cuando se realizan diseños de puestos de trabajo, o cuando se proyectan eimplementan métodos de trabajo, se puede obligar al hombre a realizar esfuerzos, movimientos oposturas inadecuados y, por lo tanto, perjudiciales a su salud.

Fig. 7.2 Trabajos dinámico y estático (Grandjean)

Circulación de la sangre en elmúsculo (dinámico).

Circulación de la sangre en elmúsculo (trabajo estático).

ConcentraciónÁCIDO LÁCTICO

+

–

Contracción

ConcentraciónÁCIDO LÁCTICO

+

–

Contracción Relajación

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El sistema respiratorio

La función fundamental del sistema respiratorio es proporcionar aire fresco al organismo, entregandooxígeno en los alvéolos pulmonares al sistema cardiovascular y tomando de éste el CO2 y otros gasesresiduales para su expulsión del organismo.El sistema respiratorio incrementa su frecuencia de trabajo cuando el cuerpo solicita más oxígeno,bien por la realización de un trabajo físico, o por una situación emotiva que requiera un estado dealerta.

El sistema cardiovascular

El sistema cardiovascular, compuesto por el corazón, venas, arterias y capilares, es el transportista delorganismo: distribuye a todos los rincones del cuerpo, célula por célula, el oxígeno que le entrega elsistema respiratorio en los pulmones y los alimentos y otros compuestos necesarios al cuerpo que leentrega el sistema gastrointestinal y, al regresar, transporta las sustancias residuales de la combustiónmetabólica, como el CO2 y otros gases, para su expulsión al exterior a través del sistema respiratorio.

El sistema cardiovascular además tiene una importante función termorreguladora, manteniendo elcalor del cuerpo en ambientes fríos y refrescándolo en ambientes calurosos, como pudo verse en elcapítulo correspondiente al ambiente térmico y a la termorregulación.

El sistema nervioso

El sistema nervioso está formado por el sistema nervioso central (SNC) y el sistema nerviosoperiférico (SNP). Es el controlador del cuerpo humano, el encargado de tomar decisiones y de crear;

Tabla 7.1 Distribucción del flujo sanguíneo para reposo y trabajo pesado.

Flujo total sanguíneo

Reposo, Trabajo pesado,Órganos 5 l/min. 25 l/min.

Sistema digestivo 25-30% 3-5%

Corazón 4-5% 4-5%

Riñones 20-25% 2-3%

Huesos 3-5% 0,5-1%

Cerebro 15% 4,6%

Piel 5% 80-85%

Músculos 15-20% 80-85%

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es el centro del pensamiento. El SNC recibe la información que le hace llegar el SNP desde de todoslos rincones del organismo e imparte las órdenes necesarias para el buen funcionamiento de éste. El hombre es un sistema altamente complejo y sus subsistemas están estrechamente interrelacionados.Todo lo que ocurra en uno de ellos repercutirá en los restantes. Con esto queremos enfatizar que lasemociones y los diferentes estados psíquicos pueden modificar las condiciones físicas del organimo yviceversa.

El hombre y su energía

Para que funcione el sistema hombre y pueda vivir, es decir: trabajar, crear, divertirse, educarse ...,necesita energía y esta energía la produce el mismo sistema.La producción de energía en el hombre fundamentalmente es consecuencia de la combustión de losalimentos con el oxígeno. Existen tres tipos básicos de alimentos: los carbohidratos, las grasas y lasproteínas, donde los carbohidratos y las grasas son los que más valor energético proporcionan alorganismo, cuando el ejercicio físico es intenso.

CARBOHIDRATOS

GRASAS

PROTEÍNAS

A.T.P. C.P.

A.D.P.

A.M.P.

GLUCOLISISANAEROBIA

PO4 + 33,5 kJ

O2

O2 + ácido láctico + H2O

O2

PO4 + 33,5 kJ

O2

Fig. 7.3 Esquema muy simplificado de la producción de ATP.

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El hombre obtiene casi toda su energía de las grasas y de los carbohidratos, si dispone de ellos, ycuando éstos se agotan hace uso de las proteínas. Como resultado de esta combustión se obtiene lamolécula primaria de la energía, el trifosfato de adenosina, conocida por sus siglas ATP, que sealmacena en pequeñas cantidades en los músculos a manera de reserva para iniciar una actividad querequiera un incremento de energía, mientras el organismo se pone a tono con la nueva situacióncreando más ATP. A medida que las circunstancias lo exijan el ATP va perdiendo radicales fosfatoPO4

–, cada uno de los cuales proporciona 33,5 kJ (8 kcal) de energía. De esta forma se convierte en

difosfato de adenosina ADP y después en monofosfato de adenosina AMP, proceso que es reversibleen presencia de oxígeno.

De la misma forma, el organismo posee reservas de fosfato de creatina (CP), que es un concentradode energía 10 veces superior al ATP, el cual junto con el ATP de reserva puede hacer frente duranteunos 30 segundos a las necesidades iniciales hasta que se inicie la glucolisis (oxidación de la glucosay del glucógeno), que al principio se efectúa gracias al oxígeno almacenado en los tejidos enpequeñas cantidades. Hay que tener en cuenta que el sistema respiratorio, encargado de suministrar eloxígeno a la sangre, se incorpora al proceso con relativa lentitud, por lo cual el organismo debe,mientras esto ocurre, acudir a otro tipo de fuente energética mediante el proceso denominadoglucolisis anaeróbica, que consiste en la creación de ATP a partir de los carbohidratos sin laparticipación del oxígeno. El metabolismo puede incrementarse en caso necesario unas 20 veces; esdecir, aproximadamente desde 4 kJ/min del metabolismo basal, hasta 85 kJ/min.

Fig. 7.4 Distribución del ATP por el organismo.

CEDER ENERGÍA A LOS

DIFERENTES SISTEMAS

FISIOLÓGICOS

SISTEMA NERVIOSO

SISTEMA MUSCULAR

SISTEMA RESPIRATORIO

SISTEMA CARDIOVASCULAR

…… …… …… ……

ALIMENTOS + O2

ATP

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El gasto energético en el hombre

La eficiencia mecánica del cuerpo humano no rebasa en el mejor de los casos en ejercicios muydinámicos el 20% (según algunos autores, pudiera llegarse al 25-30%). Esto significa que de laenergía que se consume para realizar un trabajo físico sólo la cuarta parte, en contadas ocasiones, seaprovecha como trabajo útil y el resto se pierde en forma de calor, como vimos en el capítulo 4 sobreconfort térmico.

Si se diseña un sistema H-M que exija determinado consumo energético al hombre, ignorando cuál eseste consumo y la cantidad límite de energía que puede consumir, se habrá diseñado un sistema aciegas, pues si el consumo energético está por encima de las posibilidades del hombre, éste seráincapaz de cumplir habitualmente la tarea, o la cumplirá durante un tiempo hasta que alcance su valorlímite o modifique su actividad, consciente o inconscientemente, disminuyendo su ritmo omodificando sus métodos de trabajo, quizás en detrimento de la productividad o de la calidad, lo cualsucede con frecuencia; ése es el momento en que los operarios generan pausas de trabajo encubiertaso disfrazadas.

El gasto energético en función del consumo de oxígeno versus tiempo se expresa gráficamente en lafigura 7.6. Una curva similar se obtiene en función del ritmo cardíaco vs. tiempo.

Obsérvese en la figura 7.6 que desde t0 hasta t1 no existe variación del consumo de oxígeno; en esteejemplo significa que el sujeto está en reposo consumiendo aproximadamente 0,25 litros de O2/min.Esta cantidad depende de varios factores, pero se puede estimar entre el 140 y el 150% delmetabolismo basal. En el gráfico 7.6, a partir de t1 minutos el sujeto inicia un trabajo que requiere de

CARGA DE TRABAJO

CONDUCTA

CONSECUENCIAS PARA EL INDIVIDUO

FATIGA

PSÍQUICAFÍSICA

Fig. 7.5 Conjunto de requerimientos psicofisiológicos a que se ve expuesto el trabajador.

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un gasto energético de B litros de O2/min. Sin embargo, no logra desde el inicio del trabajo que susistema respiratorio y cardiovascular abastezcan a sus músculos de esa cantidad de oxígeno para laproducción la energía que exige la actividad, debido a la inercia de dichos sistemas, y se inicia unincremento gradual de toma de oxígeno hasta los t2 minutos.

Así pues, durante el tiempo comprendido entre t1 y t2 el organismo debe tomar energía de otrasfuentes que complementen las necesidades de oxígeno aún incompletas. La energía complementarianecesaría se encuentra, en pequeñas cantidades, como reserva en los músculos en forma de moléculasde ATP, y en la energía anaeróbica que se produce a partir de la glucosa y el glucógeno mediante laglucolisis anaeróbica, hasta que los sistemas respiratorio y cardiovascular logran el abastecimientocompleto en el instante t2. Por lo tanto, entre t1 y t2 parte de la energía es anaeróbica y parte esaeróbica. Esto dura unos pocos minutos. En el gráfico 7.7 es posible observar este proceso.

Para comprender con plenitud este fenómeno, pueden subirse diez pisos de un edificio por lasescaleras. Así se comprueba cómo en los primeros escalones los sistemas respiratorio ycardiovascular no se incorporarán de inmediato a la tarea e irán incrementando su trabajo,aumentando poco a poco la frecuencia respiratoria y el ritmo cardíaco, hasta que logran suministrar eloxígeno que exige el trabajo de subir la escalera y en ese momento se mantienen constantes si el gastoenergético no es superior a las posibilidades aeróbicas, pues de lo contrario habrá que detenerse adescansar. Por lo tanto, B litros/min de oxígeno es el gasto energético para esa actividad, al cual hayque restarle el gasto energético del metabolismo basal, necesario para mantener funcionando anuestro organismo y no para realizar ese trabajo.

Las energías anaeróbica y de reserva consumidas al inicio para completar la exigida por la actividadhasta llegar a t2 minutos es una deuda pendiente que hay que pagarle al organismo, pues de locontrario éste quedaría inerte, descargado, imposibilitado de iniciar cualquier nueva actividad. Entret2 y t3 el trabajo se realiza aeróbicamente, y en t3, terminado el trabajo, no cesa el suministro deoxígeno, y los sistemas cardiovascular y respiratorio continuarán acelerados e irán descendiendopoco a poco su actividad hasta alcanzar en t4 los niveles del reposo iniciales de t1 de A litros/min. Así,en el tiempo t3-t4 minutos, se paga la deuda de oxígeno contraída con el organismo inicialmente ,deuda que queda saldada en t4.


l/min

VO2

B

A = 0,25

t0 t1 t2 t3 t4t

Fig. 7.6 Esquema del consumo de oxígeno versus tiempo.

t0 t1 t2 t3 t4

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En la figura 7.8 se puede observar una familia de curvas que, como ejemplo, representan el gastoenergético para seis actividades físicas diferentes impuestas a un sujeto. En la misma figura, en líneade puntos, se muestra el incremento de ácido láctico en la sangre, y en recta discontinua el consumode oxígeno.

Véase cómo en la actividad 5, que exige una potencia de 250 W, y en la actividad 6, de 300 W, elconsumo de oxígeno se mantiene constante (3,5 l/min.) porque el sujeto ha llegado a su máximapotencia aeróbica, es decir, a su límite de consumo de oxígeno, a pesar de lo cual el sujeto delejemplo logra incrementar su potencia unos 50 W gracias a la aportación de la energía anaeróbica.

min

%

100

80

60

40

20

10 20 30 40 50

Energía aeróbica

Energía anaeróbica

Fig. 7.7 Representación de las energías aeróbica y anaeróbica durante el trabajo físico.

4,0

3,0

2,0

1,0

0 1 2 3 4 5 100 200 300

W

CO

NSU

MO

O2

CO

NSU

MO

O2

[1 /

min

.]

ÁC

IDO

LÁ

CT

ICO

EN

SA

NG

RE

[m

mol

/ l]4,0

3,0

2,0

1,0

8

2

4

6

250-300

200

100

150

50

Fig. 7.8 Representación del consumo de oxígeno, y producción de ácido láctico en una persona sometida a seisactividades diferentes.

Cap-7 28/9/99 15:28 Página 153


Clasificación del trabajo físico según su intensidad

El trabajo físico se clasifica según su intensidad en: ligero, moderado, pesado y muy pesado. Lanorma ISO-7243 lo hace de la siguiente forma:

tipo (M) watt / m2

0 (descanso) M < 65 1 (ligero) 65 < M < 1302 (moderado) 130 < M < 200 3 (pesado) 200 < M < 2604 (muy pesado) M > 260

Métodos para determinar el gasto energético de las actividades físicas

Existen diferentes métodos para calcular el consumo energético de una actividad física. Éstos puedenser de dos tipos:

1 calorimetría directa

2 calorimetría indirecta

La calorimetría directa consiste en la medición del calor que pierde el organismo realizando unaactividad dentro de un calorímetro. Este método requiere de un costoso calorímetro, y obviamente,que la actividad a medir pueda ser realizada en su interior.

Fig. 7.9 Consumo energético de la persona durante el día.

EXTRA LABORAL LABORAL

METABOLISMO BASAL

21.000 kj.

-

+

BAILARPASEAR................................

DESCANSAR

6.000 kj.

Actividad laboral

MUY PESADO..... ...... ..... ..

LIGERO..... ..... .

+

-

24 h.

emkdesing

Cap-7 28/9/99 15:28 Página 154


La calorimetría indirecta se puede realizar por cualquiera de los siguientes métodos:1. Control de los alimentos que consume el hombre durante un período de tiempo relativamentelargo; obliga a la cuantificación muy estricta de todas las actividades que realiza el trabajador durantedías, de los alimentos que consume y de su peso, por lo cual, conociendo el valor calorífico de losalimentos, se puede saber cuántas calorías se han almacenado en su cuerpo y cuántas se han invertidoen el trabajo y en las restantes actividades realizadas en el período. Este método es realmente tediosopues, además del tiempo, es necesario descontar las actividades no laborales para poder conocercuánto se ha gastado en la actividad específica que se quiere medir.

2. La medición del consumo de oxígeno de la actividad física es otro método de calorimetríaindirecta, más práctico que el anterior. Conociendo el oxígeno que ha consumido una personarealizando una actividad (bolsa de Douglas, métodos electrónicos, etc) y sabiendo que el valorcalorífico del oxígeno es aproximadamente 20,1 kilojoules/litro, cuando se ha utilizado unaalimentación balanceada, ya que el aporte energético de los carbohidratos, grasas y proteínas no es elmismo, se puede conocer el gasto energético que ha provocado la actividad.

3. Medición de la frecuencia cardíaca. La relación que existe entre el consumo de oxígeno y lafrecuencia cardíaca se comporta linealmente, al menos hasta las 170 pulsaciones por minuto.Sometiendo a una persona a varias cargas progresivamente mayores, y midiendo su consumo deoxígeno y su correspondiente ritmo cardiaco, se obtiene la recta V02-FC del sujeto. Esta linealidadpermite conocer a través de su frecuencia cardíaca, con suficiente exactitud, el consumo de oxígenoque tendrá ese individuo durante cualquier otra actividad física, desde moderada a muy pesada. En lafigura 7.10 se ilustra esta relación V02 - FC de dos individuos A y B.

4. Otros métodos. Otro forma de estimación del gasto energético es mediante la utilización de Tablasconfeccionadas por especialistas a partir de investigaciones realizadas utilizando las metodologíasanteriores (Astrand, 1960; Astrand y Rodahl, 1986; Rodhal, 1989 y otros), si bien debieran serreplicadas para la población española, pueden resultar de mucha utilidad cuando son interpretadas porergónomos con experiencia. Estas tablas pueden presentarse según actividades específicas, o segúnposturas y movimientos.

La capacidad de trabajo físico (CTF)

El conocimiento del gasto energético que exige una tarea, es necesario para compararlo con el gastoenergético que realmente puede permitirse la persona que va a realizar, lo que depende de sucapacidad de trabajo físico.

Se define la capacidad de trabajo físico (CTF) como la cantidad máxima de oxígeno que puedeprocesar o metabolizar un individuo, por lo que también se le denomina capacidad aeróbica opotencia máxima aeróbica, pues la cantidad de energía anaeróbica con que puede contar el hombre esmuy pequeña, comparada con la aeróbica. Las diferencias individuales respecto a la capacidad detrabajo físico son significativas, aunque es posible hacer estimaciones para situaciones que no seancríticas.

Cap-7 28/9/99 15:28 Página 155


B

A

120 puls/min

100 puls/min

0,7 l/min. VO2

FC puls./min.

Fig. 7.10 Recta VO2-FC de dos sujetos. Obsérvese cómo el sujeto A, para un mismo

nivel de metabolización de O2, tiene una menor FC.

Tablas 7.2 Tablas de Lehmann para evaluar actividades físicas.

A: postura, movimiento corporal kcal/min trabajo kcal/h trabajo

Sentado 0,3 20Arrodillado 0,5 30Acuclillado 0,5 30Parado 0,6 35Encorvado de pie 0,8 50Caminando 1,7 - 3,5 100 - 200Escalando una rampa de 10°y 0,75 m de altura 400

B: tipo de trabajo

Trabajo manual Ligero 0,3-0,6 15-35Moderado 0,6-0,9 35-50Pesado 0,9-1,2 50-60

Trabajo con dos brazos Ligero 1,5-2,0 80-110Moderado 2,0-2,5 110-135Pesado 2,5-3,0 135-160

Trabajo con todo el cuerpo Ligero 2,5-4,0 135-220Moderado 4,0-6,0 220-325Pesado 6,0-8,5 325-450Muy pesado 8,5-11,5 450-600

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La CTF se puede medir sometiendo al sujeto, bajo determinadas condiciones ambientales, a unaumento progresivo de la carga de trabajo físico, lo que irá provocando el incremento del consumode oxígeno hasta que, a un nuevo incremento de la carga de trabajo, ya no se producirá másincremento del consumo de oxígeno. En ese momento el individuo habrá llegado a su potenciamáxima aeróbica, tal como se puede ver en la figura 7.8, antes expuesta. La CTF depende de factoresindividuales como son sexo, edad, entrenamiento, condiciones ambientales, estados emocionales,etc,... y disminuye con la fatiga.

Conocidos el gasto que provoca la tarea y la capacidad de trabajo físico del trabajador que la va arealizar, es posible diseñar y organizar el trabajo adecuadamente, incluyendo frecuencias demovimientos, posiciones, esfuerzos, formas de llevar la carga, tiempos y descansos o cambios deactividad, etc. De la misma forma, con unos valores óptimos de referencia, es posible hacerlo paratodo un colectivo de trabajadores.

Existen diversas expresiones para efectuar los cálculos; no obstante, como es natural, ninguna esóptima. Además de las diferencias individuales, que son un serio obstáculo para aplicar un métodosimple, se plantean diferencias por países, e incluso por nacionalidades y regiones. Si se quiere serriguroso, esto se complica aún más, ya que generalmente no se tiene en cuenta la sobrecarga térmica,el ruido, etc. en estas expresiones. Estudios realizados apuntan a la importancia de estos factores enel resultado final. Por otro lado, existen expresiones que se basan en un hipotético hombre-tipoinexistente, y que además no tienen en cuenta la fatiga acumulada por actividades anteriores.

El conocimiento de la CTF mediante el consumo máximo de oxígeno tiene una alternativa mássimple y práctica que no somete al sujeto a esta prueba límite, y que rebaja el peligro de colapso y laobligatoriedad de aplicarse con supervisión médica. Esta alternativa consiste en la aplicación de unaprueba submáxima, sustituyendo el consumo de oxígeno por la frecuencia cardiaca, el cual, como seha dicho, hasta las 170 pulsaciones/min., aproximadamente, se comporta linealmente con elincremento del consumo de oxígeno. Para ello se somete al sujeto a cargas sucesivas de trabajo y se

Var

iaci

ón p

oten

cia

mus

cula

r

Edad

Fig. 7.11 Potencia muscular en función del sexo y la edad.

0 10 20 30 40 50 60 700

20

40

60

80

100

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estima la carga que provocaría en él una frecuencia cardiaca de 170 puls./min.; esta sería la carga detrabajo (CT170), la capacidad de trabajo físico para vencer esta carga es CTF170. Ciertamente, la valoración del CTF170 no es equivalente a la CTF, sin embargo se acepta como unamedida práctica de CTF, aunque para diferenciarla se acostumbra a denominar CTF170.

Otro método submáximo, más sencillo aún, es el de la prueba del escalón, que consiste en hacer subiry bajar al trabajador durante cinco minutos, siguiendo un ritmo determinado, un banco de dosescalones. Al finalizar la prueba, inmediatamente, se le mide la frecuencia cardiaca, y mediante unnomograma confeccionado al efecto, con la frecuencia cardiaca, se estima el consumo máximo deoxígeno del sujeto.

A partir de los valores propuestos por Lehmann, Viña, del ISPJAE de La Habana, (1984) dedujo laexpresión matemática (1) que se ofrece a continuación, que sólo se diferencia en su valores de lopropuesto por Lehmann en los primeros minutos.

(1) LGE = CTF (1,1 - 0,3 log t)

donde: LGE es límite del gasto energético que se puede expresar en J/min, kcal/min, o litros O2 /min.CTF es la capacidad de trabajo físico del trabajador específico expresado en las mismas

unidades que el LGE.t es el tiempo de trabajo en minutos.

De la expresión anterior puede obtenerse la expresión (2) del límite del gasto energético acumuladoen joules, en litros de oxígeno , o en kcal.

(2) LGEa = CTF (1,1 - 0,3 log t) t

La principal ventaja de la aplicación de este método, que permite el diseño de actividades físicasdesde moderadas hasta muy pesadas, radica en su visualización gráfica y en su utilización medianteordenador personal.

CTF

EDAD

ESTADOSEMOCIONALES

ENTRENAMIENTO CONDICIONESAMBIENTALES

PERICIA

SEXO

Fig. 7.12 Factores que influyen en la capacidad de trabajo físico del hombre.

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En la figura 7.13 se puede observar el arco LGEa de una persona. La actividad física a que se puedesometer a un sujeto no debe rebasar el arco en ningún momento, pues éste constituye el límite de suconsumo energético. La cuerda que une los extremos del arco significa el gasto energético promediode toda la jornada laboral.

Este método es práctico para ejecutarlo a mano sólo cuando se efectúa una actividad física; para másactividades es necesario utilizar un programa informático.

En los últimos trabajos realizados por Gregori y Mondelo (1992) se ha incluido en el método elconcepto de capacidad de trabajo físico modificada CTFM, de manera que es posible el diseño deregímenes de trabajo y descanso considerando, además del gasto energético, la sobrecarga térmica yotros factores adicionales que inciden sobre la capacidad de trabajo físico del hombre. Para lautilización de este método existe el programa REGI (1993) de la UPC.

(3) LGE = CTFM (1,2 - 0,33 log t)

(4) LGEa = CTFM (1,2 - 0,33 log t)t

Conclusiones

Existe una estrecha relación entre la CTF de las personas y el GE de las actividades. En ergonomía noes prudente admitir que unas tablas promedio determinen los regímenes de trabajo descanso; antesbien, debemos lograr la correcta armonía entre los períodos de actividad y descanso, el GE, la CTF ylas condiciones ambientales, mediante proyectos que, considerando las capacidades de cada uno delos operarios, fijen los rangos permisible de su actuación.

600

500

400

300

200

100

00 100 200 300 400 500 600

T (min)

GE(p)

LGEa

GEa (litro 02)

Fig. 7.13 Arco del LGE acumulado de un sujeto.

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Por otra parte, debemos considerar que en las situaciones reales de trabajo el hombre siempre estásometido a una serie de fenómenos físicos y psíquicos que limitan su CTF.

Uno de estos factores es la sobrecarga térmica que disminuye la CTF de los operarios. De ahí que losmétodos de análisis que no contemplan esta variable son incompletos, pudiendo, en el mejor de loscasos, servir sólo de referencia. Si se quiere crear una metodología ergonómica para la correctadistribución de períodos de trabajo-descanso en regímenes calurosos, se debe introducirobligatoriamente el concepto de barrera de tensión térmica.


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8 Carga mental 161

8 Carga mental

Actividad física y actividad mental

Toda actividad humana se compone de carga física y de carga mental. Acostumbramos a tipificar laactividad en función del predominio de una u otra, ya que, usualmente, existe una diferenciaimportante entre las cargas requeridas por las diferentes tipo de actividades que realizan las personas.

Podemos definir la carga de trabajo mental como función del número total y la calidad de las etapasde un proceso, o el número de procesos requeridos para realizar una actividad y, en particular, lacantidad de tiempo durante el cual una persona debe elaborar las respuestas en su memoria. O sea, loselementos perceptivos, cognitivos y las reacciones emocionales involucradas en el desarrollo de unaactividad.

Se ha detectado que los operarios expuestos a sobrecarga mental, que puede ser cuantitativa (cuandohay demasiado que hacer) o cualitativa (cuando el trabajo es demasiado difícil); o infracarga, cuandolos trabajos están muy por debajo de la calificación profesional, sufren diferentes trastornos delcomportamiento y síntomas de disfunciones que se atribuyen a los factores intrínsecos de la tarea.

La sobrecarga o la infracarga de trabajo producen síntomas de estrés que se manifiestan, en algunoscasos, con la pérdida del respeto de sí mismo, una motivación mediocre para el trabajo y unatendencia a refugiarse en las drogas, sobre todo tabaco y alcohol.

La hiperestimulación o sobrecarga cualitativa está más asociada con la insatisfacción, las tensiones yuna baja opinión de sí mismo, mientras que la subestimulación, o infracarga, está más asociada con ladepresión, la irritación y los trastornos psicosomáticos, además de la insatisfacción.

Atendiendo a los aspectos de la sobrecarga, son ya clásicos los estudios de Breslow y Buell (1960)que concluían en la existencia de una relación entre la duración del trabajo y los casos de muertecausados por enfermedades coronarias. Las investigaciones recientes (OIT, 1984; Hurrel, Murphy,Sauter y Cooper, 1988; Wisner, 1988) sugieren que la sobrecarga de trabajo produce diferentesmanifestaciones de tensión psicológica y física, entre otras: insatisfacción en el trabajo,

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autodepreciación, sensación de amenaza y de malestar, tasa elevada de colesterol, aceleración delritmo cardíaco y aumento del consumo de tabaco.

El exceso de carga de trabajo también puede derivarse del uso de técnicas muy perfeccionadas; porejemplo, en las centrales nucleares donde el trabajador dedica la mayor parte de su tiempo a tareasmonótonas de vigilancia y control, en las que acostumbran a aparecer largos períodos de inactividadque pueden ser interrumpidos repentinamente por una situación de gran urgencia, puede conducir a unquebrantamiento repentino del estado físico y mental del trabajador y minar su salud (Bosse ycolaboradores, 1978), y ocasionar transtornos en la buena marcha del trabajo (Davidson y Veno,1980; Montes 1989). Además, en situaciones críticas, las reacciones del operario sometido a trabajosmuy automatizados son menos eficaces como consecuencia del tedio y de la falta de interésacumulados por su trabajo (Davidson y Veno, 1980; Montes, M. 1989).

La falta de interés en la tarea, generalmente, correlaciona con la infracarga, cuyas consecuencias seagravan a menudo por el hecho de que el trabajador no domina la situación a la que se enfrenta(Gardell, 1976) y provoca síntomas semejantes a la sobrecarga, añadiendo la tendencia a la depresión.

El desarrollo tecnológico está potenciando el cambio de una actividad eminentemente física a otra detipo psíquico, con lo que da lugar a un aumento de los trabajos en los que predomina la actividadmental, y en los que la actividad física se ha reducido a cotas peligrosamente bajas.

Carga mental

La carga mental viene determinada principalmente por la cantidad de información que debe tratarse,el tiempo de que se dispone y la importancia de las decisiones. En la carga de trabajo mentalintervienen además aspectos afectivos, los cuales pueden correlacionarse con otros conceptos:autonomía, motivación, frustración, inseguridad, etc…. La carga mental puede estar más o menostolerada en función de la satisfacción o la motivación que los trabajadores encuentran en su trabajo(Cox y Mckay 1979; Provent 1980; Cohen 1984, Wisner 1988) (Fig. 8.1).

Cualquier tipo de operación mental se puede analizar como un proceso que incluye diferentessuboperaciones: detectar la información, identificarla, decodificarla, interpretarla, elaborar lasposibles respuestas y elegir las más adecuadas, tomar las decisiones, emitir la respuesta/s y recuperarlos efectos de la intervención para hacer una estimación de su efectividad (Fig. 8.2).

Además, en la práctica laboral, los estímulos no se presentan de uno en uno sino que aparecensimultáneamente, interfiriéndose y creando ruidos, con lo que este proceso se vuelve mucho máscomplejo; intervienen entonces como factores determinantes de la carga mental, que ayudan a paliar,o que al contrario potencian la gravedad del hecho (Fernández de Pinedo y otros. 1987), y que son lossiguientes:

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8 Carga mental 163

i La posibilidad de automatizar las respuestas mediante la creación de arcos reflejos condicionados:una vez superado el período de aprendizaje, algunas respuestas llegan a automatizarse, lo queredunda en una disminución de la carga mental y en un incremento de las conductasestereotipadas.

ii La cantidad de respuestas conscientes a realizar: si el trabajo exige muchas respuestas pero cortasy repetitivas la carga mental es menor que si las respuestas exigen una elaboración mayor.

iii El tiempo: La duración ininterrumpida de un proceso estímulo-respuesta puede provocar unasaturación en la capacidad de respuesta del individuo.

Hay que tener en cuenta, una vez más, que la capacidad de respuesta del hombre es limitada y está enfunción de una serie de variables tales como: edad, nivel de aprendizaje, pericia, estado de fatiga,características de la personalidad, experiencia, actitud y motivación hacia la tarea, condicionesambientales, etc. (Fig. 8.3).

Si el usuario realiza su tarea en los límites de sus capacidades, lo que implica el mantenimientoprolongado de un esfuerzo, puede dar lugar a la fatiga mental, y... a respuestas erróneas en situacionescríticas (Fig. 8.4).

IMPORTANCIADECISIÓN

CANTIDAD DEINFORMACIÓN

TIEMPO PARATOMAR DECISIÓN

F. ANATÓMICASY FISIOLÓGICAS-edad- patologías- disfunciones

ANATOMÍAROLESTATUS

RELACIONES HUMANASRELACIONES PERSONALESECONOMÍA

MOTIVACIÓN

CONDICIONESAMBIENTALES

INSEGURIDAD

FRUSTRACIÓN

Fig. 8.1 Factores que inciden en el incremento de la carga de trabajo.

emkdesing

Cap-8 28/9/99 15:30 Página 163


DETECTAR INFORMACIÓN (SENSACIÓN)

IDENTIFICARLA (PERCEPCIÓN)

DECODIFICARLA

INTERPRETARLA

ELABORAR POSIBLES RESPUESTAS

PENSAMIENTO

TOMAR DECISIÓN

EMITIR RESPUESTA

RECUPERAR EFECTOS (PRÁCTICA)

Fig. 8.2 Proceso esquematizado de una operación mental

EST

ÍMU

LO

S

INFORMACIÓNPROCESADA

NO SE PUEDE ATENDER DOS CONVERSACIONES A LA VEZ

Fig. 8.3 Recepción simultánea de estímulos de la misma naturaleza

(REPRESENTACIÓN)

Cap-8 28/9/99 15:30 Página 164

8 Carga mental 165

Fatiga mental y actividad

Podemos clasificar la fatiga en dos categorías. En primer lugar aparece un tipo de fatiga como unareacción homeostática dirigida a conseguir una adaptación con el medio ambiente. En este caso elorganismo buscará el reposo como medio de recuperación del equilibrio. El reposo en el trabajo sepuede obtener, aparte de suprimiendo la actividad, mediante el cambio de la misma, o sea, con larotación de tareas, ubicando al operario en otro puesto con menos requerimientos.El principal síntoma de este tipo de fatiga es una reducción del rendimiento de la actividad y unaumento de los errores que se debe, entre otros factores, a la disminución de la atención, laenlentización del pensamiento y a una falta de motivación (todos ellos auténticos peligros para eltrabajador y para el propio sistema H-M, ya que si su nivel de activación baja, bajará la calidad y lacantidad de la producción). Fisiológicamente hablando se da una disminución del arousal o grado deactivación del organismo del operario.

FATIGA MENTAL

1 Dispersión de la atención (disociación, desconcentración).

2 Disminución de la percepción y de la interpretación de las sensaciones(elevación de los umbrales sensoriales).

3 Disminución de la capacidad de observación y de juicio. Lentitud en elproceso del pensamiento. Aumento de los tiempos de reacción.

4 Dificultades crecientes en la expresión clara y metódica, oral y escrita(descoordinación entre el pensamiento y el lenguaje).

5 Disminución del rendimiento en el trabajo intelectual (tests, experimentos).

15

4

3

2

ERRORES,FRACASOS,DUDAS,ACCIDENTES

Fig. 8.4 Consecuencias de la fatiga mental

Cap-8 28/9/99 15:30 Página 165


En segundo lugar, cuando una carga elevada de trabajo se va repitiendo durante largos períodos detiempo por una mala cronometración, una disposición equivocada del nivel de exigencias de la tarea,una distribución errónea de las relaciones dimensionales del área de trabajo, un diseño equivocado delas relaciones informativas y de control, etc..., puede aparecer la fatiga crónica. Esta se da comoresultado de un desequilibrio, durante un tiempo prolongado, entre la capacidad del organismo y elesfuerzo que debe realizar para dar respuesta a las necesidades del medio.

Sus principales síntomas no sólo se sienten durante o después del trabajo sino que se convierten encrónicos; entre ellos cabe destacar los siguientes (OIT, 1984): inestabilidad emocional, irritabilidad,ansiedad, estados depresivos, alteraciones del sueño, astenia, alteraciones psicosomáticas,alteraciones cardíacas, algias o dolores, dolores de cabeza, problemas digestivos, problemas sexuales,y llegar incluso a, según últimos estudios, intentos de suicidio.

Evaluación de la carga mental

Para poder evaluar convenientemente la carga mental de un puesto de trabajo debemos tenerpresentes dos tipos de indicadores:

i Los factores inherentes a la tarea

ii Su incidencia sobre el individuo.

Fig. 8.5 Factores que intervienen en la carga mental.

C A R G A M E N T A L

SOCIALES

ANATOMIC.FISIOLOG. AMBIENTALES

Índices relacionados conel Funcionamiento delorganismo

Índices relacionadoscon la Sensación decarga

PSICOLÓGICOS

emkd

esin

g

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8 Carga mental 167

Factores inherentes a la tarea

Existen diversos métodos objetivos para la evaluación de las condiciones de trabajo, que incluyenvariables de carga mental. Señalamos a continuación tres de los métodos más utilizados energonomía.

El método diseñado por el Laboratorio de Economía y Sociología del Trabajo del CNRS de Aix-en-Provence (LEST 1974), evalúa la carga mental a partir de cuatro indicadores:

1 Apremio de tiempoDeterminado en trabajos repetitivos por la necesidad de seguir una cadencia impuesta, y en lostrabajos no repetitivos por la necesidad de cumplir un cierto rendimiento.

2 Complejidad-rapidez Esfuerzo de memorización, o número de elecciones a efectuar, relacionado con la velocidad con quedebe emitirse la respuesta.

3 AtenciónNivel de concentración requerido y continuidad de este esfuerzo.

4 MinuciosidadSe tiene en cuenta en trabajos de precisión como una forma especial de atención.

Fig. 8.6 Relación entre carga mental y capacidad mental

DESMOTIVACIÓNESTRÉS

FATIGA MENTALESTRÉS

TRABAJO MENTAL - RELACIÓN CARGA / CAPACIDAD

EQUILIBRIOINESTABLE

DESARROLLO

CARGA CAPACIDAD

em

kde

sin

g

Cap-8 10/1/00 10:47 P�gina 167


El método del perfil del puesto de RNUR (1976) utiliza el término “carga nerviosa”, que define como’las exigencias del sistema nervioso central durante la realización de una tarea” y que vienedeterminada por dos criterios:

1 Operaciones mentalesEntendidas como acciones no automatizadas en las que el trabajador elige conscientemente larespuesta.

2 Nivel de atenciónReferido a tareas automatizadas que tienen en cuenta la duración de la atención, la precisión deltrabajo y las incidencias (trabajo en cadena, ambiente, duración del ciclo).

FACTORES A CONSIDERAR EN LA EVALUACIÓN DE CONDICIONES DE TRABAJO

MÉTODO LEST

A – AMBIENTE FÍSICOAMBIENTE TÉRMICORUIDOILUMINACIÓNVIBRACIONES

B – CARGA FÍSICAESTÁTICADINÁMICA

C – CARGA MENTALAPREMIO TIEMPONIVEL ATENCIÓNCOMPLEJIDAD-RAPIDEZMINUCIOSIDAD

D – ASPECTOS PSICOSOCIOLÓGICOSINICIATIVAESTATUS SOCIALCOMUNICACIONESRELACIONES CON EL MANDO

E – TIEMPO DE TRABAJOCONFORMACIÓN DEL TIEMPO DE TRABAJO

MÉTODO ERGOS

1 – CONFIGURACIÓN DEL PUESTO Y MICROCLIMA

ESPACIO DE TRABAJOILUMINACIÓNVENTILACIÓNTEMPERATURARUIDO MOLESTO

2 – CARGA FÍSICA

CARGA ESTÁTICACARGA DINÁMICA

3 – CARGA MENTAL

PRESIÓN DE TIEMPOSATENCIÓNCOMPLEJIDADMONOTONÍAINICIATIVAAISLAMIENTOHORARIO DE TRABAJORELACIONES DEPENDIENTES

4 – CONTAMINANTES QUÍMICOS

5 – AGENTES FÍSICOS

RUIDOSVIBRACIONESILUMINACIÓNESTRES TÉRMICO

6 – SEGURIDAD

MÉTODO RENUR

A – CONCEPCIÓN DEL PUESTOALTURA Y ALEJAMIENTO DEL PUNTODE OPERACIÓNALIMENTACIÓN-EVACUACIÓN DE PIEZASCONDICIONES DE ESPACIOMANDO Y SEÑALES

B – SEGURIDAD

C – ENTORNO FÍSICOAMBIENTE TÉRMICOAMBIENTE SONOROILUMINACIÓN ARIFICALVIBRACIONESHIGIENE ATMOSFÉRICAASPECTO GENERAL

D – CARGA FÍSICAPOSTURAESFUERZO FÍSICO

E – CARGA NERVIOSAOPERACIONES MENTALESNIVEL DE ATENCIÓN

F – AUTONOMÍAAUTONOMÍA INDIVIDUALAUTONOMÍA DE GRUPO

G – RELACIONESINDEPENDIENTES DEL TRABAJODEPENDIENTES DEL TRABAJO

H – REPETITIVIDAD

I – CONTENIDO DEL TRABAJOPOTENCIALRESPONSABILIDADINTERÉS

Cuadro 8.1 Comparación entre diferentes métodos de evaluación de las condiciones de trabajo.

Cap-8 28/9/99 15:30 Página 168

8 Carga mental 169

El método elaborado por la Agencia Nacional para la Mejora de las Condiciones de Trabajo(ANACT, 1984) no define el concepto de carga mental o nerviosa de una manera específica, pero enel apartado “Puesto de trabajo” incluye entre otras las variables “rapidez de ejecución” y “nivel deatención”.

Además de la valoración de la carga mental que incluyen estos métodos globales de evaluación de lascondiciones de trabajo, en los que se considera como una variable más, actualmente existen escalasespecíficas para la valoración de la carga mental validadas experimentalmente, con un alto grado defiabilidad.

Estas escalas se basan en la presentación de unas preguntas-filtro al sujeto de tal manera que cadapregunta determina la siguiente. Suelen presentarse en forma de árbol lógico, señalándose en lasinstrucciones la necesidad de seguir ordenadamente la secuencia para que el resultado obtenido seareflejo de la realidad.

A partir de una escala creada por Cooper y Harper (1969) para valorar la carga mental en sistemas decontrol manual, Skipper (1986) ha realizado un estudio experimental introduciendo modificacionesque permiten aplicar el método a distintas áreas de actividad, lo que evita el escollo que plantean lamayoría de las metodologías de evaluación de condiciones de trabajo, ya que estas se ciñen, casiexclusivamente, a trabajos repetitivos.

Incidencias sobre el individuo

Los indicadores de carga mental que utilizan los distintos métodos de evaluación se han determinadoexperimentalmente sobre la base a las reacciones del individuo frente a un exceso de carga, es decir,considerando las alteraciones fisiológicas, psicológicas y del comportamiento resultante de la fatiga.

Estos métodos de valoración son complementarios entre sí, dado que ninguna medida es válida por sísola para evaluar la carga mental, por lo que la utilización de varios de ellos y la comparación de losresultados obtenidos es la mejor manera de aproximarnos a una evaluación satisfactoria.

Sistemas de medición de los síntomas psicológicos y psicosomáticos

La definición de salud mental y la forma en que ésta se mide es muy variable. Pero, comoacercamiento a un sistema de clasificación utilizado frecuentemente, se tienen en consideración tantoindicadores de los aspectos positivos de la salud mental como de los trastornos que pueden afectarla(Kasl, 1973) (Cuadro 8.2).

Cap-8 28/9/99 15:30 Página 169


La salud mental se puede evaluar (Asua y otros, 1989), en primer lugar, según el índice de eficienciafuncional. La idea básica es considerar la salud y la correspondencia entre las relaciones sociales y lasfunciones institucionales que desarrolla el individuo; otras características de la salud mental sereflejan en los índices de bienestar (OIT, 1984) los estados afectivos y las diversas esferas desatisfacción; una tercera manifestación reflejaría los índices de dominio de sí y de competencia(Amiel,1985).; y por último una categoría no prevista, en situaciones laborales, sería la de los signosy síntomas psiquiátricos.

EVALUACIÓN DE LA CARGA DE TRABAJO MENTAL

� FRECUENCIA CARDÍACA (FC)

� VARIACIÓN DE LA FRECUENCIA CARDÍACA (FC)

� FRECUENCIA RESPIRATORIA

� RESISTENCIA GALVÁNICA CUTÁNEA (RGC)

� UMBRAL DE DISCRIMINACIÓN TÁCTIL (UDT)

� FRECUENCIA CRÍTICA DE FUSIÓN (FCF)

� TIEMPO DE REACCIÓN (TR)

� PRUEBAS PSICOLÓGICAS

� ERRORES

� CALIDAD DE TRABAJO

� PRODUCTIVIDAD

� OTROS

�

�

��

�

�

�

�

��

Cuadro 8.2 Evaluación de la carga de trabajo mental y orientación del valor de referencia.

FUENTES DE ESTRÉS

PROPIAS DEL TRABAJO

ROL EN LA EMPRESA

RELACIONES TRABAJO

PERSPECTIVAS PROMOCIÓN

CLIMA LABORAL

ORGANIZACIÓN LABORAL

INTERRELACIÓN

FAMILIA TRABAJO

Fig. 8.7 Fuentes y síntomas de estrés para el individuo y para la organización.

SÍNTOMAS DE ESTRÉS

INDIVIDUO

� Cardiopatías coronarias

� Enfermedades mentales

…………………………

ORANIZACIÓN

� Huelgas prolongadas

� Accidentes frecuentes y graves

� Apatía

� Baja calidad productos

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8 Carga mental 171

Los sistemas utilizados en la medición de la carga mental suelen apoyarse en cuestionarios quecomprenden escalas compuestas de títulos múltiples, en los que cada uno mide uno de los tipos desíntomas: ansiedad, irritabilidad, frustración, preocupación, depresión, distracción, incapacidad paraconcentrarse, dificultad de la persona para dominar su agresividad y otras reacciones emotivas, etc...

También se utilizan escalas sobre el estado anímico para medir las reacciones emotivas inmediatas,generalmente al término de la jornada de trabajo. Los síntomas relativos a trastornos del sueño,aumento de la pasividad, etc..., aparecen reflejados en las escalas de evaluación y análisis de lascondiciones de trabajo (Chau, 1986).

Por otro lado, los trastornos funcionales que determinan principalmente las alteracionesneurovegetativas y hormonales causadas por el estrés se incluyen en las escalas de síntomaspsicosomáticos: dolores de cabeza, dolores en la nuca y los hombros, algias, vértigos, mareos,sudoración abundante, temblores de las manos, dolores y trastornos funcionales del estómago ypalpitaciones cardiacas.

Se han preparado varias técnicas de entrevistas y de cuestionarios para medir los diversos tipos deriesgos para la salud originados por el trabajo (OIT,1984). La versión modificada por la OMS delcuestionario general sobre la salud (General Health Questionaire -GHQ-) elaborado inicialmente porGoldberg (1974), parece ser un instrumento fiable en la materia, ya que permite obtener resultados enlos que no influyen excesivamente diferencias culturales en la expresión de los trastornos emotivoscausados por el estrés en el trabajo mental. El desarrollo armonioso de la personalidad y larealización de la persona, los recursos de adaptación del individuo y la capacidad para alcanzar losobjetivos a los que se atribuye un valor, son características incluidas en esta categoría.

SÍNTOMAS DE ESTRÉS

INDIVIDUO

� Elevada presión sanguínea

� Estado depresivo

� Consumo excesivo de alcohol, tabaco…

� Irritabilidad

� Dolores diversos, ……………

EMPRESA

� Elevado absentismo

� Rotación exagerada de PT

� Dificultad de relación

� Mediocre calidad de productos y servicios

Fig. 8.8 Transtornos para el individuo y para la empresa.

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Finalmente, los indicios y los síntomas psiquiátricos constituyen una cuarta categoría de indicadoresde la salud mental. Esta categoría, que Kasl considera como residual, comprende datos que no figuranen las otras tres y que tienen un significado clínico.

Medición de las manifestaciones psicofisiológicas

Las reacciones fisiológicas respecto de las cuales se ha demostrado que son sensibles a la cargamental y a las presiones psicosociales del medio ambiente de trabajo son, en general, el sistemacardiovascular, la actividad eléctrica del cerebro, los músculos, la piel, el sistematractogastrointestinal, la actividad sexual, la temperatura, la dilatación de la pupila del ojo y el sistemaneuroendocrino (Wilkins, 1982; Hurrell y otros, 1988).

Los indicadores fisiológicos pueden ser utilizados siempre que se tengan en cuenta sus limitaciones ynunca un sólo indicador, sino tres o más, con el objetivo de compararlos entre sí para tener fiabilidaddel resultado (Cuadro 8.2).

Fig. 8.9 Síntomas de estrés

ESTRÉSde

FATIGA PERMANENTE

TICS NERVIOSOS

FALTA DE CONCENTRACIÓN , LAPSUS...

INSOMNIOS

PULSO ACELERADO

INCREMENTO CONSUMO DE ESTIMULANTES

PROPENSIÓN A ENFERMARSE

APETENCIAS DE ALIMENTOS DULCES

.......................... ... .. .

SÍNTOMAS

emkd

esin

g

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8 Carga mental 173

Presión sanguínea

La presión sanguínea es un indicador corriente y eficaz del estrés. El valor conceptual de estamedición se debe a la teoría fisiológica que establece una relación entre las variaciones de estapresión y la secreción de hormonas hipofisarias y suprarrenales en período de estrés.

La presión sanguínea es un concepto normalizado en cuanto a los valores básicos que se esperanobtener. Sin embargo, se desconoce hasta qué punto leves pero continuos aumentos de la presiónarterial pueden repercutir a la larga en la salud.

El ritmo cardíaco y la arritmia sinusal

El ritmo cardíaco es uno de los indicadores fisiológicos periféricos de la carga de trabajo y del estrésmental que se mide con mayor frecuencia y que reacciona frente un número elevado de agentesestresantes, como el ruido, el calor, el trabajo físico, las emociones, etc... con lo cual puedenenmascararse los resultados. Aunque la medida habitual sea solamente el ritmo cardíaco, el intervalo entre las pulsaciones tambiénpuede ser un buen indicador, más potente incluso, de la medida de estrés agudo; el intervalo detiempo entre los latidos del corazón no es constante; se ha comprobado (Boyce, 1974; Viña y Gregori,1987) que la variabilidad del ritmo cardíaco, en especial la arritmia sinusal, disminuye cuando lacarga de trabajo aumenta; la intensidad de la carga mental reduce la variabilidad de la frecuenciacardíaca.

Las hormonas suprarrenales

Han transcurrido más de cincuenta años desde que se publicaron los primeros resultados deinvestigaciones sobre la activación de las glándulas médulosuprarrenal y córticosuprarrenal ensituaciones de estrés. Desde entonces se han publicado varios estudios sobre ciertos indicadoresbioquímicos del estrés, realizados, ya sea, con animales en laboratorio, o con personas, en diversassituaciones de la vida real.

Con técnicas de alta sensibilidad tales como: espectrofotometría, fluorometría, cromatografía, métodode los radioisótopos y método de las radioenzimas se han detectado los indicadores bioquímicos delestrés en los tejidos y los humores. La aplicación de técnicas fluoroscópicas e inmunológicas hapermitido poner de manifiesto las funciones noradrenérgica, dopaminérgica y adrenérgica del cerebro.

Los progresos recientes de la neurobiología se basan en el descubrimiento de muchos otros agentes detransmisión, como los ácidos aminados y los neuropéptidos, que también intervienen en la reacción alestrés.

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Los análisis hormonales de muestras de orina o de sangre, recogidos a menudo en cortos intervalos yen diferentes horas del día, constituyen un método corriente en las investigaciones sobre el estrés deorigen profesional.

Si bien la secreción de neurohormonas es relativamente homogénea en una muestra de población, lasreacciones pueden variar considerablemente según la persona, el sexo y la edad.

Actividad electrodérmica

La actividad electrodérmica de la piel es un indicador válido del estrés, puesto que aumenta engeneral cuando el estrés aumenta; la resistencia eléctrica de la piel disminuye con la sudoración queprovoca el estado emocional de la persona, puede reflejar tanto los efectos específicos del estrés comola propia reacción al estrés, ante una carga de trabajo mental determinada.El valor de base puede depender considerablemente de la distancia entre los electrodos. Por esta razónlas variaciones de reacción galvánica de la piel en una misma persona constituyen la medida másfiable.

Por otro lado, hay que tener en cuenta que la resistencia galvánica disminuye frente a agentesestresantes muy diversos, como por ejemplo el calor, el dolor, la aprensión respecto de un estímulodoloroso esperado, etc.

Frecuencia crítica de fusión (FCF)

El método consiste en determinar cuándo un estímulo luminoso intermitente se percibe como unestímulo continuo. Este fenómeno perceptivo visual, según el cual llega un momento en que elobservador no puede percibir el centelleo, ya que las chispas luminosas “se disuelven” y se confundendando la sensación de luz estable y continua, este umbral en que la luz parece ser continua, se designacomo FCF.

Los principales factores que causan el desplazamiento del umbral de fusión en una persona son laatención, el estado de alerta, la excitación y la fatiga. Generalmente, la FCF aumenta con la carga detrabajo mental.

Umbral de discriminación táctil (UDT)

Consiste en encontrar la distancia máxima en la que dos estimulaciones táctiles simultáneas seperciben como una sola señal. El UDT depende de la zona del cuerpo analizada, ya que el número yla separación entre receptores táctiles varía en función de las áreas del cuerpo.

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8 Carga mental 175

Después de un trabajo mental prolongado la separación de los dos estímulos debe ser mayor parapoder ser detectados por separado, o sea, el umbral se eleva.

Electroencefalograma (EEG)

La investigación empírica no ha demostrado en general, la relación entre el estrés y el EEG, pero seha establecido que la intervención de determinados agentes estresantes provoca un bloqueo del ritmoalfa. Podemos considerar el EEG fiable como indicador del estado de excitación. Por esta razóntambién se puede utilizar como indicador de la carga de trabajo.

Funciones gastrointestinales

Raras veces se mide la actividad gastrointestinal en situaciones de trabajo, pero puede ofrecer ciertasposibilidades de investigación en lo que se refiere al estrés y al desarrollo de las úlceras.

Factores inherentes a la tarea

Para encontrar las características del trabajo, en tanto a qué factores son nefastos o favorables para lasalud, se aplican esencialmente tres tipos de métodos:

i Analizar el trabajo por técnicas de observación directa, mediciones y análisis teóricos (análisis detareas).

ii Pasar cuestionarios y entrevistas sobre la opinión de los trabajadores respecto a sus condicionesde trabajo.

iii Simulación y modelaje de actuaciones de actividad.

Finalmente se ha discutido ampliamente sobre cuál de éstos métodos debería aplicarse. En primerlugar, cada uno de ellos presenta ventajas e inconvenientes. Gracias a la técnica de descripción de las tareas por peritos pueden obtenerse datos sobre lascondiciones de trabajo de manera objetiva, mientras que el cuestionario permite obtener datos sobre laforma en que los trabajadores perciben las condiciones de trabajo; y la simulación y el modelajeposibilita prever errores, conductas arraigadas, y separar “lo que se hace” de lo que “se deberíahacer” y de lo que se reporta como “lo que se ha hecho”.

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Las reacciones de comportamiento: El rendimiento en el trabajo

La disminución del rendimiento del trabajador es una de las consecuencias del estrés profesional quesuscita la mayor preocupación por parte de los organizadores del trabajo.

El modelo que describe la eficacia del rendimiento como una función en forma de “U invertida” delestrés es el que más aceptación obtiene (Welford, 1973). Ello significa que el rendimiento es óptimocuando el estrés es moderado y que disminuye cuando el nivel del estrés es muy elevado o muy bajo.

En condiciones de carga de trabajo y de estrés inapropiadas, los sujetos modifican a veces sucomportamiento, olvidando, por ejemplo, los problemas secundarios y concentrándose únicamente enla tarea principal, lo que puede desembocar en un accidente, una catástrofe, o cualquier otradisfunción del sistema. La eficacia de una estrategia dada para controlar la sobrecarga de trabajo y reducir el nivel de estrésgenerado por una tarea depende de las posibilidades de ejecución en el medio de trabajo y deldominio del operador para controlar la situación (Bainbridge, 1974).

Una investigación en la industria textil (Hacker y colab.1973) ha demostrado que la elección de unaestrategia apropiada influía en la productividad y en el estrés de los tejedores. Se eligió a trabajadoresde productividad elevada y baja; las estrategias adoptadas por los tejedores más productivos fueronmás eficaces que las de los menos productivos. La estrategia común a los primeros consistía en prevery prevenir las averías, para dedicar menos tiempo a los trabajos de reparación y revisión. Como losdos grupos se esforzaban por adaptarse a las mismas exigencias de producción, la carga de trabajo delos tejedores menos productivos resultó mayor al final de la jornada y, tras efectuar variasmediciones, resultaba que el grado de estrés a que estaban sometidos era más elevado. Cuando seenseñó a los tejedores menos productivos una estrategia más previsora, el rendimiento mejoró y elestrés disminuyó.

Bajo Óptimo Alto Muy alto

ESTRÉS

Alto

RE

ND

IMIE

NT

O

Fig. 8.10 Curva de Weldford que relaciona rendimiento y estrés.

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8 Carga mental 177

Prevención de la fatiga mental

Las repercusiones de una carga física demasiado elevada sobre el organismo pueden ser demostradasy cuantificadas con bastante exactitud, y a partir de ahí se pueden definir límites de tolerancia; con lacarga mental no ocurre lo mismo. Aunque se conocen las consecuencias patógenas de algunostrabajos que exigen una atención sostenida, no es posible, por el momento, establecer unos umbralesmáximos universales para evitar llegar a situaciones extremas.

Las acciones a desarrollar deben basarse en el “sentido común” y están directamente relacionadas conla organización del trabajo. Aunque no se pueden dictar normas al respecto sí podemos citar una seriede factores sobre lo que se puede actuar con el fin de evitar la fatiga:

1. - Cantidad y complejidad de la información recibida.

2. - Calidad de esta información: tipos de señales.

3.- Transcendencia de las actuaciones.

4. - Ritmo normal de trabajo para una persona formada.

5. - Ritmo individual de trabajo.

6. - Confort ambiental del puesto.

7.- Recuperación de las informaciones sobre el impacto de las actuaciones

Si, a pesar de incidir en estos aspectos, el puesto conlleva una carga mental elevada, es necesarioentonces recurrir al establecimiento de pausas que permitan la recuperación (Fig. 8.11). Puedenemplearse también, con el fin de evitar una carga mental elevada y continuada, sistemas organizativosde la producción tales como: una rotación de tareas que favorezcan la alternancia con otros tipos deactividades que requieran una menor esfuerzo mental, el enriquecimiento de tareas que permitan aloperario un muestrario mayor de conductas con unos niveles de carga mental muy diferentes, laampliación de tareas, etc... .

La flexibilidad del horario laboral se ha apuntado a veces como otra solución para tareas con altocontenido de carga mental, pero flexibilidad es un término ambiguo. Esta flexibilidad, ya sea deltiempo de trabajo o del tiempo de funcionamiento de la máquina, desde el punto de vista que nospreocupa, ha de suponer un aumento de la autonomía del trabajador que debe casar con los niveles deproductividad adecuados.

Si lo consideramos desde esta perspectiva la flexibilidad horaria es, en muchos casos, una aspiracióndel trabajador para adecuar mejor su tiempo de trabajo a la satisfacción de sus necesidades personalesy sociales, y evidentemente repercute positivamente en su carga mental, al reducir, al menos,componentes extraprofesionales que saturaban su carga mental.

Además, en algunas ocasiones, esta flexibilidad también supone para la organización una mejoradecuación a las demandas del mercado, a las variaciones estacionales, etc.

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Roles de los trabajadores

Cuando la función atribuida al trabajador es ambigua (por falta de claridad del contenido de la tarea),cuando es contradictoria o cuando hay oposición entre las diferentes exigencias del trabajo, cuando esconflictiva (cuando hay conflictos de competencia), esta función contradictoria genera problemas deestrés.

La delimitación clara y expedita de los roles a desarrollar por los operarios en las organizaciones esun seguro para mantener un nivel de estrés adecuado.

Relaciones en el medio de trabajo

Existe una clara relación entre estrés profesional y las relaciones del trabajador con sus compañeros,sus superiores y sus subordinados, y el apoyo social que le prestan los mismos.

Unos flujos comunicativos en que la repartición de las funciones es ambigua aceleran el deterioro delas relaciones entre sus miembros, con lo que se crean riesgos de tensiones psicológicas que revistenla forma de insatisfacción en el trabajo. Las tensiones en el trabajo se atenúan cuando el operario sesiente apoyado socialmente por sus compañeros y jefes y sus funciones están claramente definidas;este factor también interviene en los efectos del estrés profesional.

Fig. 8.11 El estrés como catalizador de dificultades o del desarrollo intelectual.

TRABAJOMENTAL

ESTRÉS ESTRÉSSOSTENIDO DIFICULTADES

TRABAJOMENTAL

ESTRÉS DESCANSO DESARROLLO

ESTRÉS SOSTENIDO• Enfermedades cardiovasculares• Accidentes cerebrovasculares• Úlceras• Cáncer• Asma• Neurosis• Ansiedad• Depresión, inapetencia sexual e impotencia• Disminuyen: creatividad, iniciativa, originalidad, poder de abstracción, atención,

concentración, capacidad de análisis y síntesis, rendimiento.• Dificultades de comunicación con el prójimo• Errores, accidentes, suicidios

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Resumiendo

Las variables que configuan el nivel de carga mental que ha de soportar el trabajador en situacioneslaborales es un complejo cúmulo de interacciones entre múltilples factores laborales yextraprofesionales; y el control exhaustivo de uno (o algunos) de ellos, no es garante de una situaciónóptima de carga mental.

Por otro lado, dentro de los factores que configuran las condiciones de trabajo, se cobijan:

i Las condiciones materiales en lo que concierne a la seguridad, la higiene, y el ambiente detrabajo.

ii Los aspectos organizativos: exigencias del trabajo, descripción de la tarea, la organización y lagestión, la carrera profesional, el clima laboral... .

iii La duración del trabajo y la organización de los horarios, pausas, ritmos, turnos, días festivos,vacaciones, etc... .

iv Los sistemas de retribución (sueldos, salarios por incentivos, promoción, salario en especies...).

v La formación profesional continuada

vi El entorno en que está ubicada la empresa, el tipo de transporte, el alojamiento...

vii Los condicionantes geopolíticos, la cultura, la religión, la ideología, etc... .

Para lograr obtener una situación de equilibrio y bienestar entre los requerimientos del trabajo y lasposibilidades de actuación de las personas, debemos considerar y analizar el monto de restriccionesque todo operario aporta al sistema de trabajo, a fin y efecto de encontrar soluciones susceptibles dereducir las discrepancias entre las capacidades de acción y los objetivos de las personas, y lasexigencias de los sistemas, y es ahí donde la ergonomía se convierte en la ciencia aplicada idóneapara mejorar las condiciones de trabajo y por simpatía la productividad de las empresas yorganizaciones.

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Anexo 181

Anexo

Tabla de conversiones

Multiplique por para obtener

Longitud

angstrom 1,000 · 10-10 metromicrómetro 1,000 · 10-6 metropulgada 2,540 · 10 milímetropie 3,048 · 10-1 metrometro 3,28 piemilla 1,609 kilómetroaño luz 9,461 · 1015 metro

Área

pie cuadrado 9,290 · 10-2 metro cuadradopulgada cuadrada 6,452 · 10-4 metro cuadrado

Volumen

pie cúbico 2,832 · 10-2 metro cúbicogalón (EUA) 3,785 · 10-3 metro cúbico

Fuerza

dina 1,000 · 10-5 newtonkilogramo (fuerza) 9,807 newtononza (fuerza) 2,780 · 10-1 newtonlibra (fuerza) 4,448 newton

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Presión

atmósfera (normal) 1,013 · 105 pascalbar 1,000 · 105 pascalpulgada de H2O (4ºC) 2,491 · 102 pascalmm de Hg (0ºC) 1,333 · 102 pascallibra/pie cuadrado 4,788 · 10 pascallibra/pulgada cuadrada 6,895 · 103 pascal

Velocidad

pie/minuto 5,080 · 10-3 metro por segundopie/segundo 3,048 · 10-1 metro por segundonudo 5,144 · 10-1 metro por segundomilla/hora 4,470 · 10-1 metro por segundo

Aceleración

gravedad 9,807 m/s2

Ángulos

ciclos (360°) 6,283 radiángrado sexagesimal 1,745 · 10-2 radiánhertz 6,283 radián por segundorpm 1,047 · 10-1 radián por segundo

Energía

Btu 1,055 · 10 3 joulekilocaloría 4,187 · 10 3 jouleerg 1,000 · 10-7 joulewatt-hora 3,600 · 103 joulekilocaloría 3,968 Btukilocaloría 4,268 5 · 102 kilopond-metrojoule 2,388 9 · 10-4 kilocaloríajoule 9,480 5 · 10-4 Btukilogramo · metro 2,342 7 · 103 kilocaloríakilogramo · metro 9,296 7 · 103 Btukilogramo · metro 9,806 6 joule

Anexo 28/9/99 15:32 Página 182

Anexo 183

Potencia

Btu por hora 2,931 · 10-1 wattHP 7,460 · 102 wattkcal/s 4,187 · 10 3 watterg/s 1,000 · 10-7 wattwatt 3,413 04 Btu por horawatt 1,433 · 10-2 kcal/minwatt 6,120 kp-m/minkcal/min 69,767 watt

Temperatura

Celsius a kelvin K = °C + 273,15Fahrenheit a Celsius °C = (°F - 32) / 1,8Fahrenheit a kelvin K = (°F + 459,67) / 1,8Rankine a kelvin K = °R/1,8

Anexo 28/9/99 15:32 Página 183

Bibliografía 185

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11Introducción

Introducción

La valoración del confort y del estrés térmico revisten cada día mayor importancia y son múltiples laspublicaciones que abordan el tema. Un ambiente térmico inadecuado causa reducciones de los rendi-mientos físico y mental, y por lo tanto de la productividad; provoca irritabilidad, incremento de la agre-sividad, de las distracciones, de los errores, incomodidad al sudar o temblar, aumento o disminución dela frecuencia cardíaca, etc..., lo que repercute negativamente en la salud e incluso, en situaciones límite,puede desembocar en la muerte.

Es común que la presentación del análisis del microclima se haga mediante índices evaluativos, omitien-do el proceso de desarrollo y análisis, lo que hace difícil la comprensión y la posterior toma de decisio-nes. Con frecuencia la lectura de los artículos científicos que abordan el tema impide tener una visión deconjunto, ya que habitualmente se presenta el resultado final obviando el proceso de creación (la teoríaen que se apoya el índice) y el análisis, planteando únicamente la fase de evaluación, lo que a nuestromodo de ver agudiza un problema acuciante, la falta de conocimiento de qué se está haciendo y lleva alergónomo, al ingeniero, o al higienista a tomar decisiones mediatizadas por las previsiones sugeridas porlos autores de los índices analizados.

Con este libro se pretende no sólo abordar la problemática del ambiente térmico en el ámbito laboral,sino también ayudar a comprender el complejo problema de la interacción entre éste y la persona.

A través de los diferentes capítulos tratados el lector podrá ahondar en un índice determinado, reflexio-nar sobre la complejidad de la termorregulación humana, resolver un problema concreto o, mediante elprograma informático Spring 3.0, modelar diferentes situaciones y analizar resultados divergentes enfunción de los cambios en algunas de las variables que definen y configuran el microclima que rodea a lapersona y que potencia o limita sus capacidades de acción y toma de decisiones.

La proporción de trabajadores que desarrollan su actividad en el sector de servicios es cada vez másnumerosa, y son frecuentes los problemas creados por la falta de confort térmico, por lo que es de graninterés disponer de criterios de valoración y métodos de control para estas situaciones.

Mientras tanto, los estados críticos de estrés térmico se siguen manteniendo no sólo en la industriasiderometalúrgica, vidrio y hornos en general, sino también en la agricultura, la pesca y la construcción,por citar los sectores productivos más significativos.

12 Confort y estrés térmico

El interés por la valoración del microclima laboral no es nuevo y desde principios de siglo los especialis-tas han procurado encontrar un índice que resuma en un sólo valor una situación microclimática dada.

En España la normativa vigente que regula las condiciones térmicas de los trabajadores se recoge en elanexo III del R.D. 486/1997 sobre disposiciones mínimas de seguridad y salud en los lugares de traba-jo incluido en el anexo 2 de este libro.

De todas formas la proliferación de índices es un argumento más que razonable para poner en duda laeficacia absoluta de éstos. Últimamente diferentes normas ISO han sido publicadas y recogidas comocuerpo de doctrina en el campo del estrés y el confort térmico. En esta obra se presentan diferentesíndices recogidos por ISO y se analizan los aspectos más relevantes de éstos.

Las tablas 1.1 y 1.2 recogen los índices de confort y estrés más importantes que han aparecido histórica-mente, así como los autores y los años de publicación.

TABLA 1.1 Índices de confort más importantes

Año Método Autor

1923 Temperatura efectiva, TE Houghton & Yaglogou1929/36 Temperatura equivalente Dufton1931/48 Temperatura resultante Missenard1967 Temperatura media de la piel Gagge1970 Índice valoración media, IVM Fanger1972 Temperatura efectiva estándar, SET Gagge1973 Humedad de la piel González & Gagge

TABLA 1.2 Índices de estrés más importantes

Año Método Autor

1945 Índice de viento frío Siple & Passel1946 Temperatura efectiva corregida, TEC Bedford1947/60 Predicción de la sudoración para 4 horas, P4SR McArdle & McPhurson1955 Índice de sobrecarga calórica, ISC (HSI) Belding & Hatch1957 Temperatura de globo y de bulbo húmedo, WBGT Yaglou & Minard1957 Índice de Oxford, WD Lind1960 Predicción de los latidos del corazón Fuller & Brouha1963/76 Índice de estrés térmico, ITS Givoni1971 Índice de temperatura de globo húmedo, WGT Bostford1974/77 Límite de exposición termicofisiológica, PHEL Dasler1981 Tasa de sudoración requerida, SWreq Vogt, et al.1984 Índice del aislamiento del vestido requerido Holmér

131 Termorregulación del cuerpo humano


El cuerpo humano es un generador constante de calor. Ya, de por sí, una persona sin hacer absolutamentenada y con su gasto energético al mínimo, es decir, sólo para mantener su organismo vivo (metabolismobasal), genera entre 65 y 80 watios de calor, según su sexo, edad y superficie corporal, mientras que unabombilla eléctrica incandescente de 60 W emite, aproximadamente, 55 W de calor.

El ser humano produce la energía que necesita para mantener su cuerpo vivo y activo, a partir de losalimentos y del oxígeno que, a lo largo de complejas reacciones químicas, se va convirtiendo en calor.Así, alrededor del 50% de la energía de los alimentos ya desde el inicio del proceso se transforma encalor y el otro 50% en trifosfato de adenosina (ATP), del cual la mayoría también se convierte en calor alpasar a formar parte de los sistemas metabólicos celulares que sólo aprovechan una pequeña parte de laenergía restante; al final prácticamente toda la energía, de una forma u otra, se transforma en calor dentrodel organismo, excepto una fracción, generalmente muy pequeña, que lo hace fuera a partir del trabajoexterno que realiza el hombre.

Un hombre de una complexión física normal, descansando genera unos 115 W de calor; caminando poruna superficie plana a una velocidad de entre 3,5 y 5,5 km/h genera de 235 W a 360 W; pero si acelera elpaso a más de 7 km/h su producción de calor estará alrededor de los 520 W. En un trabajo muy severo laproducción de calor puede sobrepasar los 900 W, como es el caso de los deportistas de alto rendimientoque, realizando una actividad muy intensa, pueden alcanzar los 2000 W durante unos minutos.

La eficiencia mecánica del hombre es baja, ya que entre el 75% y el 100% de la energía que produce yconsume para realizar sus actividades se convierte en calor dentro de su organismo, según el tipo deactividad, al que hay que sumar el calor producido por el metabolismo basal necesario para mantenersevivo (figura 1.1).

Sin embargo, la generación continua de calor metabólico no siempre garantiza la temperatura internamínima necesaria para la vida y para la realización de las actividades cuando las personas se encuentranexpuestas a determinadas condiciones de frío, con lo cual las bajas temperaturas pueden llegar a consti-tuir un peligro. No obstante, por lo general los ambientes de altas temperaturas son mucho más peligro-sos que los fríos, pues normalmente resulta más fácil protegerse del frío que del calor.


Energía metabólica

Calor 75-100 % (Q)

Trabajo externo 0-25 % (W)

EM = · 100 < 25%W

M

M W

Q

(M)

Fig. 1.1 Eficiencia mecánica del hombre

La temperatura interna o central, es decir, la de los tejidos profundos del organismo, es el promedioponderado de las diferentes temperaturas de las partes y órganos del cuerpo. Estas temperaturas tomandiferentes valores según la actividad; la parte del cuerpo y la hora, oscilando con ritmo circadiano, ymanteniéndose dentro de ± 0,6 °C aproximadamente, salvo enfermedad febril; incluso si el individuoqueda expuesto a temperaturas de bulbo seco tan bajas como 12 °C, o tan altas como 60 °C.

Aunque el intervalo de supervivencia puede extenderse, en algunos casos, desde los 28 °C hastalos 44 °C de temperatura interna (generalmente con daños importantes en el organismo), la temperaturainterna considerada normal, en la que no deben producirse afectaciones, oscila alrededor de los 37,6 °C,dentro de un intervalo de 36 °C a 38 °C; no obstante, durante actividades físicas intensas puede llegar aalcanzar los 40 °C, lo cual, en circunstancias específicas, es necesario para lograr el rendimientoadecuado.

También es frecuente hablar de las temperaturas esofágica, axial, bucal o sublingual, rectal y de la piel ocutánea; esta última toma diferentes valores según la parte del cuerpo, por lo que es necesario estimar latemperatura media cutánea. Los valores de la temperatura tomada en el recto (temperatura rectal) sonaproximadamente 0,6 °C mayores que los de la temperatura bucal, cuyo valor normal promedio se hallaentre 36,7 °C y 37 °C. Mientras que la temperatura media cutánea puede variar en un intervalo másamplio, ya que aumenta y disminuye siguiendo las condiciones ambientales y la actividad metabólica;esta temperatura tiene importancia cuando nos referimos a la capacidad de la piel para ceder calor alambiente.

Se llega fácilmente a la conclusión de que constituye una condición indispensable, para la salud y para lavida, mantener la temperatura interna dentro de los estrechos límites vitales de la sutil diferenciade 4 ó 5 °C.


El calor generado por el cuerpo (K), puede ser estimado partiendo de las temperaturas rectal y cutáneamediante la siguiente expresión:

K = 3,48 Pc (0,65tr + 0,35tp) (kilojulios) (1)

donde:

3,48: calor específico del cuerpo, kJ/(kg °C)Pc: peso corporal, (kg)tr: temperatura rectal, (°C)tp: temperatura de la piel, (°C)

En la figura 1.2 se muestran esquemáticamente los valores aproximados de las temperaturas en el cuerpohumano bajo las dos situaciones de frío y calor.

a) frío b) calor

Fig 1.2 Temperaturas aproximadas del cuerpo humano: a) bajo condiciones de frío (20 - 24 °C)y b) bajo condiciones de calor (≥ 35 °C)

37 °C

36 °C

32 °C

28 °C

34 °C

31 °C


En la figura 1.3 puede observarse el ritmo circadiano de la temperatura rectal desde las 8 de la mañanahasta las 8 de la mañana del día siguiente, según Ernst Pöppel.

Fig 1.3 Variación circadiana de la temperatura rectal en un período de 24 horas según Ernst Pöppel

Las seis variables que definen la interrelación entre la persona y el ambiente térmico son las siguientes:1) la temperatura del aire,2) la temperatura radiante,3) la humedad del aire,4) la velocidad del aire,5) la actividad desarrollada,6) la vestimenta,las cuatro primeras las aporta el entorno y las dos segundas la persona.

La sobrecarga térmica y la tensión térmica

Todo ambiente térmico que provoque tensiones en la persona que activen sus mecanismos de defensanaturales para mantener la temperatura interna dentro de su intervalo normal, constituye una sobrecarga.Las sobrecargas térmicas (por calor o por frío) provocan en el hombre las tensiones térmicas (por caloro por frío).

Se define la sobrecarga calórica (Heat Stress) como la causa que provoca en el individuo el efectopsicofisiológico que se denomina tensión calórica (Heat Strain); mientras que la sobrecarga por frío(Cold Stress) es la causa que provoca en el hombre el efecto psicofisiológico que se denomina tensiónpor frío (Cold Strain).

A efectos prácticos, se considera que el ambiente térmico puede ser de cuatro tipos:1) de bienestar o confort;2) permisible;3) crítico por calor;4) crítico por frío.

8 12 16 20 24 4 8Momento del día (horas)

37,6

36,8

36,0Tem

pera

tura

rec

tal (

°C)

••

• • •

•• •

••


Las condiciones de bienestar o confort son las óptimas, el sujeto se encuentra satisfecho y su organismomantiene el equilibrio térmico, es decir: su temperatura interna se mantiene dentro de los límites fisioló-gicos normales, sin tener que efectuar para ello ajustes de adaptación a un medio más o menos hostil.Incluso las condiciones permisibles obligan a la persona a efectuar determinados ajustes fisiológicospara alcanzar el equilibrio térmico y conservar su temperatura interna dentro de los límites normales, loque provoca una tensión térmica más o menos severa, según la sobrecarga térmica existente, la ropa, laactividad y sus características individuales. Estos ajustes, incluso existiendo equilibrio térmico, al me-nos provocarán molestias psicológicas, aunque teóricamente, defenderán a las personas de la agresiónambiental y no provocarán daños fisiológicos.

En las condiciones críticas, ya sea por frío o por calor, no hay equilibrio térmico entre el ambiente y elcuerpo humano. En ambiente crítico por frío la temperatura interna bajará continuamente hasta provocarla muerte si el sujeto permanece expuesto al mismo, mientras que en el ambiente crítico por calor latemperatura interna se elevará continuamente con el mismo resultado fatal, si el individuo permaneceexpuesto el tiempo suficiente.

En el gráfico que se muestra en la figura 1.4 aparece la curva aproximada que relaciona la sobrecargatérmica con la tensión térmica en un sujeto.

Fig. 1.4 Curva de sobrecarga confort-tensión, aproximada, de un sujeto

Sobrecarga por frío ø Sobrecarga calórica

Tens

ión

por

frío

ø

T

ensi

ón c

alór

ica

SOBRECARGA

TE

NS

ION

Vasoconstriccióny temblores

críticas

Confort

Vasodilatación y sudoración

críticas

t i

t i

Permisibles


Sin embargo, no todos los individuos reaccionan igual frente a la misma sobrecarga térmica y lo que paraunos puede constituir un ambiente severo, para otros pudiera no serlo tanto, tal como se observa en lafigura 1.5.

Fig. 1.5 Gráfico con las curvas de sobrecargas y tensiones calóricas y por frío de Laura y Carolina

Obsérvese que, ante una sobrecarga calórica (C), Laura reacciona con una tensión calórica (CL ) y Caro-lina con una tensión calórica (CC) mucho mayor que la de Laura ( CC >> CL); mientras que ante lasobrecarga por frío (F), Carolina enfrenta mejor la situación pues responde con una tensión por frío (FC)y Laura peor, con una tensión por frío (FL) (FC << FL).

La exposición a ambientes calurosos, desde el punto de vista conductual, puede provocar la pérdida de lamotivación por la actividad, la disminución de la concentración y de la atención, con el consecuenteincremento de los accidentes, y una disminución de la calidad del trabajo y del rendimiento, que puede,según algunos autores, decaer hasta en un 40%.

Desde el punto de vista fisiológico la tensión calórica puede provocar: deshidratación, quizás calambresdebido a un trabajo pesado con sudoración abundante e ingestión de grandes cantidades de agua, síncopede calor con la pérdida del conocimiento debido a un largo período de inmovilidad en ambientes caluro-sos, agotamiento por deshidratación y pérdida de sal por exposición de varios días en sujetos no aclima-tados; o, de súbito, tras esfuerzos físicos intensos y prolongados, manifestaciones de naturaleza digesti-va (náuseas y vómitos), cardiovascular (hipotensión, malestar general, lividez, dolores de cabeza,taquicardia, etcétera), neurológica (vértigos y desorientación), golpe de calor (pérdida súbita del conoci-miento, piel seca y caliente, incremento de la temperatura interna hasta más de 40 °C, convulsiones yestado de coma).

Sobrecarga por frío ø Sobrecarga calórica

Tens

ión

por

frío

ø

T

ensi

ón c

alór

ica

FL

F

FC

C

CL

CC

LAURA

CA

RO

LIN

A


Por su parte, la exposición excesiva a ambientes fríos (lo mismo en actividades a la intemperie como enlocales industriales especialmente preparados por razones tecnológicas a temperaturas muy bajas) puedeprovocar, en primer lugar, malestar general, con torpeza manual por el anquilosamiento de las articula-ciones y elevación del umbral táctil; en una segunda etapa, eritemas pernios (sabañones), piel de trinche-ra y congelaciones; y, finalmente, cuando la temperatura interna desciende hasta 36,3-34 °C, aparece lahipotermia con intensa sensación dolorosa de frío, tiriteo, palidez, taquipnea, taquicardia y tensión arterialexcesivamente alta; si la temperatura desciende entre 34 °C y 27 °C, se presenta rigidez muscular,bradipnea, bradicardia, hipotensión, somnolencia, embotamiento sensorial y apatía; y por último aldescender la temperatura rectal por debajo de los 27 °C, se pierde totalmente la conciencia, los músculosse relajan, se desarrolla la fibrilación ventricular y sobreviene el paro cardíaco o desaparecen totalmentelos reflejos y cesa la función respiratoria.

Afortunadamente, los mecanismos fisiológicos de la termorregulación son muy eficientes, y en los casosen que las condiciones microclimáticas y la actividad metabólica no permitan un confortable balancetérmico entre el cuerpo y el entorno, se puede desarrollar una tensión más o menos importante según lasituación, con el fin de tratar de alcanzar un equilibrio térmico aceptable, aunque creando incomodida-des, fatiga, disminución de la capacidad física y de la capacidad mental. De no lograrse tampoco esteequilibrio térmico aceptable o permisible porque los mecanismos fisiológicos resultaran insuficientespara resolver el conflicto, la salud de la persona se afectaría al incrementarse o disminuir la temperaturacorporal fuera de los límites del intervalo considerado normal.

El mantenimiento de la temperatura corporal dentro de los citados límites es el resultado del equilibrioentre ganancias y pérdidas de calor del cuerpo situado dentro de un microclima determinado: si lasganancias superan a las pérdidas, el calor se acumulará en el organismo y la temperatura de éste tenderáa elevarse constantemente hasta alcanzar valores críticos que, de no variar la situación, pueden poner enpeligro la vida.

Por cada grado centígrado de incremento de la temperatura interna, la frecuencia cardíaca se incrementaunas 10 pulsaciones por minuto, y a partir de 41°C disminuye al decaer la eficiencia cardíaca. Si, a lainversa, las pérdidas superan a las ganancias, el organismo irá perdiendo calor y su temperatura dismi-nuirá hasta valores críticos que pueden dar al traste con la supervivencia.

No obstante, sería absurdo pensar que la permanencia de la persona en condiciones de bienestar térmicode forma permanente o estable, sería lo mejor para su salud. El organismo necesita estar entrenado yutilizar sus mecanismos de adaptación dentro de límites razonables; de lo contrario, al perderlos por faltade uso, quedaría indefenso ante posibles situaciones inesperadas, además de perder la posibilidad decontinuar desarrollándose como ser vivo.

La sudoración, por ejemplo, no sólo es necesaria para lograr el equilibrio térmico, sino como un meca-nismo eliminador de residuos metabólicos y un acondicionador de la piel. El deportista desarrolla sucuerpo entrenándose hasta el estrés, como el intelectual desarrolla sus capacidades mentales ejercitandosu profesión también hasta el estrés, porque las tensiones son imprescindibles para el desarrollo. Es másque conocido que el deportista antes de entrar en competición o iniciar una sesión de entrenamientonecesita un calentamiento previo (warm up) que incremente su actividad metabólica, de lo contrario


puede sufrir lesiones importantes y, en el mejor de los casos, alcanzará un bajo rendimiento. Para depor-tes de alta intensidad energética la temperatura interna del sujeto durante las actividades puede, y nece-sita, alcanzar los 40 °C, como premisa indispensable para poder elevar la capacidad de trabajo físico.

Escala de la temperatura corporal

44°C Golpe de calor:42°C – convulsiones, coma41°C – piel caliente y seca40°C Hiperpirexia38°C36°C34°C Tremenda sensación de frío33°C Hipotermia:32°C – bradicardia, hipotensión30°C – somnolencia, apatía28°C – musculatura rígida26°C Límite inferior de supervivencia:

– parada cardíaca, fibrilación

Fig. 1.6 Intervalo de temperaturas del cuerpo humano con límites superior e inferior de supervivencia

Por otra parte, la sensación de bienestar no es patrimonio exclusivo de las condiciones de confort térmi-co; cuando un deportista se está entrenando o está en competición, a pesar de que su temperatura internase eleva y su organismo está sometido a tensión calórica, siente determinada satisfacción y hasta euforia,de las que no son ajenas las endorfinas que segrega su organismo: es el caso de la “enigmática sonrisa”de los corredores de largas distancias.

Balance térmico entre la persona y el medio

El concepto de intercambio térmico se puede analizar como un estado de cuentas en el que el saldo finaldebe ser cero para que todo marche bien. Entonces se dice que el balance térmico entre el individuo y suentorno está en equilibrio. La persona, como todo cuerpo (sólido, líquido o gaseoso), constantementeemite calor hacia el medio y, a su vez, constantemente es receptor del calor que emiten los demás cuer-pos.

El hombre gana calor por las siguientes vías:1. Por su metabolismo (M), determinado por su metabolismo basal y la actividad que realice.2. Por radiación de calor (R), que recibe de los cuerpos de su entorno.3. Por convección (C), al recibir calor del aire (o agua) que está en contacto con él.4. Por la respiración (Res), al inspirar aire caliente cuya temperatura esté por encima de su temperatura

corporal.5. Por conducción (K), al recibir calor de los cuerpos sólidos que están en contacto directo con él.

Intervalo aproximado de temperatura normal


A su vez, el hombre pierde calor por las siguientes vías:1. Por radiación de calor (R), que emite hacia los cuerpos de su entorno.2. Por convección (C), al entregar calor al aire que está en contacto con él.3. Por la respiración (Res), al espirar el aire durante la respiración y el jadeo.4. Por trabajo externo (W), al realizar una actividad con un trabajo externo positivo.5. Por evaporación del sudor (E), al entregarle calor al sudor para que éste pueda evaporarse.6. Por conducción (Cd), al entregar calor a los cuerpos sólidos que están en contacto directo con él.

En la práctica se pueden despreciar los intercambios por respiración y por conducción y, salvo determi-nadas situaciones, el trabajo externo, teniendo en cuenta que en la mayor parte de las actividades su valores bajo o nulo. De manera que la ecuación práctica de balance térmico quedaría:

M ± R ± C – E = A (2)

Donde A sería el saldo final, es decir, el calor acumulado (si A>0), o perdido (si A<0), en el organismocomo consecuencia de un desequilibrio; y si A = 0, significa que existe equilibrio térmico. Por lo tanto,la ecuación de balance térmico puede adoptar una de estas cuatro formas que, según la situación, signi-fican:

1) M ± R ± C = 0, (E = 0) equilibrio en condiciones necesarias pero no suficientes para el conforttérmico,

2) M ± R ± C - E = 0, equilibrio en condiciones de calor permisibles,3) M ± R ± C - E > 0, desequilibrio por condiciones críticas por calor,4) M ± R ± C < 0, desequilibrio por condiciones críticas por frío.

En la figura 1.7 se esquematiza la entrega de calor de la piel según la humedad sea del 30 o del 90 %,mediante R, C y E, bajo determinadas condiciones de sobrecarga calórica (temperatura del aire: 25 °C;velocidad del aire: 0,3 m/s), temperatura de la piel: 35 °C y un trabajo físico pesado de 254 W/m2.

Fig. 1.7 Entrega de calor de la piel según la humedad

La ecuación de balance térmico se explicará con más detalles en el capítulo 2, dedicado a ello.

R + C74 W/m

29 %

A = 0

EQUILIBRIO TÉRMICO

E180 W/m

71 %2

2R + C

74 W/m29 %

A = 55 W/m

DESEQUILIBRIO TÉRMICO

E125 W/m

49 %

2 2

HR = 30 % HR = 90 %

2


Metabolismo

Los factores internos más importantes que inciden en la producción de calor en el cuerpo son: el metabo-lismo basal de todas las células del organismo, la actividad muscular (incluyendo las contraccionesmusculares durante el acto de tiritar en ambiente frío), la acción de la tiroxina sobre las células; la acciónde la adrenalina y la noradrenalina, la estimulación simpática de las células y el incremento de la tempe-ratura en las propias células del organismo.

Podemos definir el metabolismo como la suma de las reacciones químicas que se producen en todas lascélulas del organismo. El límite mínimo del metabolismo está determinado por la actividad fisiológicabásica para mantenerse vivo, por lo que recibe el nombre de metabolismo basal (MB). El metabolismobasal varía con la edad, el sexo, el peso y por otras causas de origen psicofisiológico.

Mientras el metabolismo de un niño de dos años puede alcanzar los 60 W por metro cuadrado de super-ficie corporal, al cumplir los 25 años estará en 44 W por metro cuadrado, y a los 80 años su metabolismobasal habrá descendido a 38 W por metro cuadrado de superficie corporal.

La diferenciación entre sexos, a los efectos del microclima, comienza a edad bien temprana, se acentúapartir de los 10 años y las diferencias se mantienen más o menos constantes hasta la vejez. Se puedeestimar de una manera muy práctica y suficientemente precisa para trabajos ergonómicos si se consideraque el metabolismo basal de las mujeres es aproximadamente de 40,6 W/m2 y el de los hombres42,9 W/m2. Es posible determinar, con más exactitud, el metabolismo basal de una persona a través de suconsumo de oxígeno bajo determinadas condiciones ambientales, psicológicas y fisiológicas.

A partir del metabolismo basal, las actividades físicas y los estados emocionales, según su intensidad,incrementarán el metabolismo. Para determinar el calor que genera el cuerpo en la realización de unaactividad es necesario considerar tanto el calor producido para ejecutarla como el generado por el meta-bolismo basal.

Por ejemplo: supóngase una actividad física para la cual la eficiencia mecánica del sujeto alcanza el25%, como pudiera ser el ciclismo, que a 20 km/h requiere un consumo energético aproximado de 590W; y téngase en cuenta que el ciclista es un hombre con un metabolismo basal de 77 W. El calor genera-do (Q) por el ciclista se puede determinar como el 75% del gasto energético empleado en pedalear(GEW) más el metabolismo basal (MB):

Q = 0,75 x GEW+ MB ; Q = 519,5 W

Mecanismos fisiológicos de la termorregulación

Los estudios efectuados por los especialistas indican que el centro encargado de regular las temperaturasen todas las partes del cuerpo radica en el hipotálamo, y que se informa de la situación mediante lossensores que están distribuidos por todo el organismo enviando sus “informes” al centro termorreguladora través del sistema nervioso periférico aferente. A su vez, el centro emite sus órdenes reguladoras através del sistema eferente.


Fig. 1.8 Esquema del sistema termorregulador según Grandjean

Además de otras funciones, el sistema cardiovascular desempeña un papel fundamental en latermorregulación, evacuando hacia la piel, en caso de tensión calórica, los excesos de calor que se acu-mulan en los órganos y en los músculos para que éste pueda ser disipado hacia el ambiente, o en caso defrío termoaislando al organismo para evitar en lo posible pérdidas importantes de calor.

Sobrecarga calórica

Bajo condiciones calurosas el centro termorregulador incrementa el flujo sanguíneo cargado del excesode calor interno hacia los vasos capilares de la piel, que puede llegar a ser el 30% del flujo total. De estaforma la piel aumenta su temperatura y facilita la disipación de calor hacia el entorno por convección ypor radiación.

Temperaturacorporal

Temperatura externay nivel de actividad

Temperatura periférica(temperatura de la piel)

Temperatura central(temperatura de la sangre)

Termorreceptores periféricos Termorreceptores centrales

Mecanismos depérdida de calor

Retención de calor/mecanismosde ascenso de calor

Hipotálamo y otrasáreas CNS integradas

Sistema aferente

Sistema eferente


Si las pérdidas de calor por convección y radiación no resultasen suficientes para evitar el incremento dela temperatura corporal, el centro regulador ordenaría a las glándulas sudoríparas que inicien la segrega-ción de sudor, con el objetivo de que su evaporación provoque la evacuación del calor excesivo de la pielentregado por la sangre que fluye por los capilares cargada del calor interno excedente.

Hay que tener en cuenta que la sudoración de por sí no garantiza la evacuación del calor de la piel, sinoque es la evaporación del sudor, la cual no depende del individuo, sino de la humedad contenida en elaire circundante, de la calidad y cantidad de la ropa, y de la velocidad relativa del aire respecto a lapersona.

La excesiva sudoración en ambientes calurosos durante largos períodos de tiempo puede resultar perju-dicial, ya que implica una pérdida de agua y de sales, como el cloruro de sodio, que si no son repuestasprovocarán importantes daños en el organismo. Si por otra parte el ambiente es muy húmedo y el sudorno se evapora o se evapora poco, la piel mojada frena la sudoración, que puede llegar a ser inútil y unelemento adicional de malestar por su goteo, por el desgaste, etcétera. Pero, aun en un ambiente quefacilite la evaporación del sudor, si la piel está mojada el rendimiento evaporativo sólo será del 50%,mientras que si está seca será del 100%.

Se puede considerar que 390 W/m2 es un límite fisiológico máximo aceptable de ritmo de sudoración(Smax) sostenido durante 8 horas de exposición para sujetos normales (Olesen, 1985), lo que representa,aproximadamente, 1 litro de agua por hora para una persona con una superficie corporal de 1,8 m2. Encaso de evaporarse este litro de sudor sobre la piel haría perder al cuerpo unos 2.527 kJ.

Según Guyton, una persona no aclimatada puede sudar 1,5 litros/h y con 10 días de aclimatación puedeelevar su sudoración a 3 litros/h. Sin embargo, la pérdida de 1 litro de agua por hora es una sudoraciónintensa si se prolonga durante 8 horas, que en caso de no reponerse representa la pérdida de 8 litros, conlo que se quebranta el balance hídrico del cuerpo, pues la pérdida de 1,5 litros de agua es suficiente paraque el volumen sanguíneo disminuya en una cantidad importante, lo que provocaría el incremento deltrabajo cardíaco al aumentar la densidad de la sangre .

Una persona no aclimatada, además de sudar menos, sólo puede mojar el 85% de su superficie cutánea ysu secreción será menos uniforme, por lo que su eficacia evaporativa será menor.

Por otra parte, la temperatura corporal y la frecuencia cardíaca se incrementan, por lo que acarreanmalestares, desinterés por la actividad y sed. Cuando las pérdidas de agua alcanzan entre los 2 y los 4litros, la capacidad de trabajo físico disminuye notablemente y se producen serias afectaciones fisiológi-cas. Strydom (1976) señala que la vitamina C estimula la sudoración y recomienda su utilización paraacelerar el proceso de aclimatación, considerando que su carencia retarda ese proceso y su presencia locataliza. Según este autor el consumo de 250 mg de vitamina C al día permite reducir el tiempo deaclimatación promedio de 8,7 días a 5,2 días. Tampoco puede olvidarse que las cremas y lociones pue-den actuar negativamente impidiendo o disminuyendo la evaporación del sudor.

De los diferentes componentes del sudor, el sodio es el más importante, y su carencia puede ocasionarmayores perturbaciones. Una insuficiencia de cloruro de sodio, o una ingestión excesiva de agua, condu-ce a estados de excitación. En los ambientes de calor intenso, tomar grandes cantidades de agua de unasola vez puede provocar estados de excitación con accesos de cólera. Se origina, además, un ensancha-


miento de los vasos de la piel y una intensa hipersensibilidad subjetiva al calor incluso si permanecenormal la temperatura del cuerpo, y la frecuencia cardíaca se eleva excesivamente sin que existan condi-ciones exteriores que lo justifiquen.

De todo lo anterior se desprende la necesidad de acceder, sin restricciones, al agua potable y fresca,cuando se está expuesto a ambientes calurosos y teniendo presente que la sed no es siempre un estímulosuficiente para la reposición de las cantidades hídricas perdidas, sobre todo cuando se alcanzan edadespor encima de los cuarenta años, por lo que se requiere disciplinar al individuo en la ingestión frecuentede cantidades racionales de agua, que no superen los 100-200 cc de una sola vez.

Sobrecarga por frío

En ambientes fríos el centro termorregulador ordena disminuir el flujo sanguíneo hacia la piel, quepuede llegar hasta casi cero, lo que provoca el enfriamiento de la piel, y evita así pérdidas de calor porésta y propicia la conservación necesaria del calor interno.

Así, de hecho la naturaleza nos convierte en un recipiente térmico. Si a pesar de ello el cuerpo continúaperdiendo calor, se inician los temblores (tiriteo), que no son otra cosa que un ejercicio físico involunta-rio para generar calor mediante el incremento de la actividad metabólica (por tal motivo, los temblorespueden ser sustituidos por un ejercicio físico volitivo), se incrementa la producción de calor interno porla excitación simpática dirigida a la secreción de adrenalina y noradrenalina que permite la oxidación delos alimentos sobrantes sin sintetizar ATP y produciendo así sólo calor; y la secreción de tiroxina.

Sin embargo, si a pesar de esto el cuerpo continúa perdiendo calor y su temperatura llega a ser inferior alos 34,5 °C, el hipotálamo pierde parte de su capacidad de control de la temperatura corporal; si alcanzavalores inferiores a los 29,5 °C, lo pierde totalmente, con lo que cesan los mecanismos de adaptación: lascélulas van disminuyendo su producción de calor y cesan los útiles temblores (tiriteo). No obstante, elorganismo aún intenta salvar la situación cuando su temperatura desciende hasta casi la congelaciónenviando sangre caliente hacia la piel. La piloerección, mecanismo muy útil en muchos animales, carecede efectividad en el ser humano.

Factores que influyen en el estrés térmico

No resulta sencillo determinar los efectos de la exposición al calor o al frío, pues algunos factores sondifíciles de identificar y evaluar. Al efectuar experimentos con grupos de personas expuestas a condicio-nes de sobrecarga térmica, sucede que las reacciones resultan muy variadas y se producen algunas res-puestas completamente diferentes. Esto puede ser, simplemente, consecuencia de las diferencias fisioló-gicas entre sujetos (aclimatación, edad, aptitud física, sexo, constitución corporal, etcétera). Pero tambiénpueden intervenir otros factores personales más sutiles, como es el estado físico de las personas, quepuede variar en unas horas por múltiples causas. En pruebas efectuadas con grupos de personas someti-das a diferentes condiciones térmicas, se ha encontrado que la misma persona y bajo idénticas condicio-nes de vestimenta y actividad, ante un ambiente térmico que en días anteriores le pareció confortable, enotro momento lo ha hallado ligeramente frío o ligeramente caluroso.


Experimentos efectuados (Fanger, P.O., Hojbjerre, J. & Thomsen, J.O.B., 1973) con 16 sujetos duranteun ambiente simulado de 8 horas de trabajo de una acitividad sedentaria, con una vestimenta de 0,6 clo,velocidad relativa del aire menor de 0,1 m/s, humedad relativa del 50% y temperatura radiante mediaigual a la temperatura del aire, muestran que la temperatura ambiental preferida oscila ligeramente si-guiendo el ritmo circadiano de la temperatura interna del cuerpo, con tendencia a preferir temperaturasalgo superiores (de casi 1,5 °C) entre las 12 y las 13 horas, en relación con las 9 y 10 horas.

Por otro lado, según investigaciones realizadas por la Universidad de Kansas (1990) no existen diferen-cias entre las temperaturas preferidas para condiciones de confort, entre el invierno y el verano.

Sexo

Por lo general las mujeres muestran mayores dificultades para soportar la sobrecarga calórica que loshombres, sobre todo cuando están embarazadas. La menor capacidad cardiovascular de la mujer haceque se aclimate peor. Su temperatura de la piel, la capacidad evaporativa y su metabolismo son ligera-mente inferiores de las de los hombres.

Respecto a la temperatura de confort preferida, experimentos realizados con 520 mujeres y la mismacantidad de hombres muestran diferencias mínimas: Nevins da como valores de referencia 25,8 °C paralas mujeres y 25,4 °C para los hombres, mientras que Fanger & Langkilde dan 25,1 °C para las mujeresy 25,0 °C para los hombres. Según B.W. Olesen, estas pequeñas diferencias pueden deberse a que lasmujeres utilizan ropas más ligeras.

Constitución corporal

El elefante padece por el calor, mientras que el ratoncillo muere por el frío. El elefante y el ratoncillo sondos mamíferos terrestres de constituciones corporales límites, son los dos extremos frente al calor yfrente al frío. Los elefantes, por su tamaño, sufren con el calor, y necesitan ducharse a menudo con sutrompa, no por limpios, sino para disipar su exceso de calor por evaporación del agua; frente a ellos losratoncillos, también por su tamaño, sufren por el frío, por lo que deben comer continuamente, no paragastarse los dientes que crecen continuamente (como se creía antes), aunque es cierto este crecimiento,sino para mantener alta su producción de calor metabólico y no morir de frío.

Por lo mismo, las personas corpulentas están en desventaja en ambientes cálidos pero en ventaja en losambientes fríos, frente a las personas menos corpulentas. Esto se debe a que la producción de calor de uncuerpo es proporcional a su volumen (W/m3), mientras que la disipación es proporcional a su superficie(W/m2), por lo que, a medida que aumenta el tamaño corporal la relación superficie-volumen se hacecada vez menor, dado que la superficie crece con el cuadrado de sus medidas y el volumen crece al cubo.

Sin embargo, un trabajador corpulento está en ventaja cuando, sin que se le exijan grandes esfuerzostemporales, se ve expuesto a grandes cambios de temperatura para temperaturas extremas actuando sólo


durante un tiempo relativamente corto, por el efecto amortiguador del cuerpo, que es mayor cuantomenor sea la relación superficie/volumen.

Fig. 1.9 Curva cuadrática y cúbica representativas de la relación superficie/volumen

Edad

Con la edad los mecanismos termorreguladores del organismo se hacen menos eficientes. La frecuenciacardíaca máxima y la capacidad de trabajo físico disminuyen, y la producción de calor metabólico co-rrespondiente a una determinada cantidad de trabajo aumenta poco o nada con la edad.

En ambientes muy calurosos, las personas de más edad tropiezan con más dificultades que las jóvenespara disipar la carga calorífica, al parecer debido a un retraso en la respuesta de sudoración, que semuestra lenta, y a una disminución de la capacidad de disipar calor, lo que da como resultado un almace-namiento superior de calor durante la actividad, y un aumento del tiempo necesario para la recuperación.

Respecto a preferencias de la temperatura ambiental, según Collins & Hoinville (1972), no existen dife-rencias notables entre jóvenes y viejos. Seguramente el metabolismo menor en las personas de más edadcompensa la menor pérdida de calor por evaporación.

Etnia

Las diferencias étnicas frente al calor son sumamente sutiles y no se ha podido comprobar que el color dela piel tenga efectos importantes en la absorción de las radiaciones infrarrojas. Por otra parte, cuandosujetos nórdicos, por ejemplo, se exponen por primera vez a los climas calurosos del trópico, sus orga-

y = x

y = x

3

2

(Volumen)

(Superficie)

y

x1 2 3

1

4

8

9


nismos sufren notablemente, hasta que se aclimatan, por lo que seguramente las diferencias se debanmás a problemas de aclimatación.

En el caso de las etnias de pieles oscuras, que teóricamente deben absorber más las radiaciones infrarrojas,al parecer esto lo contrarrestan por una mayor preparación frente a los climas calurosos exteriores logra-da por la evolución y, por otro lado, sus pieles también están más preparadas para enfrentar mejor lasradiaciones ultravioletas del sol que, como sus radiaciones visibles, sobre todo las azules y violetas, sonportadoras de tanto o más calor que las infrarrojas, por estar la temperatura superficial del sol alrededorde los 6200-6500 K. Esto se explica por el desplazamiento que sufren los valores máximos de las curvasde energía radiante, según la Ley Wien. En la figura 1.10 aparecen dichas curvas con el desplazamientode los máximos.

Fig. 1.10 Curvas de la Ley de Wien. Curvas de radiación paracuerpos emisores con temperaturas entre los 500 K y los 20.000 K,incluyendo la radiación del sol, que muestra el desplazamiento delos picos de mayor energía hacia las ondas cortas.

En las etnias de piel más clara, la piel expuesta durante largos períodos de tiempo al sol modifica su coloroscureciéndose progresivamente mediante la producción de melanina, aún sin necesidad de cremas para“broncearse”, con el fin de protegerse de los rayos ultravioletas; éste ha sido, probablemente, el mecanis-mo que ha determinado el color de piel que habría de tener el hombre según donde se desarrollase yviviese, como el tipo de cabellos africanos, que todo indica que está preparado para frenar la incidenciade los rayos solares sobre la cabeza mediante un colchón de aire amortiguador.

ESPECTROVISIBLE

RADIACION SOLAR

10 7

10 6

10 5

10 4

10 3

10 2

10

1

10 -1

10 -2

20.0

00°

10.0

00°

6.20

0-6.

500°

3.00

0°2.

000°

1.00

0°

500°

10 100 1.000 10.000 100.000

wat

t / c

m

/ mic

rone

s2

λ (milimicrones)


El vestido

Otro factor muy importante es el vestido que modifica la interrelación entre el organismo y el medio alformar una frontera de transición entre ambos que amortigua o incrementa (según el caso) los efectos delambiente térmico sobre la persona.

La importancia de la vestimenta es conocida por el hombre ancestralmente y antes de convertirse en unaccesorio de elegancia y distinción, en anzuelo sexual, atributo de jerarquía y poder, moda y negocio depasarela, fue un mecanismo de protección frente al ambiente térmico. La ropa ejerce un apantallamientoprotector ante el calor radiante del sol o de un horno y en caso de frío limita el contacto de la piel con elaire frío, formando un colchón de aire caliente (calentado por el cuerpo) entre el aire frío y la piel, ylimita la velocidad del aire frío sobre la piel.

Pero, por otro lado, en ambientes calurosos el vestido dificulta la evaporación del sudor y su necesidaddepende del tipo de calor: en caso del calor seco de los desiertos, la ropa constituye, además de unapantalla protectora contra la radiación calórica, una necesidad imprescindible para evitar la deshidrata-ción del cuerpo por una excesiva evaporación del sudor, ya que el aire seco, ávido de agua, absorbe elsudor del hombre en grandes cantidades y muy rápidamente. Esto explica la voluminosa vestimenta queutilizan los hombres del desierto.

Sin embargo, en el caso del calor húmedo, como es el calor tropical, donde el aire tiene una importantecarga de humedad que dificulta la evaporación, la ropa la frena aún más, al contrario del calor deldesierto, donde es importante cubrirse lo más posible. En el trópico el vestido debe ser ligero o inexisten-

te, tal como se estila.

Aclimatación al calor

La aclimatación al calor es la adaptación a condiciones microclimáticas calurosas y se adquiere en untiempo entre 7 y 14 días, y quizás más, de exposición a las mismas. No obstante, ni una aclimatación“perfecta” puede garantizar que una persona esté totalmente protegida en situaciones extremas.

Cuando una persona se expone inicialmente a un ambiente caluroso, se manifiesta bruscamente en ellauna tensión calórica superior a la que experimenta una persona aclimatada: su temperatura rectal y sufrecuencia cardíaca sufren aumentos rápidos y muy pronunciados, se presentan malestares que puedenllegar a ser muy severos hasta alcanzar sensaciones de angustia.

Sin embargo, según el organismo esté sometido a actividades físicas consecutivas bajo exposición alcalor, se efectúan paulatinamente determinados ajustes, fundamentalmente durante los primeros 4-7días, en los mecanismos psicológicos y fisiológicos de la termorregulación: el sistema cardiovascularcomienza a adaptarse a las nuevas condiciones y, al parecer, mejora la capacidad de abastecer de sangrea los capilares de la piel, y la eficiencia sudorativa del sujeto se incrementa, con menos pérdidas de sal,con lo cual la temperatura rectal y la frecuencia cardíaca comienzan a disminuir pues el volumen deeyección sistólica aumenta.


De esta forma, al cabo de unos días puede alcanzar el equilibrio térmico con el medio caluroso, o almenos logra soportar mejor las condiciones de sobrecarga calórica. Debe señalarse que la aclimataciónes un proceso que requiere de la actividad física en presencia del ambiente caluroso y no sólo de esteúltimo. Recuérdense, además, los efectos estimulantes de la vitamina C sobre la capacidad de sudora-ción. El individuo perfectamente aclimatado, por lo general no muestra una disminución importante ensu capacidad para realizar esfuerzos físicos en un ambiente ligeramente caluroso con respecto a la queposee en condiciones confortables.

La aclimatación no es permanente y los ajustes logrados durante el proceso de aclimatación se vanperdiendo con relativa rapidez con el abandono de la exposición al ambiente caluroso, pero aún puedenmantenerse atenuados por espacio de tres o cuatro semanas. Givoni y Goldman (1973) señalan que porcada día de descanso se pierde medio día de aclimatación.

En la figura 1.11 se representan las curvas de las variaciones de la capacidad de sudoración, de la fre-cuencia cardíaca y de la temperatura rectal de un grupo de personas en el curso de una experiencia deaclimatación al calor.

Fig. 1.11 Curvas de aclimatación al calor

En el día 0, los hombres trabajaron en un ambiente frío durante 100 minutos, con un gasto de energía de350 W (300 kcal/h); entre los días 1 al 9 realizaron el mismo trabajo, pero en un medio caluroso (tempe-ratura de bulbo seco de 48,9 °C y temperatura de bulbo húmedo de 26,7 °C). (Parsons, 1993, adaptado asu vez de Lind & Bass, 1963).

39,5

39,0

38,5

38,0

37,51 3 5 7 9

Días

Tem

pera

tura

rec

tal °

C

180

1,4

160

140 1,3

120

1,2

Pér

dida

de

sudo

r en

kg

por

70 k

g/ho

raSUDORACION

FC

t rectal

Puls./min


Si bien la aclimatación al calor está determinada por un proceso de adaptaciones fisiológicas de unaaplicabilidad relativamente fácil, la aclimatación al frío, por las características prácticas de la protecciónfrente a él, reviste otras especificaciones. Se puede estar expuesto al frío excesivo sólo en casos muydeterminados, tanto al aire libre como en industrias cuyos procesos requieren de temperaturas muybajas. En ambos casos, salvo excepciones, el hombre se protege fundamentalmente con ropas especialesy otras medidas que se verán más adelante. No obstante, existen situaciones límite como los hombres“focas” que practican el deporte de la inmersión en bañador bajo la capa helada de los ríos, o los buzos,tanto con escafandras como con trajes ligeros, que requieren de un entrenamiento más o menos largopara la aclimatación, con el cual el organismo efectúa determinados cambios para su adaptación. En loscasos menos extremos la aclimatación al frío puede producirse en una semana, pero en los casos límiteuna aclimatación absoluta puede durar meses y hasta años.

Indicadores fisiológicos de la tensión calórica

Los indicadores fisiológicos de la tensión calórica generalmente más utilizados son:1 la frecuencia cardíaca (FC);2 la temperatura interna (ti);3 la pérdida de peso por sudoración (S).

En la figura 1.12 se muestra un gráfico que permite observar el comportamiento de estos tres parámetrosen el caso específico de un sujeto .

Fig. 1.12 Comportamiento de los indicadores fisiológicos de la tensión calórica mediante un ejemplo

(adaptado de WHO 1969)

A) Manolo es un hombre joven y aclimatado que está realizando una actividad física ligera-moderada enun ambiente de confort térmico. No necesita sudar para mantener su equilibrio térmico (S = 0), sufrecuencia cardíaca (FC) se mantiene estable con 72 puls/min y su temperatura interna (ti) es de 36,5 °C.

Sobrecarga calórica

Confort Permisible Crítico

M ± R ± C =0

M ± R ± C – E =0

M ± R ± C – E >0

Tens

ión

caló

rica

S

FC

t

A B C

10 20 30 40 50 60 70 MIN.

3 L/h

196 puls/min

41 °C

0

72 puls/min

36,5 °C

i


B) A los 10 minutos, se manifiesta una sobrecarga calórica intensa al incrementarse su actividad física, oal pasar a un ambiente caluroso, o ambas cosas a la vez, y su organismo reacciona con una tensióncalórica proporcional a la nueva situación: se inicia una sudoración intensa y la frecuencia cardíacacomienza a elevarse rápidamente, aunque la temperatura interna de Manolo sólo aumenta muy ligera-mente, porque ahora fluye más sangre cargada de calor hacia la piel para disiparlo por radiación y porconvección, y su sudoración creciente se evapora, lo que alivia la situación de tensión. No obstante, a los45 minutos el ritmo de sudoración comienza a estabilizarse, debido a que se acerca a su límite fisiológicomáximo, lo que provoca un incremento más acentuado de la frecuencia cardíaca y otro incremento másacentuado aún de la temperatura interna.

C) A los 50 minutos, su ritmo de sudoración casi se ha estabilizado, por lo que su frecuencia cardíaca seincrementa aún más y su temperatura interna da un salto muy acentuado. A los 55 minutos la sudoraciónya se ha estabilizado en 3 litros/hora, la frecuencia cardíaca ha superado las 196 puls/min y la tempera-tura interna ya alcanza los 41°C: la situación es crítica, si no se detiene la actividad y la exposición alcalor, los daños en Manolo serán irreversibles.

Es posible, en general, analizar los factores que alteran esas funciones de respuesta a diferentes nivelesde sobrecarga metabólica y ambiental, y determinar qué mediciones son probablemente las más adecua-das según las circunstancias.

Es importante utilizar varios, y no sólo uno, de estos indicadores, e integrar los resultados para llegar aconclusiones certeras, teniendo en cuenta que la termorregulación es un mecanismo sumamente comple-jo, que los indicadores reaccionan muchas veces por otras causas ajenas a la tensión térmica y no siem-pre es posible practicar mediciones fidedignas de todos los factores pertinentes en el lugar de trabajo.

La frecuencia cardíaca disminuye progresivamente a partir del nacimiento hasta la adolescencia, perovuelve a ascender ligeramente en la vejez. La American Heart Association considera que la frecuencianormal en estado de reposo oscila entre 50 y 100 latidos por minuto. El promedio durante el reposo es de78 latidos por minuto para los hombres y de 84 latidos por minuto para las mujeres, pues en éstas,seguramente debido a la menor cantidad de glóbulos rojos en su sangre, suele ser de 5 a 10 latidos máspor minuto. Sin embargo, en personas físicamente muy entrenadas, como son los atletas de alto rendi-miento, la frecuencia cardíaca es bastante más baja que en personas de estilo de vida sedentaria, tanto enreposo como realizando actividades físicas, por lo que los atletas pueden, en estado de reposo, estar pordebajo de las 50 pul/min.

La frecuencia cardíaca puede considerarse como un indicador sencillo de la carga que impone al sistemacirculatorio la acumulación de calor, incluso para tensiones térmicas ligeras y moderadas. Este indicadorpermite evaluar la tensión calórica que provoca la sobrecarga calórica en las personas, en su entornohabitual de actividades, midiendo la frecuencia cardíaca con las mismas actividades pero bajo condicio-nes de confort térmico y comparando los resultados con la frecuencia cardíaca bajo las condicioneshabituales de sobrecarga calórica.

Sin embargo, hay que tener en cuenta, a la hora de decidir su utilización como indicador, que la frecuen-cia cardíaca también se incrementa con el trabajo, la postura, los estados emocionales, incluso los provo-


cados por el propio acto de medición, estados patológicos, y sutiles acontecimientos inesperados durantelas mediciones; los autores han podido comprobar experimentalmente durante mediciones de la frecuen-cia cardíaca a varios sujetos, que si una puerta se abre inesperadamente y una persona desconocida seasoma en busca de alguien, se provoca un incremento de la frecuencia cardíaca de los sujetos ajeno alambiente térmico. Por todo lo anterior, es recomendable tener en cuenta los posibles factores perturba-dores y realizar las mediciones sobre el sujeto varias veces durante varios días, hasta que éste se acos-tumbre.

Hay varias medidas posibles de la frecuencia cardíaca que pueden utilizarse como indicadores de latensión calórica:1 la frecuencia efectiva de pulsaciones durante el trabajo;2 la frecuencia efectiva de pulsaciones al final del mismo;3 la aceleración del pulso durante un período o un día de trabajo; y4 el tiempo que tarda la frecuencia del pulso en volver a su nivel de reposo después del trabajo.

En las actividades diarias y prolongadas de exposición a sobrecarga calórica, la información que puedeofrecer la frecuencia cardíaca al final de la jornada resulta menos interesante que las máximas registra-das durante la jornada de manera intermitente, o que el aumento de la frecuencia normal de pulsacionesa lo largo del día. Las frecuencias cardíacas máximas corresponden a esfuerzos máximos, a exposicionesmáximas al calor, o a ambas cosas a la vez, y pueden estudiarse por separado. La aceleración del pulsopuede estudiarse también en relación a todo el tiempo de trabajo o a períodos intermitentes de trabajo ydescanso a lo largo de la jornada.

Un método muy útil para evaluar la sobrecarga total resultante del trabajo y del calor consiste en deter-minar el tiempo de recuperación de la frecuencia cardíaca normal, es decir, el tiempo de descanso nece-sario para que la frecuencia cardíaca vuelva al nivel de reposo, una vez terminada la actividad.

Fig. 1.13 Curvas de recuperación de la frecuencia cardíaca para tres actividades

de diferentes intensidades y duraciones

FC

Reposo

tiempo (minutos)ACTIVIDADESRECUPERACION


La medición de la frecuencia cardíaca es relativamente simple y se puede efectuar durante la actividaddel individuo sin alterar significativamente su trabajo. Para ello se puede disponer de electrocardiógra-fos, cardiotacómetros o simples pulsómetros, e incluso, a falta de estos instrumentos, si se detiene porbreve tiempo la actividad del individuo, puede medirse el pulso por simple palpación y un cronómetro,lo mismo si se presiona ligeramente con los dedos índice y corazón la arteria carótida situada debajo dela mandíbula, que si se presiona en la muñeca del sujeto, siempre que la medición se efectúe inmediata-mente después de detenida la actividad. Se recomienda medir con el cronómetro el tiempo para treintapulsaciones y a partir de este valor calcular las pulsaciones por minuto, ya que, de tomar más tiempo, laspulsaciones habrán descendido significativamente y el resultado no será lo suficientemente exacto.

La opinión generalizada de los especialistas fija un límite de 30-40 pulsaciones por minuto por encimade la frecuencia cardíaca de reposo del sujeto, para ocho horas de actividad.

Finalmente, creemos que es necesario aclarar que, a pesar de que el consumo de oxígeno y la frecuenciacardíaca son directa y linealmente proporcionales hasta aproximadamente las 170 pulsaciones por minu-to en actividades físicas, y que el comportamiento de las curvas de ambos en el tiempo de duración de lasactividades son muy parecidas, la sobrecarga calórica no influye perceptiblemente sobre el consumo deoxígeno, de manera que no es posible utilizar el consumo de oxígeno como indicador de la tensióncalórica.

El uso de la temperatura interna como indicador está limitado a tensiones calóricas severas, ya que lastensiones moderadas no provocan normalmente incrementos. Por tal motivo, este indicador se utilizapara establecer límites máximos que, según varios autores, están entre los 38 °C y los 39 °C.

Al contrario de la frecuencia cardíaca, la medición de la temperatura interna no es sencilla ni cómoda, yaque tendría que medirse en el esófago o en el recto para que fuese lo suficientemente exacta. En lapráctica, por lo tanto, se acude a la medición de la temperatura en el tímpano, o de la temperaturasublingual, esta última, con las debidas precauciones durante las mediciones: no respirar por la boca, nihablar, ni consumir bebidas frías ni calientes minutos antes de las mediciones.

Respecto a la sudoración, se acepta que, en sujetos aclimatados, la cantidad de sudor generado es propor-cional a la tensión calórica que lo ha provocado, por lo que sólo es posible la utilización de este indicadorcon individuos aclimatados; de lo contrario será necesario aclimatarlos antes.

La medición de la pérdida de peso por sudoración se efectúa pesando al sujeto antes y después de laactividad con una báscula cuya precisión debe ser al menos de 50 gramos, deduciendo del peso final elsaldo resultante de los líquidos y los alimentos ingeridos y excretados durante la jornada, lo que obliga apesar meticulosamente todo lo que entre y salga del cuerpo durante la actividad. Otro aspecto que hayque tener en cuenta es el sudor que se acumula en la ropa, por lo que se recomienda efectuar las pesadas,inicial y final, del sujeto desnudo y seco.

A pesar de que la capacidad de sudoración, como se ha visto antes, es bastante mayor, no es recomenda-ble excederse de un límite máximo de 500 gramos de sudor por hora, incluso en sujetos aclimatados.


La Organización Mundial de la Salud estableció en 1969 los valores límite siguientes:

Temperatura interna: L. Superior = 40,6 °C y L. Práctico = 38 °CFrecuencia cardíaca: L. Puntual = 160 puls/min y L. jornada = 110 puls/min.Volumen de sudoración: L. Puntual = 1,5-2 litros/hora y L. jornada = 5 litros/día

Por su parte Stoll y Creene consideran apropiados para la temperatura cutánea promedio un límite supe-rior de 43,2 °C y un límite práctico de 42 °C.

Medidas de protección frente al ambiente caluroso

En caso de que haya resultado imposible, por causas técnicas, económicas o prácticas, la adecuación delmicroclima a las condiciones de confort, o al menos a condiciones permisibles moderadas dentro deunos límites aceptables mediante soluciones ingenieriles de control del calor, se hace indispensabletomar determinadas medidas que protejan al hombre de un ambiente caluroso crítico o, aunque permisi-ble, demasiado caluroso. Algunas medidas que se pueden adoptar son:

1. Selección del personal mediante examen médico, entre sujetos jóvenes, no obesos, sin afeccionescardiovasculares, renales o dérmicas, excluyendo mujeres en estado de gestación.

2. Establecimiento de un programa de aclimatación para ser aplicado antes de su ingreso como trabaja-dores mediante un entrenamiento en sesiones de exposición con tiempos limitados que habrán deincrementarse progresivamente; y también al regreso de las vacaciones, teniendo en cuenta que la acli-matación no es una cualidad permanente y que se pierde con relativa rapidez. Si se considera necesariose puede suministrar vitamina C.

3. Control médico periódico de los sujetos que dictamine el estado de salud de los individuos. Evitar laexposición de las mujeres embarazadas.

4. Establecimiento de un sistema de suministro de agua fresca, de fácil acceso y lo más cerca posible deloperario, que le permitan la ingestión frecuente (cada 15-20 minutos) de agua en cantidades no excesivas(entre 100 y 200 cc). En caso necesario se deben incrementar, preferiblemente mediante los alimentos,los suministros de sal, de potasio y, si se entendiese necesario, suministrar vitamina C.

5. Aplicación de un programa educativo, impartido por especialistas, que mantenga informado al traba-jador sobre las afectaciones que puede provocar la tensión calórica excesiva, las medidas necesarias paraevitarlas, el tipo de vestido adecuado, la cadencia de ingestión de agua fresca y sal, etcétera.

6. En caso necesario, implementar regímenes de trabajo y descanso, que limiten las exposiciones exce-sivas al calor y permitan la recuperación térmica, bien mediante el diseño ergonómico de sistemas derotación de trabajadores, o bien disponiendo locales aislados del ambiente laboral y perfectamente acon-dicionados, tanto estética como ergonómicamente: ambiente térmico de confort, dimensiones, asientos,


bajo nivel de ruido; si se decide incluir música ésta debe ser seleccionada y controlable por los trabaja-dores, iluminación y colores apropiados, y cualquier otro aspecto que pueda favorecer la recuperaciónrápida del sujeto.

7. Mantener bajo control permanente las condiciones del microclima mediante algún indicador fiableque las personas afectadas deben conocer perfectamente y cuyos resultados deben quedar registrados.

Medidas de protección frente al ambiente frío

1. Empleo de ropas adecuadas contra el frío, la humedad y el viento, según el caso, y considerando losespacios y las actividades que debe desarrollar el sujeto, teniendo en cuenta que las ropas pueden dificul-tar los movimientos, la visión, la audición y el tacto (la percepción en general).

2. Ingestión de alimentos y bebidas calientes.

3. Regímenes de trabajo y descanso adecuados, con lugares de abrigo acondicionados para la recupera-ción.

4. Diseño adecuado de los puestos de trabajo: espacios, muebles, máquinas (superficies metálicas, bor-des cortantes, etc.), mandos y dispositivos informativos, herramientas, etc., teniendo en cuenta la posibledisminución de la percepción y de la somnolencia provocada por las bajas temperaturas.

5. Organizar las actividades evitando las tareas sedentarias con poca actividad, incrementando el esfuer-zo físico y teniendo en cuenta la posible pérdida de la coordinación de ideas y movimientos, la confusiónmental y el aletargamiento.

6. Evitar la actividad aislada (favorecer los grupos de trabajo con relaciones visuales directas y conti-nuas).

7. Mantener bajo control permanente las condiciones del microclima mediante algún indicador fiableque las personas afectadas deben conocer perfectamente y cuyos resultados deben quedar registrados.

372 Ambiente térmico: magnitudes, unidades e instrumentos de medición


Como se ha visto, el intercambio de calor entre el hombre y el medio determina el grado de compatibi-lidad térmica entre el organismo y el entorno donde se encuentra. Este intercambio, que es extremada-mente complejo, se efectúa por varias vías, de las cuales las fundamentales desde el punto de vistapráctico son: la radiación, la convección y la evaporación del sudor.

Así pues, el fenómeno térmico se estudia utilizando los cuatro factores que componen y caracterizan elambiente térmico: temperatura del aire, temperatura radiante media, velocidad del aire y humedad,interrelacionados con el calor metabólico y la vestimenta.

Magnitudes y unidades

En el estudio de la interacción entre las personas y el ambiente térmico dentro del sistema hombre-máquina (H-M), es necesario analizar los parámetros térmicos propios del cuerpo humano (temperaturasdel cuerpo, metabolismo, etc.), los factores que integran el ambiente térmico (temperatura del aire, tem-peratura radiante, humedad y velocidad del aire), y otros factores, como la ropa que, de una forma u otra,intervienen en dicho intercambio.

Por ello se hace necesario establecer inicialmente las denominaciones que habrán de emplearse, lasmagnitudes, las unidades de medida y los instrumentos y métodos de medición. En el anexo 5 se puedenencontrar las equivalencias entre las unidades del Sistema Internacional -que se utilizan en este libro- yotras de uso frecuente.

De los factores humanos:Temperaturas, todas en grados celsius (°C)- interna (ti) o corporal (tc)- esofágica (tesof)- rectal (tr)- sublingual, oral o bucal (tbuc)


- timpánica (ttimp)- de la piel o cutánea (tp)calor metabólico (M), en joules (J), o en met (58,15 W/m2)fuerza (F), en newton (N)trabajo (W), joules (J)nivel de actividad, potencia (P), watt (W) = J/s, o en met.aislamiento térmico de la ropa, Iclo (1 clo = 0,155 °C m2/W)

De los factores del ambiente térmico:Temperaturas, todas en grados celsius, (°C)- del aire (ta) o seca (ts) o de bulbo seco (tbs)- húmeda (th) o de bulbo húmedo (tbh)- de globo (tg)- radiante media (TRM)- del aire natural (tan) o ambiental (tamb)- de bulbo húmedo natural (tbhn)- temperatura operativa (to)

Humedad del aire- humedad relativa (HR) %- humedad absoluta (HA) kg/kg de aire seco, o en kg/m3

- presión parcial del vapor de agua (pa) kPa y hPa, según el caso.- presión del vapor de agua saturado, a 1 at (1013 hPa), a la temperatura del aire (psa) hPa.- presión del vapor de agua saturado, a 1 at (1013 hPa), a la temperatura de bulbo húmedo (psabh) hPa.- presión parcial del vapor de agua en la piel, a la temperatura de la piel, (psap) hPa.

Velocidad del aire, en m/s- velocidad del aire (va).- velocidad relativa del aire (var).

Instrumentos de medida de las temperaturas

Las temperaturas se miden con termómetros que pueden ser de diferentes tipos: líquidos, de resistencia,termoeléctricos y termistores.

En los termómetros líquidos la sustancia termoscópica utilizada es un líquido cuya dilatación debe ser lomás regular posible y las temperaturas que reflejen sus cambios de estado deben encontrarse muy aleja-das entre sí. Su utilización es muy sencilla, pero tienen el inconveniente de su fragilidad y su elevadaconstante de tiempo (entre 3 y 15 minutos). El líquido más satisfactorio es el mercurio, que además nomoja al vidrio y permanece líquido y limpio desde los - 40 °C hasta los 350 °C.

Los termómetros de resistencia se basan en un metal puro cuya resistencia eléctrica aumenta aproxima-damente 0,4% por grado centígrado de incremento de temperatura.


Como la medida de resistencia eléctrica se basa en general en una comparación con otras resistencias, espreciso mantener la de referencia a una temperatura fija y constante durante la medida. Las resistenciasutilizadas suelen ser de hierro-níquel, o de platino, dependiendo de la zona de temperaturas en que se vaa trabajar. Estos instrumentos permiten realizar medidas a distancia y su respuesta es lineal, aunquepresentan altas constantes de tiempo (del orden de 7 minutos).

Los termómetros termoeléctricos se basan en la fuerza electromotriz que se produce cuando se sueldandos hilos de metales distintos formando un circuito cerrado, siempre que las dos soldaduras estén adistintas temperaturas. La fuerza electromotriz para un par de metales dados depende de la diferencia detemperatura entre sus soldaduras. Aunque son instrumentos caros y su sensibilidad es baja, se utilizan enestudios fisiológicos, pues su constante de tiempo es baja (entre 30 y 50 segundos) y permiten hacermedidas remotas en varios puntos simultáneamente.

Los termistores son semiconductores en los que se produce un cambio sustancial en su resistencia comorespuesta a un pequeño cambio de temperatura. Son instrumentos de uso sencillo que presentan unasensibilidad elevada y una constante de tiempo despreciable. Sus posibilidades para aplicaciones espe-ciales son enormes. Entre los inconvenientes que implican hay que destacar su elevado precio y que surespuesta no es lineal, lo que obliga a constantes calibraciones.

Mediciones de temperaturas fisiológicas

Para las mediciones de las temperaturas fisiológicas se utilizan distintos tipos de instrumentos: termó-metros de mercurio, sensores (termistores, termopares, etc.), termografía y radiometría infrarrojas (Clark& Edholm, 1985), medidores de flujo de calor y termómetros infrarrojos, etcétera, que se sitúan en lospuntos específicos en los que se quiere conocer la temperatura (recto, esófago, piel...).

Durante trabajos de rutina e incluso investigaciones se utiliza ampliamente la temperatura oral, que semide con termómetros de mercurio, termistores o termopares, que se sitúan debajo de la lengua, muycerca de la arteria lingual. Varios minutos antes de las mediciones el sujeto no podrá ingerir alimentos nibebidas y durante las mismas no podrá respirar por la boca ni hablar. Además, se recomienda la utiliza-ción de algún dispositivo en la boca que impida la rotura del termómetro. Para las lecturas se tendrán encuenta las condiciones ambientales como la temperatura del aire y las radiaciones de calor, que puedenactuar sobre el termómetro después de haberlo extraído de la boca durante la lectura si no se tomanmedidas protectoras.

Mediciones de temperaturas psicrométricas

Los instrumentos que se utilizan para las mediciones de temperaturas del ambiente poseen característi-cas propias, según los parámetros relacionados, los métodos y los índices que se utilicen. Las temperatu-ras básicas necesarias (que ya han sido mencionadas anteriormente) son: temperatura del aire (ta), tem-peratura de bulbo húmedo (tbh), temperatura del aire natural (tan), temperatura de bulbo húmedo natural(tbhn), temperatura radiante media (TRM) y temperatura de globo (tg).


Mediciones de la temperatura del aire (ta), temperatura de bulbo húmedo (tbh) y de lahumedad relativa (HR)

Para la medición de las temperaturas del aire (ta) y de bulbo húmedo (tbh) se utiliza el psicrómetro deaspas o de aspiración, que está constituido por dos termómetros psicrométricos iguales (salvo en unpequeño pero importante aditamento en uno de los bulbos), generalmente de mercurio, situados en para-lelo dentro de un dispositivo que produce convección forzada por aspiración de aire alrededor de losbulbos, con una velocidad de 2,5 -3 m/s, mediante un ventilador aspirador, que puede ser de cuerda oeléctrico, situado en la parte superior del aparato. Los bulbos de ambos termómetros están protegidos delas radiaciones de calor mediante dos cilindros altamente reflectantes, generalmente de acero níquel. Enla figura 2.1 se observa un psicrómetro.

Fig. 2.1 Psicrómetro de aspiración

Uno de los termómetros indica la temperatura del aire (ta), que también puede denominarse temperaturaseca (ts) o de bulbo seco (tbs), en oposición a la temperatura húmeda (th) o de bulbo húmedo (tbh) indicadapor el segundo termómetro, llamado termómetro de bulbo húmedo, porque su bulbo está recubierto poruna tela o muselina de algodón, a modo de funda, recubriendo con buen contacto el bulbo y al menoshasta una altura del tubo del termómetro igual a la longitud del bulbo que, durante las mediciones debepermanecer empapada en agua destilada.

Para garantizar esto último sin tener que estar mojando continuamente la tela, el extremo sobrante deésta (la cola de tela, ¡nunca el bulbo!) puede estar introducido en un recipiente con agua destilada, la cualirá ascendiendo por capilaridad a medida que la tela se vaya secando según la humedad del aire. Elresultado es un enfriamiento del bulbo del termómetro que será mayor cuanto más seco esté el aire. Elbulbo húmedo deberá estar empapado de agua al menos entre 10 y 15 minutos antes de ser expuesto parala medición, y la lectura de ambos termómetros debe ser simultánea y sólo cuando las columnas demercurio estén completamente estabilizadas. Es recomendable utilizar agua destilada para humedecer la


tela, ya que la presión del vapor de agua de soluciones salinas es más baja que la del agua pura. Cuandola temperatura húmeda sea muy inferior a la temperatura seca (lo cual ocurre cuando la humedad es muybaja), debe utilizarse el agua a una temperatura aproximada igual a la temperatura húmeda.

Humedad absoluta (HA) y humedad relativa (HR)

La humedad absoluta (HA) es la cantidad de vapor de agua contenida en un volumen determinado deaire. Se acostumbra a medir en kg/m3, mientras que la humedad relativa (HR) es la relación porcentualentre la presión de vapor de agua existente con respecto a la máxima posible para la temperatura del aireexistente.

Se puede determinar la humedad absoluta a partir de la expresión de Kerslake (1972):

HA = 0,217 pa /(ta + 273) (1)

siendo:HA: humedad absoluta (kg/m3)pa: presión parcial del vapor de agua en el aire (hPa)ta: temperatura del aire (°C)

Es posible determinar la humedad relativa y la presión parcial del vapor de agua partiendo de las tempe-raturas del aire y de bulbo húmedo, mediante las siguientes expresiones basadas en la ecuación de Antoine:

Presión del vapor de agua saturado, a 1 at (1013 hPa), a la temperatura del aire, psa:

psa = exp [18,956 – 4030,18/(ta + 235)] (hPa) (2)

Presión del vapor de agua saturado, a 1 at (1013 hPa), a la temperatura de bulbo húmedo, psabh

psabh = exp [18,956 – 4030,18/(tbh + 235)] (hPa) (3)

Presión parcial del vapor de agua, pa

pa = psabh – 0,667(ta – tbh) (hPa) (4)

Y unificando ambas expresiones ( 3 ) y ( 4 ), finalmente tendremos:

pa = exp [18,956 - 4030,18/(tbh + 235)] – 0,667(ta – tbh) (hPa) (5)

Por otro lado, la humedad relativa se determina:

HR = (pa/psa)100 (%) (6)


Ejemplo:

Para ta = 29 °C y tbh = 23 °C, determinar pa y HR:

psa = exp [18,956 – 4030,18/(ta + 235)] = 40,05 hPa

psabh = exp [18,956 – 4030,18/(tbh + 235)] = 28,08 hPa

pa = psabh – 0,667(ta – tbh) = 24,08 hPa

HR = (pa/psa)100 = 60 %

También se puede determinar la presión parcial del vapor de agua en la piel, a la temperatura de la piel,mediante la ecuación de Antoine:

psap = exp [18,956 – 4030,18/(tp + 235)] (7)

Se acepta, para una situación de sobrecarga calórica, una temperatura de la piel (tp) de 35 °C; por lo que,aplicando la ecuación de Antoine, la presión parcial del vapor de agua en la piel, a la temperatura de lapiel es de 56 hPa.

El conocimiento de ta y th permite averiguar, mediante un gráfico psicrométrico, la humedad del aire,bien expresada como humedad relativa (HR) en tanto por ciento, o como presión parcial de vapor deagua (pa) en hectopascales (hPa) o en milímetros de mercurio (mm Hg), tal como se muestra en lafigura 2.2.

También se puede determinar la humedad relativa con una tabla como la que se muestra en la figura 2.3.

Medición de la humedad del aire mediante un higrómetro

Si en lugar de estimar la humedad del aire con tablas o diagramas psicrométricos se desea medir, sepuede hacer mediante un higrómetro, que puede ser: de condensación, de variación de la conductividadeléctrica o de absorción.

Los higrómetros de condensación son de alta precisión y elevado precio; además, su manejo es comple-jo. Se basan en la condensación del vapor de agua sobre un elemento refrigerado a la temperatura derocío del aire.

Los higrómetros de variación de conductividad eléctrica pueden ser de dos tipos: para determinar lahumedad absoluta o la humedad relativa.


La determinación de la humedad absoluta se basa en la medida de la variación de la temperatura causadapor la variación de conductividad eléctrica de un cuerpo higroscópico. Estos aparatos no son utilizablesen ambientes con humedad relativa inferior al 15% y su manejo es delicado.

Fig. 2.2 Diagrama psicrométrico con ejemplos de aplicación

Los higrómetros de absorción se basan en la deformación (alargamiento o acortamiento) de ciertas sus-tancias orgánicas por acción de la tensión superficial del agua líquida retenida en los poros de estassustancias. Este movimiento es transmitido a un registro que indica la humedad relativa. Los higrómetrosde absorción son instrumentos de bajo precio, poca precisión y tiempo de respuesta alto.

42

40

38

36

34

32

30

28

26

24

22

20

18

16

14

12

10

8

PR

ES

IÓN

PA

RC

IAL

DE

L V

AP

OR

DE

AG

UA

EN

EL

AIR

E m

m/H

g

TEMPERATURA SECA °C

23

25

27

29

31

33

35

TEMPERATURAHÚMEDA °C

HU

MED

AD R

ELAT

IVA

21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49

90%80%

70%60%

50%40%

30%

20%

10%


Fig. 2.3 Tabla para estimar la humedad a partir de ta y t

bh.

Punto de rocío (tpr)

Otro término utilizado es el punto de rocío (tpr), que indica la temperatura a la cual el rocío empezaría aformarse si el aire se enfriase lentamente. Y se calcula mediante la siguiente expresión:

tpr = 4030,18/(18,956 – ln pa) – 235 (8)

siendo:tpr: temperatura del punto de rocío, (°C)pa: presión parcial del vapor de agua en el aire, (hPa)

0 1 2 3 4 5 6 7 8

10 100 88 76 65 54 43 33 24 15

11 100 88 76 66 55 45 35 27 18

12 100 89 77 66 56 47 38 29 20

13 100 89 78 67 58 49 40 32 23

14 100 90 79 68 59 50 42 34 26

15 100 90 79 69 60 51 43 36 28

16 100 90 80 70 61 53 44 37 30

17 100 91 80 71 63 54 46 38 32

18 100 91 81 71 63 55 48 39 33

19 100 91 81 72 64 56 49 41 34

20 100 92 82 73 64 57 50 43 36

21 100 92 82 74 65 58 52 45 38

22 100 92 83 74 66 60 53 46 39

23 100 92 83 75 67 61 55 48 41

24 100 92 83 75 68 62 56 50 42

25 100 92 84 76 69 63 57 51 44

26 100 93 84 76 70 63 57 52 45

27 100 93 85 77 71 64 58 52 47

28 100 93 85 78 72 65 59 53 48

29 100 93 85 79 72 66 60 54 49

30 100 93 86 79 73 66 60 55 50

31 100 93 86 79 73 67 61 56 51

32 100 93 86 80 74 68 62 56 52

33 100 93 86 80 74 68 63 57 52

34 100 94 87 80 75 69 64 58 53

35 100 94 87 81 75 70 64 58 53

36 100 94 87 81 75 70 65 59 54

37 100 94 87 82 76 71 65 60 55

38 100 94 87 82 76 71 66 61 56

39 100 94 88 82 76 72 66 62 57

40 100 94 88 82 77 72 67 63 58

9 10 11 12 13 14 15 16 17

11

15

18 10

20 14

22 16 10

24 18 12

26 20 14

28 22 16 10

30 24 18 12

32 26 20 14

34 28 22 16 11

35 30 23 18 13

36 31 25 20 15 10

38 32 27 22 17 12

39 34 28 24 19 14

41 36 30 25 21 16 11

42 37 32 27 23 18 13

43 38 33 29 24 20 15 11

45 40 35 31 26 21 16 12

46 41 36 32 27 22 18 14 10

47 42 37 33 28 23 19 15 12

47 43 38 34 29 25 21 17 14

48 43 38 35 30 26 22 18 16

48 44 39 36 31 27 23 20 18

49 45 40 37 32 29 25 22 19

50 46 41 38 33 30 26 23 20

51 47 42 38 34 31 27 24 21

52 48 43 39 35 32 28 25 22

53 49 44 39 35 32 29 26 23

Diferencia entre temperatura seca y temperatura húmedaT

empe

ratu

ra s

eca


Medición de la temperatura del aire natural (tan) y de la temperatura de bulbo húmedonatural (tbhn)

Si extraemos del psicrómetro los termómetros que miden las temperaturas del aire (ta) y húmeda (tbh), ylos utilizamos exponiéndolos libremente al ambiente, pero evitando que las radiaciones de calor incidansobre el bulbo del termómetro de bulbo seco sin obstruir su contacto con el aire, estaremos midiendotemperaturas diferentes a las obtenidas con el psicrómetro. Estas temperaturas reciben el nombre detemperatura del aire natural (tan) y temperatura de bulbo húmedo natural (tbhn) que se utilizan, como severá en el capítulo correspondiente, en la determinación del índice WBGT. En el caso del termómetro debulbo húmedo también debe cuidarse que la muselina siempre esté mojada con agua destilada y con esosfines deben tomarse las mismas precauciones indicadas para ello anteriormente para la medición de latbh.

Relación entre temperatura húmeda y temperatura húmeda natural

Es posible establecer una relación entre estas dos temperaturas, a partir de la temperatura de globo (quese explicará a continuación) y la temperatura del aire, la velocidad del aire y la humedad, tal como semuestra en el diagrama de la figura 2.4 de B.W. Olesen, basado en la ecuación de Malchaire.

Fig. 2.4 Diagrama para estimar la diferencia entre la tbh y tbhn

°C 12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

t bhn

– t

bh

ta = 20°C

tbh = 5°C, RH = 0%tbh = 15°C, RH = 60% va

m/s

0,2

0,5

≥ 1,0

0,2

0,5

≥ 1,0

tg – ta

5 10 15 20 25 30 °C


Medición de la temperatura de globo (tg) y cálculo de la temperatura radiante media(TRM)

La radiación calórica puede ser directamente determinada si se conocen las dimensiones, característicastérmicas (temperatura, coeficiente de emisión) y la posición relativa del hombre respecto a las fuentes decalor radiante. Pero en la práctica esto no es necesario, salvo en casos muy particulares, y en su lugar seutiliza el concepto de temperatura radiante media, que es la temperatura uniforme de una esfera negramate, de gran diámetro, en la cual los intercambios por radiación con el cuerpo humano son iguales a losintercambios por radiación en el ambiente real.

Así pues, la temperatura radiante media permite la determinación indirecta de los intercambios porradiación entre el hombre y el medio.

Por otra parte, la temperatura radiante media sólo podrá ser determinada por medio de dispositivos quepermitan integrar en un valor medio la radiación, generalmente heterogénea, procedente de las paredesdel recinto. Uno de estos dispositivos es el termómetro de globo que mide la temperatura de globo (tg), apartir de la cual puede calcularse la TRM.

El termómetro de globo consiste en una esfera, habitualmente de 15 cm de diámetro, de un material buenconductor del calor, preferiblemente cobre, de espesor fino (0,05 a 0,2 mm), que debe estar pintada denegro mate, en cuyo centro se coloca un captador de temperatura tal como el bulbo de un termómetro demercurio, un termopar o una sonda de resistencia. En la figura 2.5 se muestra un termómetro de globo.

Fig. 2.5 Termómetro de globo

El globo se calienta por la radiación procedente de las diferentes fuentes de calor del local, incluyendolas personas; pero, por otra parte, intercambia calor por convección con el aire, por lo que se enfría porlas pérdidas de calor por convección cuando el aire posee una temperatura inferior a la del globo, y secalienta por convección cuando el aire está a una temperatura mayor.


En muchos casos la radiación, cuando existen equipos y/o muchas personas dentro de un recinto, repre-senta uno de los principales factores de carga térmica de un ambiente, y una determinación incorrecta dela temperatura media de radiación puede conducir a errores importantes del balance térmico.

En caso de radiación homogénea, el globo debe situarse en el lugar que normalmente ocupa el trabajadordurante su tarea y a la altura del pecho.

Pero cuando la radiación es heterogénea, la radiación a considerar en el balance térmico es la mediaponderada de las radiaciones recibidas en las diferentes partes del cuerpo. En consecuencia, es conve-niente medir la temperatura de globo a diferentes niveles y ponderar las cuartas potencias de las tempe-raturas equivalentes de radiación correspondientes por los porcentajes de superficies de cuerpo situadasal mismo nivel que el globo, tal como se muestra en la ecuación 9.

Los porcentajes para las superficies de las diferentes partes del cuerpo respecto a la superficie corporaltotal pueden considerarse como sigue: cabeza (7%); brazos y manos (19%); tronco (35%); y muslos,piernas y pies (39%).

Así pues, en la práctica puede medirse la temperatura de globo a tres niveles y calcular con las tempera-turas de globo obtenidas las tres temperaturas medias de radiación correspondientes: TRMc, TRMt, TRMp,donde la temperatura media de radiación a considerar es:

TRM = (kc TRMc4 + kt TRMt

4 + kp TRMp4) 0,25 (9)

siendo k el porcentaje de superficie corporal correspondiente a la medida del termómetro de globo alnivel correspondiente.

kc = 0,1 (para el globo situado al nivel de la cabeza)kt = 0,5 (para el globo situado al nivel del tronco)kr = 0,4 (para el globo situado al nivel de loas pies)

La respuesta del termómetro de globo es bastante lenta, particularmente cuando se utiliza como elemen-to sensible un termómetro de vidrio de mercurio; por eso, en el mejor de los casos, debe esperarse nomenos de 15 minutos de exposición en el lugar antes de efectuar la lectura y, más aún, es recomendableasegurarse bien de que el termómetro ya se ha estabilizado, lo que se puede hacer efectuando dos lectu-ras consecutivas. Por todo lo anterior, el termómetro de globo no puede ser utilizado para determinar lastemperaturas de radiación en ambientes con cambios rápidos.

Para el cálculo de la TRM se puede partir de las siguientes ecuaciones donde ε es el coeficiente deemisividad del globo negro, y D el diámetro del globo, en metros:

Para la convección natural (va < 0,15 m/s):

TRM = [(tg + 273)4 + (0,25 · 108)/ε (|tg – ta|/D)0,25 · (tg – ta)]0,25 – 273 °C (10)


Para convección forzada (va > 0,15 m/s):

TRM = [(tg + 273)4 + 1,1 · 108 · va0,6 (tg – ta)/(D

0,4 ε)]0,25 – 273 °C (11)

Generalmente se utilizan globos de 15 cm de diámetro, con un coeficiente de emisividad ε = 0,95, por loque, para globos de tales características, las fórmulas anteriores quedarían:

convección natural:

TRM = [(tg + 273)4 + 0,42 · 108 (tg – ta)0,25 (tg – ta)]

0,25 – 273 (12)

convección forzada:

TRM = [(tg + 273)4 + 2,5 · 108 va0,6 (tg – ta) ]

0,25 – 273 (13)

La temperatura operativa (to)

Se utiliza ocasionalmente por diferentes autores, y se define como la temperatura uniforme en un recintonegro radiante en el que un ocupante tendría que intercambiar la misma cantidad de calor por radiacióny por convección, que en un ambiente real no uniforme (ISO 7730-1984-E).

En la mayoría de los casos prácticos, cuando la velocidad relativa del aire es menor de 0,2 m/s, o cuandola diferencia entre TRM y ta es menor de 4 °C, la temperatura operativa puede determinarse como elpromedio de la temperatura del aire y la temperatura radiante media; pero si se quiere mayor precisión,se puede calcular mediante la siguiente expresión:

to = A ta + (1 – A) TRM (14)

donde A depende de la velocidad relativa del aire:A = 0,5 para va < 0,2 m/sA = 0,6 para 0,2 < va < 0,6 m/sA = 0,7 para 0,6 < va < 1,0 m/s

Temperatura efectiva TE y temperatura efectiva corregida TEC

Son los precursores históricos de los índices de sobrecarga térmica que resultaron muy útiles en sumomento y que actualmente se encuentran en desuso debido a que no toman en cuenta la intensidad detrabajo ni el vestuario. El TE, desarrollado en 1923 por Houghton y Yaglogou, en los laboratorios de laAmerican Society of Heating and Air Conditioning Engineers, considera la temperatura de bulbo seco,la temperatura de bulbo húmedo y la velocidad del aire, pero no el calor radiante; mientras que el TEC,creado posteriormente, corrige esta omisión.


Para ropa normal de trabajo, los valores máximos de estos índices, son:Intensidad del trabajo (M) TE o TEC (°C)

Ligero (M ≤ 172) 30

Moderado (172 < M ≤ 293) 28

Pesado (M > 293) 26,5

El nomograma de la figura 2.6 se utiliza para determinar tanto el TE (cuando TRM = ta), como el TEC(cuando TRM > ta) para personas desnudas hasta la cintura. Con el de la figura 2.7 se pueden determinarambos índices para personas vestidas con ropa ligera. El método consiste en unir mediante una recta losvalores de la escala de la tg o ta con la escala de la tbh.

Fig. 2.6 Temperatura efectiva básica

Velocidad del aire en pies/min.

Tem

pera

tura

efe

ctiv

a co

rreg

ida

(°C

)

Tem

pera

tura

bul

bo h

úmed

o

Tem

pera

tura

de

glob

o o

del a

ire

(°C)


Fig. 2.7 Temperatura efectiva “normal”

Velocidades del aire: absoluta (va) y relativa (var)

La velocidad del aire sobre el cuerpo humano influye en el intercambio térmico entre el cuerpo y elambiente, y por tanto en la temperatura del cuerpo. Los intercambios por convección y por evaporaciónestán influenciados por la velocidad del aire relativa al cuerpo humano (var).

La velocidad relativa depende de la velocidad del aire y de la velocidad del cuerpo, o de una parte delcuerpo, respecto al aire teóricamente inmóvil.

Tem

pera

tura

efe

ctiv

a co

rregi

da

Tem

pera

tura

bul

bo h

úmed

o ( °

C)

Velocidad del aire (m/s)

Tem

pera

tura

de

glob

o o

del a

ire s

eco


Si la temperatura del aire está por debajo de la temperatura de la piel, la velocidad del aire provocará lapérdida de calor; en cambio, si la temperatura del aire está por encima de la temperatura de la piel, elcuerpo tomará calor del aire.

Velocidad del aire absoluta (va)

Por convenio, la velocidad del aire se considera como la intensidad media de velocidad integrada sobretodas las direcciones. Este parámetro se define por su intensidad y dirección; por lo tanto, la forma demedirlo es mediante sondas, que pueden ser omnidireccionales o direccionales.

Si se utiliza un captador direccional en los tres ejes X, Y, Z se obtiene su valor mediante la expresión:

va = (vx2 + vy

2 + vz2) 0,5 (15)

Velocidad del aire relativa (var)

Si fuese necesario estimar la velocidad relativa del aire (var), se puede utilizar la expresión:

var = va + 0,0052 (M – 58) (16)

dondeM: metabolismo (W/m2)

Actividad m/s

Serrado a máquina 0,15

Trabajo con una mano:Limar hierro, cepillar madera, serrar a mano 0,25

Trabajo con las dos manos:Martillo, … 0,5

Fig. 2.8 Componente de la velocidad del aire debido a la actividad

Medición de la velocidad del aire (va)

El movimiento del aire es perceptible directamente por el hombre a partir de los 0,25 m/s. En la figura2.9 se ofrece una clasificación estimada según la velocidad del aire.


Tipo de movimiento Velocidad del aire (m/s)

Movimiento imperceptible va < 0,25

Ligera brisa 0,25 < va < 0,50

Brisa (sacude cabello o vestido) 0,50 < va < 1,50

Fig. 2.9 Clasificación estimada de la velocidad del aire

En determinadas circunstancias resulta difícil y compleja la medición de la velocidad del aire, sobre todocuando existen rápidas fluctuaciones de su intensidad, dirección, y turbulencia.

Para la medición de la velocidad del aire se utilizan instrumentos tales como el anemómetro de aspas, eltermoanemómetro y el catatermómetro.

El anemómetro de aspas

Los anemómetros de paletas o de copas son instrumentos mecánicos direccionales dotados de aspas dediferentes tipos (paletas y copas), que resultan muy útiles cuando la velocidad del viento alcanza valoresperceptibles, pero dentro de locales su utilización generalmente es deficiente o imposible, debido a labaja velocidad del viento.

Fig. 2.10 Porcentaje de personas insatisfechas en función de la velocidad y temperatura del aire

20 °C

23 °C26 °C

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 m/s

%

0

2

4

6

810

20

40

60

80

Velocidad del aire

PP

I


El catatermómetro

En esencia es un termómetro de dilatación de líquido (alcohol) con un bulbo de gran volumen quecontiene dos marcas correspondientes a las temperaturas t1 y t2 que están indicadas en el capilar deltermómetro. El bulbo se calienta en agua templada a una temperatura superior t1, se seca y se expone alaire cuya velocidad se desea medir y mediante un cronómetro se mide el tiempo empleado por el instru-mento para enfriarse de t1 a t2. La velocidad del viento viene dada por una tabla que la ofrece en funcióndel tiempo para ese instrumento.

Las características de diferentes tipos de catatermómetros son descritas en la norma británica BS 3276(1960).

El termoanemómetro

El termoanemómetro se basa en el mismo principio que el catatermómetro, pero no es necesario medir eltiempo transcurrido para la pérdida de una cantidad dada de calor; el termoanemómetro mide la pérdidade calor por unidad de tiempo. Para calentarse utiliza un elemento eléctrico que después pierde calorfundamentalmente por convección. Conocidos los datos de calefacción del aparato, las temperaturas delelemento y del aire, se calcula el coeficiente de convección de calor y con éste la velocidad del aire. Elinstrumento dispone, por lo tanto, de dos elementos de medida: uno para la temperatura del elemento yotro para la temperatura del aire. En la figura 2.11 se muestra un termoanemómetro.

Fig. 2.11 Termoanemómetro B & K tipo MM0038

Esfera sólida

Sensor calentado

Elipsoides de espuma plásticacon resistores de niquel

Sensor no calentado

Tubo de acero


El calor metabólico

Recordemos que el metabolismo es la suma de todas las reacciones químicas que se producen en elorganismo gracias a la combustión de los alimentos con el oxígeno y que prácticamente toda esta energíametabólica se convierte en calor dentro del cuerpo.

Fig. 2.12 Nomograma para determinar la superficie corporal conociendo el peso y la estatura

TALLA

cm pulg79200

195

190

185

180

78777675

74

73

72

71

70

69175

170

165

160

68

67

66

65

64

63

155

150

145

62

61

60

59

58

57

56

55

54

53

52

51

50

140

135

130

49125

120

115

110

48

47

46

45

44

43

105

100

42

41

40

39

SUPERFICIE CORPORAL

m2

2,00

2,10

2,20

2,30

2,40

2,50

2,60

2,70

2,80

1,95

1,90

1,85

1,80

1,75

1,70

1,65

1,60

1,55

1,50

1,45

1,40

1,35

1,30

1,25

1,20

1,15

1,10

1,05

1,00

0,95

0,90

0,86

PESO

kg lb150

145

140

135

130

125

115

120

330320310

300

290

280

270

260

110

105

100

95

250

240

230

220

210

20090

19085

80

75

70

180

170

160

150

65

60

55

140

130

120

50

45

110

105

100

95

40

35

90

85

80

75

70

6530


Los valores del metabolismo basal en la mujer son aproximadamente de 40,6 W/m2 y en el hombre de42,9 W/m2, y a partir de estos valores el metabolismo se puede incrementar, mediante la actividad física,hasta unas 20 veces. Ya hemos visto cómo esto revierte en una notable generación de calor que puedealcanzar valores de hasta 1500 W, que es generar 1500 joules por cada segundo de actividad. Para que secomprenda mejor esta cifra podemos pensar en el calor que genera una plancha eléctrica doméstica(1500 W - 2000 W). El exceso de calor del organismo debe irse disipando a un ritmo determinado por sugeneración, fundamentalmente mediante la radiación, la convección y la evaporación del sudor.

Pero también, bajo determinadas condiciones, se puede enfermar y morir por falta del calor mínimonecesario.

El calor metabólico correlaciona habitualmente con la superficie corporal (S.C.) en metros cuadrados, ycon el peso (Pc) en kilogramos.

La superficie corporal se puede determinar a partir del peso y la estatura, mediante tablas, nomogramaso ecuaciones como la de DuBois & DuBois (1915) o también con el nomograma de la figura 2.12:

SC = 0,202 Pc0,425 H 0,725 (17)

donde:SC: superficie corporal (m2)Pc: peso corporal (kg)H: altura (m)

Sin embargo, sin afectar la precisión necesaria y suficiente, en la mayoría de los trabajos habitualmentese utiliza el valor de superficie corporal de 1,8 m2, que es el de un “hombre estándar” de 70 kg de peso y1,73 m de estatura.

Otra unidad utilizada es el met, que equivale a 58,15 W/m2 (50 kcal/m2h), valor que corresponde a laproducción metabólica de una persona sentada en reposo. En la figura 2.13 se muestra una relación deactividades en W/m2 y en met.

Norma ISO 7243W/m2 met. Kcal/(m2h) Kcal/h

58,15 1 50 9069,6 1,2 60 11081,2 1,4 70 12592,8 1,6 80 145

Fig. 2.13 Relación de actividades en W/m2 y en met.


Medición del gasto energético

Los métodos para medir el consumo energético de una actividad física cualquiera pueden ser de dostipos: por calorimetría directa y por calorimetría indirecta

Calorimetría directa

La calorimetría directa mide el calor que genera el organismo realizando la actividad que se quiere medirdentro de un calorímetro, que es una cámara preparada para controlar las condiciones microclimáticas ymedir, mediante sensores, el calor que genera el individuo mientras realiza el trabajo en cuestión. Sinembargo, no todas las actividades pueden ser realizadas dentro de un calorímetro (por ejemplo, un corre-dor de 100 metros lisos, cartero, minero, panadero, etc.) y, por otra parte, los calorímetros son muycostosos.

Calorímetría indirecta

La calorimetría indirecta se basa en la utilización de otros parámetros que reflejan la generación energé-tica, bien por ser causa directa de ésta, o bien por ser su consecuencia.

Así pues, la medición del gasto energético durante una actividad puede efectuarse mediante:1. Control de los alimentos2. Medición del consumo de oxígeno3. Medición de la frecuencia cardíaca

Medición del gasto energético mediante el control de los alimentos

El control de los alimentos que consume el hombre durante un período de tiempo relativamente largo,conociendo el valor calorífico de éstos, permite conocer cuántas calorías se han almacenado en su cuer-po y cuántas se han invertido en sus actividades; pero esto obliga a la cuantificación muy estricta detodas las actividades (laborales y extralaborales) que realiza el trabajador durante esos días, de los ali-mentos que consume y de su peso.

Este método es realmente tedioso pues, además de ser lento y laborioso, es muy complejo, ya que esnecesario descontar las actividades ajenas a la actividad que se quiere medir.


Medición del gasto energético mediante el consumo de oxígeno

Como método para conocer el gasto energético es más práctico, pues partiendo del conocimiento delvalor calórico del oxígeno con una alimentación de carbohidratos, grasas y proteínas, debidamente ba-lanceada, se puede calcular la energía consumida por el sujeto en la realización de la actividad.

El consumo de oxígeno y la producción de dióxido de carbono durante una actividad se puede medirmediante diferentes tipos de instrumentos, incluso en tareas que requieren de mucha movilidad. Así,conociendo el consumo de O2, el gasto energético total se calcula:

GE total = VO2 · vc O2 (18)

donde:

GEtotal: gasto energético que incluye el metabolismo basal en kilojoules/min.VO2: volumen de oxígeno que se ha consumido en litros/minuto.vcO2: valor calórico del O2 en kilojoules/litro.

Por lo tanto, para conocer el gasto energético neto o del trabajo (GEW), es decir, el provocado únicamen-te por la actividad, es necesario deducir del total el metabolismo basal de la persona.

Así pues, si un hombre ha consumido 4 litros de oxígeno por minuto durante determinada actividadfísica, y si se acepta un vcO2 de 20,1 kJ/litro, su gasto energético total ha sido de 80,4 kJ/min y el gastoenergético que provoca la actividad es de 1263 W, que no es poco.

La cantidad de energía obtenida por cada litro de oxígeno en condiciones normalizadas (STPD) varíasegún la proporción de carbohidratos y grasas oxidados, lo que depende del tipo de alimentación y de laduración e intensidad del trabajo en relación con la capacidad de trabajo físico del sujeto. El valorcalórico del oxígeno al combustionar con carbohidratos es de 21,14 kJ/litro, mientras que con las grasases 19,85 kJ/litro y con las proteínas 18,67 kJ/litro.

El valor calórico o equivalente energético del oxígeno puede ser determinado por la siguiente expresión:

GEtotal = (0,23 CR + 0,77) 5,88 (Wh/litro) (19)

Donde el cociente respiratorio (CR) es la relación entre el dióxido de carbono producido por la combus-tión de los alimentos durante el trabajo y el oxígeno consumido en ello :

CR = CO2 producido/ O2 consumido (20)

donde:

CO2 y O2 se miden en litros en condiciones STPD


El CR para los carbohidratos es 1,00; para las grasas es 0,71 y para las proteínas es 0,80. Considerandopara una alimentación balanceada un valor medio entre 0,80 y 0,85, resulta un equivalente energéticoentre 5,60 y 5,68 Wh/litro, que equivale entre 20,1 y 20,45 kJ/litro. Con este valor de GE, el errormáximo posible es del ±3,5 %.

En caso de que no se disponga de un equipo que ofrezca directamente el consumo de oxígeno, éste puedeconocerse colectando el aire espirado por el sujeto durante la actividad en una bolsa de Douglas, que esuna bolsa impermeable dentro de la cual el sujeto espira aire mediante una máscara con una válvula queofrece una resistencia mínima, en varias muestras de aire de un minuto, para ser analizado por métodosquímicos o físicos y conocer su contenido de oxígeno y dióxido de carbono. La expresión 23 permiteconocer el volumen de oxígeno consumido:

VO2 = (20,9 – [O2]) VPSTPD/100 (21)

donde:VO2 : volumen de oxígeno consumido en litros por minuto20,9: porcentaje de oxígeno contenido en el aire fresco en %[O2] : concentración de oxígeno en el aire espirado en %VPSTPD: ventilación pulmonar, o volumen de aire espirado, en condiciones STPD, en litros de aire por

minuto, que se mide haciendo pasar el total del aire espirado contenido en la bolsa por ungasómetro.

Condiciones BTPS, ATPS y STPD

Las condiciones de temperatura, presión y humedad, del aire espirado, se van modificando a partir de susalida del cuerpo. De ahí que sea necesario definir y establecer unas condiciones normalizadas quepermitan la comparación de los resultados, cualesquiera que sean las condiciones y el momento. Lasdefiniciones de las tres condiciones son las siguientes:

BTPS (Body Temperature and Pressure, Saturated): inmediatamente después de ser espirado, el aire estáa la temperatura del cuerpo, saturado de humedad y a la presión barométrica ambiental, condicionesdenominadas BTPS.

ATPS (Ambiental Temperature and Pressure, Saturated): después de transcurrido un tiempo, ese aireespirado y colectado en un depósito no aislado está en condiciones ATPS a temperatura y presiónbarométrica ambientales y saturado de humedad.

STPD (Standard Temperature and Pressure Dry): volumen de aire seco a 0°C y 10,13 Pa (760 mmHg)de presión, son las condiciones normalizadas que posibilitan la comparación entre resultados indepen-dientemente de las condiciones y de las personas.

Con el nomograma de la figura 2.14 se puede determinar el factor STPD (fSTPD) que permite calcular elvolumen del aire espirado en condiciones STPD (VPSTPD) partiendo de las condiciones ATPS y la pre-


sión y temperatura del aire al ser medido el volumen en estas condiciones, mediante la siguiente expre-sión:

VPSTPD = VPATPS fSTPD (22)

Fig. 2.14 Nomograma para determinar el factor fSTPD

También es posible calcular dicho factor mediante la expresión:

fSTPD = 273 (pat – paesp) / [(273 + t) 101, 3] (23)donde:pat: presión atmosférica, (kPa)t : temperatura del aire espirado, ( °C)paesp: presión del vapor de agua en el aire espirado, (kPa)

paesp = 0,1 exp [18,956 – 4030,18/(t + 235)] kPa (24)

A

B45

44

43

42

41

40

39

38

37

36

35

34

33

32

31

3029

2827

26252423

22212019181716151413121110

9876543210

TE

MP

ER

AT

UR

A D

EL

AIR

E (

°C)

0-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-18-19-20-21-22-23-24-25-26-27-28-29-30-31-32-33-34-35-36-37-38-39-40-41-42-43-44-45-46-47-48-49-50

C

580

590

600

610

620

630

640

650

660

670

680

690

700

710

720

730

740

750

760

770

780

PR

ES

ION

BA

RO

ME

TR

ICA

EN

MIL

IME

TR

OS

DE

ME

RC

UR

IO

DE70

8090

0,600

1020

102030405060708090

0,700102030405060708090

0,800102030405060708090

0,900102030405060708090

1,000

504030201012009080706050403020101100908070605040302010100090807060504030201090090807060504030201080090807060

FAC

TO

R S

TP

D


Otra ecuación que permite el cálculo directo del volumen del aire espirado en condiciones STPD es lasiguiente:

VSTPD= 2,694 pat VATPS/ (t + 273) (25)

donde:pat: presión atmosférica, (kPa)VATPS: volumen del aire espirado en condiciones ATPS, (litros/min.)t : temperatura del aire espirado, (°C)

Medición del gasto energético por la frecuencia cardíaca

La relación lineal existente entre la frecuencia cardíaca y el metabolismo, al menos hasta las 170 pulsa-ciones por minuto, puede ser aprovechada para utilizar la frecuencia cardíaca como indicador del gastoenergético en actividades físicas.

Para ello se obtiene la recta VO2-FC específica del sujeto sometiéndolo en el laboratorio a diferentescargas crecientes de esfuerzos físicos y midiendo en cada carga la FC y el VO2. Para esto se puedeutilizar un escalón, el veloergómetro, una pista deslizante, e incluso, como alternativa interesante, ejer-cicios físicos de calentamiento, o trote sobre el propio terreno. Una vez calculada la recta FC-VO2 delsujeto es posible, utilizándolo a él, determinar el gasto energético de cualquier actividad física mediantesu frecuencia cardíaca (FC).

En todos los casos, hay que tener presente que para conocer la energía calórica que provoca la actividadfísica es necesario deducir la del metabolismo basal y, si se desease una mayor precisión, tener en cuentala eficiencia mecánica de la actividad. Es decir: si la actividad es muy dinámica (como ir en bicicleta oelevar cargas a niveles superiores), debe descontarse entre el 20-25% del gasto energético que no setransformará en calor dentro del organismo, sino en trabajo externo positivo (W) y en caso de un trabajonegativo (como bajar escaleras y bajar cargas a niveles inferiores), sumarle este trabajo externo negativoque se convertirá en calor dentro del organismo, de acuerdo con la expresión de balance térmico:

M ± W ± R ± C – E = A (26)

No obstante, en la práctica, para la mayoría de los estudios y de las actividades físicas, no es necesaria talprecisión.

Estimación del gasto energético mediante tablas

Una forma de estimar el gasto energético es la utilización de tablas confeccionadas por especialistas apartir de investigaciones realizadas utilizando las metodologías anteriores (Astrand, 1960; Astrand yRodahl, 1986; Rodhal, 1989 y otros), si bien deberían ser replicadas para la población en que van a serempleadas, pueden resultar de mucha utilidad cuando son interpretadas por ergónomos con experiencia.


Estas tablas pueden presentarse según la intensidad del trabajo, tal como se muestra en la figura 2.15 dela norma ISO 7243; según las posturas y los movimientos, como es el caso de las tablas de la figura 2.16de G. Lehmann; o por componentes del metabolismo, del proyecto de norma ISO 8996, que se reproduceen las tablas de las figuras 2.17, 2.18 y 2.19; o según actividades específicas de la misma ISO 8996,como se muestra en la tabla de la figura 2.20.

Intensidad Metabolismo (W/m2)

Descanso M < 65Ligero 65 < M < 130Moderado 130 < M < 200Pesado 200 < M < 260Muy pesado 260 < M

Fig. 2.15 Estimación del metabolismo según la intensidad del trabajo (norma ISO 7243)

La carga térmica metabólica se calcula como la suma de tres términos, A, B y C cuyos valores se indican a

continuación:

A.- Posición y movimiento del cuerpo Kcal/minSentado 0,3De pie 0,6Andando en terreno llano 2,0 - 3,0Andando en pendiente añadir 0,8 por m de desnivel

B.- Tipos de trabajo Valores medios Kcal/min Valores límites Kcal/minManual ligero 0,4 0,2 - 1,2Manual pesado 0,9Con un brazo: ligero 1,0 0,7 - 2,5Con un brazo: pesado 1,8Con ambos brazos: ligero 1,5 1,0 - 3,5Con ambos brazos: pesado 2,5Con el cuerpo: ligero 3,5Con el cuerpo: moderado 5,0Con el cuerpo: pesado 7,0 2,5 - 15Con el cuerpo: muy pesado 9,0

C.- Metabolismo basal Corresponde al calor liberado por el organismo en estado de reposo físico y mental: a efectos prácticos se adopta siempre el valor de 1 Kcal/min.

Fig. 2.16 Estimación del metabolismo según las posturas y los movimientos (G.Lehmann). El metabolismo deltrabajo se obtiene sumando las tablas A y B.


Posición del cuerpo Metabolismo (W/m2)

Sentado 10Arrodillado 20Agachado 20De pie 25De pie inclinado 30

Fig 2.17 Estimación del metabolismo por componentes en función de la postura (norma ISO 8996, 1990).

Tipo de trabajo Metabolismo (W/m2)

Valor medio Intervalo

Trabajo con las manosligero 15 < 20medio 30 20 - 30intenso 40 > 35

Trabajo con un brazoligero 35 < 45medio 55 45 - 65intenso 75 > 65

Trabajo con dos brazosligero 65 < 75medio 85 75 - 95intenso 105 > 95

Trabajo con el troncoligero 125 < 155medio 190 155 - 230intenso 280 230 - 330muy intenso 390 > 330

Fig 2.18 Estimación del metabolismo por componentesdebido al tipo de trabajo (norma ISO 8996, 1990) .


Tipo de trabajo Metabolismo en función de la velocidad (W/m2) / (ms-1)

Velocidad de desplazamiento en función de la distancia

Caminar 2 a 5 km/h 110

Caminar en subida 2 a 5 km/hPendiente 5° 210Pendiente 10° 360

Caminar en bajada 5 km/hPendiente 5° 60Pendiente 10° 50

Caminar a 4 km/h con una carga en la espaldaCarga de 10 kg 125Carga de 30 kg 185Carga de 50 kg 285

Velocidad de desplazamiento en función de la altura

Subir una escalera 1725Bajar una escalera 480

Subir una escalera de mano inclinidaSin carga 1660Con una carga de 10 kg 1870Con una carga de 50 kg 3320

Subir una escalera de mano verticalSin carga 2030Con una carga de 10 kg 2335Con una carga de 50 kg 4750

Fig 2.19 Estimación del metabolismo por componentes

debido al movimiento (norma ISO 8996, 1990).


ACTIVIDAD METABOLISMO (W/m2)

1 ACTIVIDADES DE BASE1.1 Andar en llano, incluso en camino

2 Km/h 1103 Km/h 1404 Km/h 1655 Km/h 200

1.2 Andar subiendo3 Km/h pendiente de 5° 1953 Km/h pendiente de 10° 2753 Km/h pendiente de 15° 390

1.3 Andar descendiendo5 Km/h pendiente de 5° 1305 Km/h pendiente de 10° 1155 Km/h pendiente de 15° 120

1.4 Subir escaleras (peldaño 0,172 m)80 peldaños por minuto 440

1.5 Bajar escaleras (peldaño 0,172 m)80 peldaños por minuto 155

1.6 Transportar una carga en llano4 Km/h con masa de 10 Kg 1854 Km/h con masa de 30 Kg 2504 Km/h con masa de 50 Kg 360

2 PROFESIONES2.1 Industria de la construcción

2.1.1 Colocar ladrillos (muro igual sup.)Ladrillo lleno (masa 3,8 Kg) 150Ladrillo hueco (masa 4,2 Kg) 140Ladrillo hueco (masa 15,3 Kg) 135Ladrillo hueco (masa 23,4 Kg) 125

2.1.2 Prefabricación elementos hormigónEncofrado y desencofrado

(Recubrimiento de hormigón pretensado) 180Colocar armaduras de acero 130

Colada de hormigón(Recubrimientos de hormigón pretensado) 180

2.1.3 Construcción edificios de viviendasMezcla de cemento 155Colada de hormigón para fundaciones 275Compactado de horrnigón por vibraciones 220

Encofrado 180Carga de una carretilla 275

2.2 Industria siderúrgica2.2.1 Alto horno

Preparar el canal de colada 340Perforación 430

2.2.2 Moldeo (moldeo a mano)Moldeo de piezas de dimensiones medias 285Comprimir con martillo neumático 175Moldeo de piezas pequeñas 140

2.2.3 Moldeo a máquinaDesmoldeo 125

Moldeo, colada con l hombre 220Moldeo, colada con 2 hombres 210Moldeo a partir de colada suspendida 190

… / …


2.2.4 Taller de acabadoTrabajo con martillo neumático 175Amolado, decapado 175

2.3 Industria forestal2.3.1 Transporte y trabajo con hacha

Andar con carga 7Kg en bosque a 4Km/h 285Cargar sierra de cadena 18 Kg a 4 Km/h 385Trabajo con hacha (2 Kg, 33 golpes/min) 500Corte de raíces con hacha 375Poda 415

2.3.2 TalaCorte a contrahilo 2 hombres

60 cortes dobles/min, 20cm2/corte doble 41540 cortes dobles/min, 20cm2/corte doble 240

Tala con sierra de cadenaSierra de cadena con un hombre 235Sierra de cadena con dos hombres 205

Corte a contrahiloSierra de cadena con un hombre 205Sierra de cadena con dos hombres 190

DescortezamientoValor medio en verano 225Valor medio en invierno 390

2.4 AgriculturaCavar (24 golpes/min) 380Laboreo con un tiro de caballos 235Laboreo con un tractor 170

Fertilización de un campoSemillas a mano 280Semillas con semillero tirado por caballos 250Semillas con un tractor 95Bina (masa del binador 1,25 Kg) 170

2.5 Deportes2.5.1 Carreras

9 Km/h 43512 Km/h 48515 Km/h 550

2.5.2 SkiSobre terreno llano, nieve buena

7 Km/h 3509 Km/h 40512 Km/h 510

2.5.3 Patinaje12 Km/h 22515 Km/h 28518 Km/h 360

2.6 Trabajos domésticosLimpieza 100-200Cocina 80-135Vajilla, de pie 145Lavado a mano y repaso 120-220Afeitado, lavado y vestirse 100

Figura 2.20 Estimación del metabolismo según actividades específicas (norma ISO 8996, 1990).


Metabolismo de un ciclo de trabajo

Para determinar el metabolismo total de un ciclo de trabajo, es necesario efectuar un estudio de tiemposy de actividades. Ello implica clasificar cada una de ellas y tener en cuenta factores tales como suduración, las distancias recorridas, las cargas manipuladas, etc. El metabolismo para un ciclo de trabajoviene dado por la media ponderada de todas las actividades.

El método de la media ponderada es importante en el establecimiento de índices para el control del estréstérmico en ambientes laborales. Sin embargo, en ciertos casos, como los regímenes de trabajo–descanso,puede no ser un buen indicador de la carga de tensión térmica o fisiológica.

Propiedades térmicas del vestido

La unidad del aislamiento térmico de la ropa (Iclo) en el sistema internacional es el m2 °C/W, pero unaunidad más práctica y usual es el clo (1 clo = 0,155 m2 °C/W), que se define como el aislamiento nece-sario para mantener confortable a una persona que desarrolle una actividad sedentaria (menos de60 W/m2) a una temperatura de 21 °C.

En la figura 2.21 se expresa la valoración del vestido de acuerdo con la norma ISO 7730.

Tipo de vestido Icl (clo) Icl (m2 °C/W)

Desnudo 0 0

En pantalones cortos 0,1 0,016

Vestimenta tropical en exteriores: camisa abierta conmangas cortas, pantalones cortos, calcetines finos y sandalias 0,3 0,047

Ropa ligera de verano: camisa ligera de mangas cortas, pantaloneslargos, calcetines finos y zapatos 0,5 0,078

Ropa de trabajo: camiseta, camisa con mangas largas, pantalones devestir, calcetines y zapatos 0,8 0,124

Ropa de invierno y de trabajo en interiores: camiseta, camisamanga larga, calcetines de lana y zapatos 1,0 0,155

Vestimenta completa y de trabajo en interiores: camiseta y camisade manga larga, chaleco, corbata, americana, pantalones de lana,calcetines de lana y zapatos 1,5 0,233

Figura 2.21 Aislamiento térmico según el tipo de vestido, ISO 7730

673 Balance térmico

3 Balance térmico

Ecuación general de balance térmico

Hasta ahora hemos visto de una forma global los diferentes factores que intervienen en el balance térmi-co; analicemos aquí cada uno de ellos con mayor grado de detalle.

Para realizar un estudio ergonómico del ambiente térmico, es imprescindible analizar el intercambiotérmico que se efectúa entre la persona y el medio donde esta realiza sus actividades.

La ecuación general de balance térmico viene dada por la siguiente expresión:

M ± W ± R ± C – E ± Cres ± Eres – Ed ± Ccond = Ccond.clo = A (1)

siendo:

M: energía calórica producida por el organismoW: trabajo mecánico desarrolladoR: intercambio de calor por radiaciónC: intercambio de calor por convecciónE: pérdida de calor por evaporación del sudorCres: intercambio de calor por convección respiratoriaEres: intercambio de calor por evaporación respiratoriaEd : pérdida de calor por difusión del vaporCcond : intercambio de calor por conducciónCcond.clo : conducción a través del vestido

A: ganancia o pérdida de calor por el cuerpo

Obviamente, de la expresión anterior se pueden colegir cuatro situaciones que generan diferentes esta-dos de A:

1) cuando A y E = 0 hay equilibrio térmico y en general condiciones entre confort y permisibles2) cuando A = 0 y E > 0 hay equilibrio térmico y en general condiciones entre confort y permisibles3) en la que A > 0 hay desequilibrio por ganancia de calor; tensión calórica4) en la que A < 0 hay desequilibrio por pérdida de calor; tensión por frío


El término de conducción, Ccond, normalmente es insignificante comparado con el intercambio térmicototal; en cambio, sí es importante en la influencia del intercambio térmico a través del contacto de la ropaCcond.clo.

La situación de equilibrio térmico se alcanza cuando el calor acumulado, A, es nulo. Por eso podemosescribir también la ecuación considerando:

A y Ccond = 0como:

M ± W – E - Ed ± Cres ± Eres = ± Ccond.clo = ± R ± C (2)

En trabajos prácticos este intercambio de calor se produce, básicamente, por cuatro vías, tal como apare-ce en la figura 3.1:

Fig. 3.1 Ecuación práctica del balance térmico

Metabolismo (M)

El proceso metabólico convierte energía química en calor; en la medida que el cuerpo necesita parafuncionar, esta energía también se emplea para realizar trabajos mecánicos externos (W), pero en sumayor parte se transforma en calor interno.

Por consiguiente, se puede decir que el balance interno de calor se establecería entre la diferencia demetabolismo (M) y el trabajo externo (W).

+M

E

–

– +

– +

– +

R

C

K

M ± R ± C – E = A Si A > 0 acumula calorSi A = 0 equilibrio térmicoSi A < 0 pierde calor


El valor de M puede variar desde un valor mínimo de 45 W/m2, hasta más de 500 W/m2 para un ejerciciomuy intenso.

La superficie media de la piel de una persona es aproximadamente de 1,8 m2. Si queremos calcular suvalor de forma más precisa se puede utilizar, como ya vimos en el capítulo anterior, la expresión deDuBois & DuBois que, a partir de la altura y el peso, nos da los metros cuadrados de piel, o mediante elnomograma de la figura 2.10.

S.C = 0,202 Pc0,425 H0,725 (3)

donde

Pc: peso (kg)H: altura (m)

El metabolismo también se mide en unidades «met», que se define como el metabolismo de una personasentada sin una actividad especial (1 met = 58,15 W/m2 = 90 kcal/h ). Las diferentes formas de determi-nar la producción interna de calor son objeto de la norma ISO 8996.

Por último, debemos recordar que los incrementos en el metabolismo dan lugar, en muchos casos, aaumentos de la velocidad relativa del aire debida a los propios movimientos del cuerpo. Este efecto noestá suficientemente analizado, y se deberá tener en cuenta en próximas investigaciones para determinar,si cabe, algún factor corrector a considerar en el cálculo de la velocidad del aire.

Trabajo externo (W)

El hombre es una máquina de bajo rendimiento. Su eficiencia mecánica está entre el 20 y el 25%. Porejemplo, si en una actividad determinada necesitamos desarrollar un trabajo externo equivalentea 10 W/m2, nuestro metabolismo ha de ser capaz de dar como mínimo 50 W/m2, de los que unos40 W/m2 deben ser eliminados, normalmente, por un incremento de la sudoración, de la radiación y de laconvección con el fin de mantener la temperatura interna constante.

Intercambio de calor por radiación (R)

El intercambio de calor por radiación tiene lugar entre la superficie de la persona, ya sea su piel o suvestido, y las superficies que la rodean, ya que todo cuerpo emite una radiación electromagnética que esportadora de energía.

El intercambio térmico que se producirá entre la persona y el medio está definido por: la fracción de lasuperficie del cuerpo que participa en el intercambio; la diferencia entre la temperatura de la piel y latemperatura radiante media; y también por las características térmicas del vestido.

El intercambio de calor por radiación en W/m2 viene dado por la siguiente expresión:

R = feff fclo ε σ [(tclo + 273)4 – (TRM + 273)4] (4)


siendo:feff: factor de área de radiación efectiva postural (relación entre la superficie de radiación efectiva de

cuerpo vestido y el área total del cuerpo vestido)fclo : relación de la superficie de la persona cuando está vestida y de la superficie de la persona desnudaε: emisividad de la superficie exterior del cuerpo vestidoσ: constante de Stefan–Boltzman, [5,67 10–8 W/(m2K4)]tclo : temperatura de la superficie del vestido, (°C)TRM: temperatura radiante media, (°C)

El factor fclo se introduce para considerar el incremento de la superficie de intercambio que suponellevar ropa, ya que fclo es siempre mayor que 1; fclo es 1 solamente si vamos desnudos. Si el cuerpoestuviera desnudo, habría que sustituir tclo por la temperatura de la piel tp, desapareciendo de la ecuaciónel término fclo.

El cuerpo intercambia calor por radiación no sólo con el entorno, sino también con partes del propiocuerpo (como por ejemplo brazos con costados y piernas). La superficie radiante externa efectiva es eneste caso menor que la superficie radiante total. Este efecto se incluye en el factor feff. Experimentalmen-te se ha encontrado un valor de 0,725 para personas de pie y de 0,696 para personas sentadas. Como ladiferencia es relativamente pequeña, se suele tomar un valor medio del factor de área de radiación efec-tiva postural de 0,71.

Dado que la emisividad de la superficie de la piel es cercana a la unidad, y la mayoría de tejidos tienen unvalor en torno a los 0,95, se suele usar una media de 0,97. La emisividad de la piel y del vestido esindependiente del color para bajas temperaturas de radiación.

La temperatura radiante media (TRM) se define como aquella que se podría tomar como temperaturauniforme de las superficies que rodean al cuerpo, y que daría un mismo intercambio por radiación. Seestima mediante las temperaturas de las distintas superficies que lo rodean, ponderadas en función delfactor de visión de cada una:

TRM = [Fp–1 · (t1 + 273)4 + .... + Fp–n · (tn + 273)4]0,25 – 273 (5)

en donde:

tn : temperatura de la superficie n, (°C)Fp–n: factor de visión entre persona y la superficie n, habiéndose tomado el cuerpo y las superficies

que lo rodean como superficies difusas.

Por lo tanto la temperatura radiante media es función de la postura de la persona, y de su posición en elentorno.

Introduciendo las constantes anteriores, el intercambio de calor por radiación en W/m2 viene dada por:

R = 3,95 10–8 fclo [(tclo + 273)4 – (TRM + 273)4] (6)


Para temperaturas de aire entre 10 y 30 °C, esta ecuación puede escribirse como:

R = 3,93 fclo (tclo – TRM) (W/m2) (7)

En la industria siderometalúrgica, de vidrio o de cerámica, o en cualquier trabajo con hornos donde latemperatura radiante media es superior a la temperatura del vestido de la persona, existirá ganancia decalor por radiación. Mientras que en situaciones tales como trabajos en camaras frigoríficas, o a laintemperie con temperaturas bajas tendremos, generalmente, pérdida de calor por radiación.

Intercambio de calor por convección (C)

El proceso de convección libre viene motivado usualmente debido a las diferencias de temperaturasentre la superficie de una persona, la temperatura del aire que la rodea, y la temperatura del aire espirado.Si la persona tiene una temperatura superior al aire, el aire próximo se calentará y dado que la densidaddel aire caliente es menor que la del aire frío, el caliente ascenderá, y se ocupará este espacio con nuevoaire frío.

Por otra parte, si el aire se mueve hacia la persona mediante un ventilador le llamaremos convecciónforzada.

El intercambio de calor por convección, viene dado por:

C = fclo hc (tclo – ta) (W/m2) (8)

siendo:

fclo: factor de área del vestidohc: coeficiente de convección (Wm–2 K–1)ta: temperatura del aire (°C)tclo: temperatura del vestido

Para convección libre, hc depende de la diferencia de temperaturas entre el vestido y el aire:

hc = 2,38 (tclo – ta)0,25 (Wm–2K–1) (9)

Para convección forzada, hc depende de la velocidad relativa del aire:

hc = 12,1 (var)0,5 (Wm–2K–1) (10)

Para cada caso se deberá evaluar cuál de las dos situaciones, convección natural o forzada, es la másimportante. Generalmente utilizaremos y aplicaremos convección libre cuando var < 0,1 m/s. Es impor-tante remarcar que la velocidad relativa entre aire y persona es la que debe usarse para el cálculo de laconvección forzada.


Pérdida de calor por evaporación del sudor (E)

La evaporación del sudor es uno de los mecanismos más efectivos mediante el cual el cuerpo puedemantener su temperatura interna dentro de los valores normales, incluso cuando se realizan tareas querequieren un esfuerzo físico considerable.

La cantidad de sudor que se evapora varía mucho en función del trabajo que se realice, del tipo devestido, de la velocidad del aire, de la humedad del ambiente, y está limitada por la capacidad de sudarde cada persona. Las personas habituadas a trabajar en ambientes calurosos, o a realizar trabajos duros,pueden incrementar considerablemente su capacidad de sudoración, con lo que obtienen un mayor con-trol sobre la temperatura corporal.

Cada gramo de sudor evaporado requiere un aporte de calor por parte del cuerpo de 0,58 Kcal. Unapersona aclimatada puede llegar a sudar 1 litro por hora. Así, por ejemplo, para una sudoración de 3,5litros, si todo este vapor se evapora, se produce un intercambio de calor de 673 W (374 W/m2) para unasuperficie corporal de 1,8 m2, lo que supone una cantidad de 8485 kJ.

Como ya se ha visto para las actividades intensas en ambientes calurosos, es importante beber agua conaporte de sales y minerales, con el fin de poder sudar suficientemente y reponer las pérdidas minerales.

Con actividades moderadas (trabajo de oficina, profesores, vendedores, industria ligera, etc.) la evapora-ción es de menor importancia y comporta alrededor del 25% de las pérdidas de calor.

Para tasas de sudoración, temperaturas del aire y presiones de vapor moderadas resulta razonable pensarque todo el sudor se evapora.

La pérdida de calor por evaporación se considerará permisible o no, en función de la comparación con laevaporación máxima permisible. Si bien la sudoración es un mecanismo fisiológico de prevención, laeficacia de la sudoración está condicionada por las variables del ambiente térmico, especialmente por lahumedad y la velocidad del aire.

Emax = (pp – pa) / Rt (11)

donde:pp: presión parcial de vapor de agua saturado a la temperatura de la piel, (kPa)

pa: presión parcial del vapor de agua del ambiente, (kPa)

Rt: resistencia total del vestido y de la capa límite del aire a la evaporación, (m2kPaW-1)

Pérdida de calor por respiración (Cres) y (Eres)

En la espiración se pierde calor ya que el aire exhalado es más caliente que el inhalado, y porque existendiferencias en el contenido de vapor. Se considera la temperatura del aire exhalado de 34 °C. La pérdida


de calor debida a la respiración normalmente es insignificante. El calor intercambiado por convecciónrespiratoria viene dado por:

Cres = 0,0014 M (34 – ta) (W/m2) (12)

siendo:Cres: pérdida de calor por convección respiratoria, (W/m2)M : metabolismo, (W/m2)ta : temperatura del aire en el ambiente, (°C)

Mientras que la pérdida de calor debida a la diferencia de vapor de agua entre el aire inhalado y exhaladopuede estimarse mediante:

Eres = 1,72 10–5 M (5867 – pa) (W/m2) (13)

siendo:pa: presión parcial de vapor de agua en el ambiente, (Pa)

Para actividades ligeras que se desarrollen en interiores de locales, oficinas, tiendas, etc. y temperaturasen torno a los 20 °C, las pérdidas por respiración estarían entre 2 y 5 W/m2.

Pérdida de calor por difusión del vapor en la piel (Ed)

La pérdida de calor por evaporación tiene lugar en parte por la difusión del vapor de agua a través de lapiel (Ed), y en parte por evaporación del sudor (E) de la superficie dérmica (el agua toma calor de la pielpara evaporarse).

La cantidad de agua que se pierde por difusión a través de la piel, y su correspondiente pérdida de calor(Ed), es función de la diferencia entre la presión de vapor de agua saturado (tensión máxima de satura-ción) a la temperatura de la piel (pp), y la presión de vapor de agua en el ambiente (presión parcial otensión de vapor) (pa).

Ed = 3,05 10–3 (pp – pa) (W/m2) (14)

en donde pp y pa están en Pa.

La presión de vapor de agua saturado en la superficie de la piel pp, es función de su temperatura (tp) ypara valores de tp entre 27 °C y 37 °C viene dada por la siguiente expresión:

pp = 256 tp – 3373 (Pa) (15)


De ambas ecuaciones obtenemos:

Ed = 3,05 10–3 (256 tp – pa – 3373) (W/m2) (16)

La difusión del vapor de agua en la piel es, normalmente, de 10 W/m2. La pérdida de calor mediante ladifusión de agua a través de la superficie de la piel no se controla por el sistema termorregulador.

Conducción de calor a través del vestido (Ccond.clo)

El intercambio térmico a través del vestido viene dado por la primera Ley de Fourier de la conducción:

Ccond.clo = (tp – tclo) (δA/L) (17)

siendo (δA/L) la conductividad térmica del vestido.

La inversa de la conductividad térmica es la resistencia térmica, que viene dada en unidades de m2K/W.Las características térmicas del vestido suelen venir dadas en unidades clo (1 clo = 0,155 m2K/W).

Introduciendo este valor en la ecuación anterior de intercambio calórico a través del vestido, se obtiene:

Ccond.clo = (tp – tclo)/(0,155 Iclo) (W/m2) (18)

donde:tp : temperatura media de la piel (°C)tclo : temperatura de la superficie del vestido (°C)Iclo: resistencia térmica del vestido (clo)

Toda la evaporación que tiene lugar en la superficie de la piel se considera como si se hubiera transpor-tado a través del vestido mediante difusión. Se puede aceptar, en la mayoría de los casos, que la resisten-cia a la difusión con vestido normal es muy pequeña, y que en la zona de confort la producción de sudores mínima.

El planteamiento desarrollado en este capítulo es utilizado por Fanger para la valoración del conforttérmico. Los otros índices que aparecen en la presente obra, excepto el WBGT, también se basan en laecuación de balance térmico, aunque utilizan expresiones propias para su cálculo.

754 Índice de valoración medio (IVM) de Fanger


Por razones técnicas o económicas, no siempre es posible un estado microclimático que dé lugar alconfort térmico. En muchas ocasiones, las situaciones en las que los trabajadores manifiestan su discon-formidad con el ambiente térmico no son suficientemente agresivas como para dar lugar a daños para lasalud; sin embargo ello no impide que los parámetros térmicos sean capaces de generar una sensación dedisconfort que contribuye de forma notable a la reducción de la eficiencia del operario, y a un empo-brecimiento de la productividad y de la calidad del sistema productivo.

El confort térmico puede definirse como la manifestación subjetiva de conformidad o satisfacción con elambiente térmico existente; debido a la variabilidad psicofisiológica es prácticamente imposible conse-guir que en un colectivo de personas, cualesquiera que sean las condiciones ambientales de referencia, latotalidad de las mismas manifiesten sentirse confortables en una situación microclimática dada.

Diferentes estudios han demostrado que en todo grupo de personas existe, al menos, un 5% que muestranestar disconformes con las condiciones de confort preestablecidas; obviamente si las condiciones am-bientales son más desfavorables, este porcentaje puede incrementarse hasta que alcance a la totalidad dela población.

Fanger y la ecuación de confort

Fanger define tres condiciones para que una persona se encuentre en confort térmico:

1) que se cumpla el equilibrio térmico2) que la tasa de sudoración esté dentro de los límites de confort3) que la temperatura media de la piel esté dentro de los límites de confort.

Como vimos en el capítulo 3, la ecuación general del balance térmico viene dada por la expresión:

M ± W ± R ± C – E ± Cres ± Eres - Ed ± Ccond = Ccond.clo = A (1)


siendo:M: energía metabólica producida por el organismoW: trabajo mecánico externoR: intercambio de calor por radiaciónC: intercambio de calor por convecciónE: pérdida de calor por evaporación del sudorCres: intercambio de calor por convección respiratoriaEres: intercambio de calor por evaporación respiratoriaEd: pérdida de calor por difusión de agua por la pielCcond: intercambio de calor por conducciónCcond.clo: intercambio de calor por conducción por la ropaA: pérdida o ganancia de calor en el cuerpo

Condiciones para establecer el confort térmico

Hemos definido el confort térmico como aquel estado de satisfacción con las características térmicas delambiente, cuya condición básica, generalmente, es que exista el equilibrio térmico sin necesidad desudar. Para una persona determinada que realice un nivel de actividad M, con un vestido y un entornodado, el equilibrio térmico se alcanzará con una combinación específica de temperatura media de la piely pérdida de sudor.

Por convenio, los diferentes autores que han tratado el tema aceptan que para cada persona y actividadexiste un rango de valores de temperatura de la piel (tp) y de pérdidas de sudor por evaporación (E), quedarán lugar a la sensación de confort.

a < tp < bc < E < dMediante regresión lineal se obtienen las siguientes ecuaciones:

tp = 35,7 – 0,0275 (M – W) (°C) (2)

E = 0,42 (M – W – 58,15) (W/m2) (3)

La temperatura media de la piel decrece en las actividades intensas mientras se incrementan las pérdidaspor sudor.

Como ejemplo podríamos citar que para una persona sentada en reposo y tranquila (M = 58 W/m2,W = 0) en un estado normal de confort térmico (E = 0), la temperatura media de la piel podría situarse en34°C. De todas formas, cabe recordar que seguirá existiendo pérdida de calor por difusión de vapor deagua, a través de la piel y por la respiración.

Volviendo a la ecuación (1) del balance que viene dada por la expresión:

M ±W – E – Ed ± Cres ± Eres = ± Ccond.clo = ± R ± C


Se deduce:M ± W – E – Ed ± Cres ± Eres = ±R ± C (4)

con:E = 0,42 (M – W – 58,15) (3)

Ed = 3,05 10–3 ( 256 tp – 3373 – pa) (5)

Cres = 0,0014 M (34 – ta) (6)

Eres = 1,72 10–5 M (5867 – pa) (7)

R = 3,95 10–8 fclo [(tclo + 273)4 – (TRM + 273)4] (8)

C = fclo hc (tclo – ta) (9)

Si se sustituye y se introduce la tp dada por la ecuación (2), se obtiene la ecuación de confort:

(M–W) – 3,05 · 10–3 [5766 – 7,04 (M–W) – pa] – 0,42 (M–W–58,15) –

– 1,72 · 10–5 M (5867 – pa) – 0,0014 M (34 - ta) =

= 3,95 10–8 fclo [(tclo+273)4–(TRM+273)4] + fclo hc (tclo – ta ) (10)

siendotclo = 35,7 – 0,0275 (M–W) – 0,155 Iclo {(M–W) – 3,05 10–3 [ 5766 – 7,04 (M – W) – pa] –

– 0,42 [(M–W) – 58,15] – 1,72 10–5 M (5867 – pa) – 0,0014 M (34 – ta)} (11)

si hc = 2,38 (tclo – ta)0,25 > 12,1 va

0,5, entonces:

hc = 2,38 (tclo – ta)0,25 (12)

si hc = 2,38 (tclo – ta)0,25 < 12,1 va

0,5, entonces:

hc = 12,1 va0,5 (13)

La ecuación del confort establece las anteriores relaciones entre la actividad, las características del ves-tido y las cuatro variables del ambiente (temperatura del aire, temperatura radiante media, velocidad delaire y humedad) que darán lugar a la sensación de confort térmico.

Diferencias individuales

Como hemos visto, la ecuación de confort no garantiza el bienestar de todas las personas presentes enuna situación laboral. Lo que proporciona es una combinación de valores para las variables de conforttérmico bajo las cuales obtendremos la sensación de confort para el mayor porcentaje de personas.


Experimentos realizados por Fanger con una población de 1300 sujetos demuestran que el mejor resul-tado posible comporta la insatisfacción del 5% del grupo. Cualquier desviación sobre los valores dadospor la ecuación del confort lleva necesariamente a un aumento del porcentaje de personas insatisfechas(PPI).

Criterios de valoración del confort térmico

La valoración del confort térmico reviste cada día mayor relevancia; cada vez es más importante elporcentaje de operarios que desarrollan su actividad en el sector de oficinas, hospitales, tiendas, etc... enlos cuales las agresiones térmicas sólo se dan de forma excepcional. En estas actividades, en cambio, sonfrecuentes los problemas asociados a la falta de confort térmico, por lo que es necesario disponer de uncriterio de valoración para este tipo de situaciones.

El método más elaborado de los hasta ahora desarrollados es el de Fanger, que supuso un avance sustan-cial en la valoración del confort térmico, pues incluye todas las variables que influyen en los intercam-bios térmicos persona-ambiente: nivel de actividad, características del vestido, temperatura seca o delaire, humedad relativa, temperatura radiante media y velocidad del aire.

Recomendaciones para el confort térmico en trabajos sedentarios

A continuación aparecen enumeradas las variables básicas y los intervalos de confianza que le atribuyendistintos autores y organizaciones, así como un somero comentario sobre las divergencias encontradasentre las diferentes fuentes consultadas.

Temperatura del aire

La Ordenanza General de Seguridad e Higiene en el Trabajo fija los siguientes valores según la intensi-dad del trabajo:

Suministro de aire > 50 m3/hora/trabajador oRenovación total del aire > 6 veces/hora (trabajos sedentarios)

> 10 veces/hora (trabajos con esfuerzo físico)

Velocidad del aire > 15 m/min (0,25 m/s) (temperatura normal)> 45 m/min (0,75 m/s) (ambiente caluroso)

Temperatura 17 a 22 °C (trabajos sedentarios)15 a 18 °C (trabajos ordinarios)12 a 15 °C (trabajos con acusado esfuerzo físico)

Humedad relativa 40 - 60 %> 50 % (si se puede generar electricidad estática)

Fig. 4.1 Resumen de la Ordenanza General de Seguridad e Higiene en el Trabajo


Los valores de estos intervalos están por debajo de las recomendaciones dadas por las curvas de confortde Fanger; además, no se diferencia entre la temperatura óptima de invierno y la de verano.

Es muy importante, en la prevención del bienestar térmico en países cuya latitud genera estacionesmarcadas, indicar dos intervalos de temperatura de confort –uno para invierno y otro para verano– ycontrolar la diferencia de temperaturas entre el interior y el exterior del edificio.

El intervalo de temperatura confortable propuesto por la Eastman Kodak Company (1983) es el com-prendido entre 19 y 26 °C. Asimismo, la diferencia de temperatura tolerable entre pies y cabeza sinprovocar malestar es de unos 3 °C. Mientras que Grandjean (1985) establece unos márgenes entre 20 y24 °C, y una HR entre 30 y 60 %.

Estación Temp. mínima Temp. máxima

Invierno 19 °C 20 °C

Verano 21 °C 26 °C

Fig. 4.2 Intervalo óptimo de temperaturas en actividades sedentarias

(EASTMAN KODAK COMPANY)

Estación Temp. mínima Temp. máxima HR var

Invierno 20 °C 21 °C > 30 % < 0,2 m/s

Verano 20 °C 24 °C 40-60 % 0,2 m/s

Fig. 4.3 Intervalo óptimo de temperaturas en actividades sedentarias (Grandjean)

Fuentes de calor radiante

En caso de existir fuentes de calor radiante inevitables, o imprescindibles para calentarse en invierno, elflujo radiante debe ser uniforme en todas direcciones, y no ser excesivo sobre la cabeza.

Para amortiguar las fuentes de calor radiante de un foco externo, se recomienda el uso de materialaislante en la construcción de paredes y techos, aislar con corcho o madera las áreas de alrededor de lasventanas y el uso de alfombras y cortinas.

En caso de fuentes radiantes interiores se pueden utilizar pantallas y ropas especiales.


19,00%

0,25%5,75%

75,00%

45,60%

2,40%

30,0%

22,00%

30% IR

22% Luz

2,4% UV75% IR

0,25 % UV

5,75 % Luz

19%

Conducción

Convección45,6%

Convección

Conducción

Los aportes térmicos debidos a la iluminación artificial, constituyen una de las fuentes de calor másimportantes ya que, por ejemplo, en la iluminación por incandescencia el 75% de la energía se disipa porradiación infrarroja, y en la fluorescencia más del 30%.

a) Incandescente b) fluorescente

Fig. 4.4 Consumo de lámparas a) incandescentes (100 W), b) fluorescente (80 W daylight)según Henderson & Marsden

Humedad relativa

La humedad nos indica la cantidad de vapor de agua existente en el aire. El aire, al calentarse, es capazde absorber mayor cantidad de agua en forma de vapor.

La humedad relativa es la relación, expresada en tanto por ciento, entre la presión parcial del vapor deagua en el aire y la presión de saturación del vapor de agua a una temperatura dada.

HR = (pa/ps,ta) x 100 (14)

siendo:pa: presión parcial de vapor de agua en el airePs,ta: presión de vapor de agua saturado a la temperatura ta

Este valor ps,ta es la máxima presión parcial de vapor de agua posible a la temperatura ta.

ps,ta = 0,615 exp [17,27 · ta / (ta+273)] (15)

La humedad relativa debe estar, según la mayoría de los autores, entre el 40 y el 60 %, ya que si sobre-pasamos el 70% crearemos ambientes bochornosos (clima invernadero), mientras que humedades infe-riores al 30% pueden provocar problemas de alteraciones en vías mucosas y respiratorias.


g H2O/m3aire Temperatura °C

4,8 0

6,4 4

8,2 8

10,7 12

13,6 16

17,3 20

21,8 24

27,2 28

33,8 32

Fig. 4.5 Cantidad máxima de vapor de agua por m3 de aire,en función de la temperatura

Velocidad del aire

La velocidad del aire influye en la sensación subjetiva de confort y disconfort, ya que una mayor veloci-dad de aire fresco permite incrementar la pérdida de calor por convección y evaporación, y si la tempe-ratura del aire está por encima de la temperatura de la piel habrá ganancia de calor por convección.

Para trabajos sedentarios se recomiendan valores entre 0,15 y 0,25 m/s ya que las velocidades menoresde 0,1 m/s producen sensación de molestia por estabilidad aérea, y las superiores a 0,5 m/s empiezan aser perceptibles y desagradables para las personas que realizan estas tareas.

De todas formas la norma ISO 7726, que fija la precisión de la medida de la velocidad del aire en el 5%,establece una gama de confort entre 0,05 y 1 m/s.


Curvas de confort

Las curvas de confort muestran las condiciones de temperatura y humedad más adecuadas parael trabajo.

Fig. 4.6 Curvas de confort (P.O. Fanger)

Índice de valoración medio (IVM) y porcentaje de personas insatisfechas (PPI)

De los métodos existentes para la valoración del confort térmico, uno de los más completos, prácticos yoperativos es el de Fanger, que aparece en su libro Thermal Confort (1973). Este método ha sido recogi-do por la norma ISO 7730 y consigue integrar todos los factores que determinan el confort térmicoofreciendo el porcentaje de personas insatisfechas (PPI) con las condiciones del ambiente térmico enque se desarrolla la actividad.

HR (%)

90

80

70

60

50

40

20

0

DEMASIADO CALIENTE

CALIENTE

SENSACIîN DE CONFOR T

ZONA DE COMODIDAD

FRIO

DEMASIADOFRêO

15 20 25 30 35 40

TEMPERATURAOPERATIVA (°C)


El índice se basa en la valoración subjetiva obtenida por experimentación de un grupo de 1300 personas.Por ello se introduce la valoración del grado de disconfort, mediante un índice (P.O. Fanger ThermalConfort, 1973) que valora el ambiente térmico según la siguiente escala:

+ 3 muy caluroso+ 2 caluroso+ 1 ligeramente caluroso

0 confort (neutro)– 1 ligeramente frío– 2 frío– 3 muy frío

Los parámetros que analiza Fanger son: el nivel de actividad, las características de la ropa, la temperatu-ra seca, la temperatura radiante media, la humedad relativa y la velocidad del aire.

El IVM que manifiesta un colectivo, puede hallarse mediante la siguiente ecuación:

IVM = (0,303 e–0,036M + 0,028) {(M – W) – 3,05 10–3 [5733 – 6,99 (M –W) – pa] –

– 0,42 [(M–W)– 58,15)] – 1,7 10–5 M (5867 – pa) – 0,0014 M (34 – ta) –

– 3,96 10–8 fclo [ (tclo + 273)4 – (TRM + 273)4 ] – fclo hc (tclo – ta) } (16)

dondetclo = 35,7 – 0,028 (M-W) –

– 0,155 Iclo [ 3,96 10-8 fclo {(t clo +273)4 – (TRM + 273)4 } + f clo hc (tclo – ta)] (17)

hc = 2,38 (tclo – ta)0,25 para 2,38 (tclo – ta)

0,25 > 12,1va0,5 (18)

hc = 12,1va0,5 para 2,38 (tclo – ta)

0,25 < 12,1va0,5 (19)

fclo = 1,00 + 0,2 Iclo para Iclo < 0,5 clo (20)

fclo = 1,05 + 0,1 Iclo para Iclo > 0,5 clo (21)

siendoIVM: índice de valoración medioM : metabolismo, (W/m2)W : trabajo externo, nulo para la mayoría de los casos, (W/m2)Iclo: resistencia térmica del vestido, (clo)fclo: relación entre el área del cuerpo vestido y el área del cuerpo desnudota : temperatura del aire, (°C)TRM : temperatura radiante media, (°C)


va: velocidad relativa del aire, (m/s)pa : presión parcial del vapor de agua, (Pa)hc : coeficiente de convección, [W/(m2K)]tclo : temperatura de la superficie del vestido, (°C)

Aparte de la expresión anterior, el valor de IVM puede hallarse de forma mucho más sencilla mediantelas tablas de las figuras 4.7, 4.8, 4.9, 4.10, 4.11, 4.12, 4.13 y 4.14 conociendo el nivel de actividad, el tipode vestido, la temperatura del aire, y la velocidad del aire, para las cuales se considera que la humedadrelativa es del 50%, y que la temperatura radiante media y la temperatura seca son iguales.


Nivel de actividad: 58 W/m2 (1 met)

26 -1,62 -1,62 -1,96 -2,3427 -1 -1 -1,36 -1,6928 -0,39 -0,42 -0,76 -1,0529 0,21 0,13 -0,15 -0,3930 0,8 0,68 0,45 0,2631 1,39 1,25 1,08 0,9432 1,96 1,83 1,71 1,6133 2,5 2,41 2,34 2,29

24 -1,52 -1,52 -1,8 -2,06 -2,4725 -1,05 -1,05 -1,33 -1,57 -1,94 -2,24 -2,4826 -0,58 -0,61 -0,87 -1,08 -1,41 -1,67 -1,89 -2,6627 -0,12 -0,17 -0,4 -0,58 -0,87 -1,1 -1,29 -1,97 -2,4128 0,34 0,27 0,07 -0,09 -0,34 -0,53 -0,7 -1,28 -1,6629 0,8 0,71 0,54 0,41 0,2 0,04 -0,1 -0,58 -0,930 1,25 1,15 1,02 0,91 0,74 0,61 0,5 0,11 -0,1431 1,71 1,61 1,51 1,43 1,3 1,2 1,12 0,83 0,63

23 -1,1 -1,1 -1,33 -1,51 -1,78 -1,99 -2,1624 -0,72 -0,74 -0,95 -1,11 -1,36 -1,55 -1,7 -2,2225 -0,34 -0,38 -0,56 -0,71 -0,94 -1,11 -1,25 -1,71 -1,9926 0,04 -0,01 -0,18 -0,31 -0,51 -0,66 -0,79 -1,19 -1,4427 0,42 0,35 0,2 0,09 -0,08 -0,22 -0,33 -0,68 -0,928 0,8 0,72 0,59 0,49 0,34 0,23 0,14 -0,17 -0,3629 1,17 1,08 0,98 0,9 0,77 0,68 0,6 0,34 0,1930 1,54 1,45 1,37 1,3 1,2 1,13 1,06 0,86 0,73

21 -1,11 -1,11 -1,3 -1,44 -1,66 -1,82 -1,95 -2,36 -2,622 -0,79 -0,81 -0,98 -1,11 -1,31 -1,46 -1,58 -1,95 -2,1723 -0,47 -0,5 -0,66 -0,78 -0,96 -1,09 -1,2 -1,55 -1,7524 -0,15 -0,19 -0,33 -0,44 -0,61 -0,73 -0,83 -1,14 -1,3325 0,17 0,12 -0,01 -0,11 -0,26 -0,37 -0,46 -0,74 -0,926 0,49 0,43 0,31 0,23 0,09 0 -0,08 -0,33 -0,4827 0,81 0,74 0,64 0,56 0,45 0,36 0,29 0,08 -0,0528 1,12 1,05 0,96 0,9 0,8 0,73 0,67 0,48 0,37

20 -0,85 -0,87 -1,02 -1,13 -1,29 -1,41 -1,51 -1,81 -1,9821 -0,57 -0,6 -0,74 -0,84 -0,99 -1,11 -1,19 -1,47 -1,6322 -0,3 -0,33 -0,46 -0,55 -0,69 -0,8 -0,88 -1,13 -1,2823 0,02 -0,07 -0,18 -0,27 -0,39 -0,49 -0,56 -0,79 -0,9324 0,26 0,2 0,1 0,02 -0,09 -0,18 -0,25 -0,46 -0,5825 0,53 0,48 0,38 0,31 0,21 0,13 0,07 -0,12 -0,2326 0,81 0,75 0,66 0,6 0,51 0,44 0,39 0,22 0,1327 1,08 1,02 0,95 0,89 0,81 0,75 0,71 0,56 0,48

16 -1,37 -1,37 -1,51 -1,62 -1,78 -1,89 -1,98 -2,26 -2,4118 -0,89 -0,91 -1,04 -1,14 -1,28 -1,38 -1,46 -1,7 -1,8420 -0,42 -0,46 -0,57 -0,65 -0,77 -0,86 -0,93 -1,14 -1,2622 0,07 0,02 -0,07 -0,14 -0,25 -0,32 -0,38 -0,56 -0,6624 0,56 0,5 0,43 0,37 0,28 0,22 0,17 0,02 -0,0626 1,04 0,99 0,93 0,88 0,81 0,76 0,72 0,61 0,5428 1,53 1,48 1,43 1,4 1,34 1,31 1,28 1,19 1,1430 2,01 1,97 1,93 1,91 1,88 1,85 1,83 1,77 1,74

14 -1,36 -1,36 -1,49 -1,58 -1,72 -1,82 -1,89 -2,12 -2,2516 -0,94 -0,95 -1,07 -1,15 -1,27 -1,36 -1,43 -1,63 -1,7518 -0,52 -0,54 -0,64 -0,72 -0,82 -0,9 -0,96 -1,14 -1,2420 -0,09 -0,13 -0,22 -0,28 -0,37 -0,44 -0,49 -0,65 -0,7422 0,35 0,3 0,23 0,18 0,1 0,04 0 -0,14 -0,2124 0,79 0,74 0,68 0,63 0,57 0,52 0,49 0,37 0,3126 1,23 1,18 1,13 1,09 1,04 1,01 0,98 0,89 0,8428 1,67 1,62 1,58 1,56 1,52 1,49 1,47 1,4 1,37


<0,10 0,10 0,15 0,20 0,30 0,40 0,50 1,00 1,50

0 0

0,25 0,039

0,50 0,078

0,75 0,116

1,00 0,155

1,25 0,194

1,50 0,233

Tempera-tura seca

°C

Vestido

clo m2 °C/W

Fig. 4.7 Índice de valoración medio (IVM)


Nivel de actividad: 69,6 W/m2 (1,2 met)


<0,10 0,10 0,15 0,20 0,30 0,40 0,50 1,00 1,50

0 0

0,25 0,039

0,50 0,078

0,75 0,116

1,00 0,155

1,25 0,194

1,50 0,233

Tempera-tura seca

°C

Vestido

clo m2 °C/W

25 -1,33 -1,33 -1,59 -1,9226 -0,83 -0,83 -1,11 -1,427 -0,33 -0,33 -0,63 -0,8828 0,15 0,12 -0,14 -0,3629 0,63 0,56 0,35 0,1730 1,1 1,01 0,84 0,6931 1,57 1,47 1,34 1,2432 2,03 1,93 1,85 1,78

23 -1,18 -1,18 -1,39 -1,61 -1,97 -2,2524 -0,79 -0,79 -1,02 -1,22 -1,54 -1,8 -2,0125 -0,42 -0,42 -0,64 -0,83 -1,11 -1,34 -1,54 -2,2126 -0,04 -0,07 -0,27 -0,43 -0,68 -0,89 -1,06 -1,65 -2,0427 0,33 0,29 0,11 -0,03 -0,25 -0,43 -0,58 -1,09 -1,4328 0,71 0,64 0,49 0,37 0,18 0,03 -0,1 -0,54 -0,8229 1,07 0,99 0,87 0,77 0,61 0,49 0,39 0,02 -0,2230 1,43 1,35 1,25 1,17 1,05 0,95 0,87 0,58 0,39

18 -2,01 -2,01 -2,17 -2,38 -2,720 -1,41 -1,41 -1,58 -1,76 -2,04 -2,25 -2,4222 -0,79 -0,79 -0,97 -1,13 -1,36 -1,54 -1,69 -2,17 -2,4624 -0,17 -0,2 -0,36 -0,48 -0,68 -0,83 -0,95 -1,35 -1,5926 0,44 0,39 0,26 0,16 0,01 -0,11 -0,21 -0,52 -0,7128 1,05 0,98 0,88 0,81 0,7 0,61 0,54 0,31 0,1630 1,64 1,57 1,51 1,46 1,39 1,33 1,29 1,14 1,0432 2,25 2,2 2,17 2,15 2,11 2,09 2,07 1,99 1,95

16 -1,77 -1,77 -1,91 -2,07 -2,31 -2,4918 -1,27 -1,27 -1,42 -1,56 -1,77 -1,93 -2,05 -2,4520 -0,77 -0,77 -0,92 -1,04 -1,23 -1,36 -1,47 -1,82 -2,0222 -0,25 -0,27 -0,4 -0,51 -0,66 -0,78 -0,87 -1,17 -1,3424 0,27 0,23 0,12 0,03 -0,1 -0,19 -0,27 -0,51 -0,6526 0,78 0,73 0,64 0,57 0,47 0,4 0,34 0,14 0,0328 1,29 1,23 1,17 1,12 1,04 0,99 0,94 0,8 0,7230 1,8 1,74 1,7 1,67 1,62 1,58 1,55 1,46 1,41

16 -1,18 -1,18 -1,31 -1,43 -1,59 -1,72 -1,82 -2,12 -2,2918 -0,75 -0,75 -0,88 -0,98 -1,13 -1,24 -1,33 -1,59 -1,7520 -0,32 -0,33 -0,45 -0,54 -0,67 -0,76 -0,83 -1,07 -1,222 0,13 0,1 0 -0,07 -0,18 -0,26 -0,32 -0,52 -0,6424 0,58 0,54 0,46 0,4 0,31 0,24 0,19 0,02 -0,0726 1,03 0,98 0,91 0,86 0,79 0,74 0,7 0,57 0,528 1,47 1,42 1,37 1,34 1,28 1,24 1,21 1,12 1,0630 1,91 1,86 1,83 1,81 1,78 1,75 1,73 1,67 1,63

14 -1,12 -1,12 -1,24 -1,34 -1,48 -1,58 -1,66 -1,9 -2,0416 -0,74 -0,75 -0,86 -0,95 -1,07 -1,16 -1,23 -1,45 -1,5718 -0,36 -0,38 -0,48 -0,55 -0,66 -0,74 -0,81 -1 -1,1120 0,02 -0,01 -0,1 -0,16 -0,26 -0,33 -0,38 -0,55 -0,6422 0,42 0,38 0,31 0,25 0,17 0,11 0,07 -0,08 -0,1624 0,81 0,77 0,71 0,66 0,6 0,55 0,51 0,39 0,3326 1,21 1,16 1,11 1,08 1,03 0,99 0,96 0,87 0,8228 1,6 1,56 1,52 1,5 1,46 1,43 1,41 1,34 1,3

12 -1,09 -1,09 -1,19 -1,27 -1,39 -1,48 -1,55 -1,75 -1,8614 -0,75 -0,75 -0,85 -0,93 -1,03 -1,11 -1,17 -1,35 -1,4516 -0,41 -0,42 -0,51 -0,58 -0,67 -0,74 -0,79 -0,96 -1,0518 -0,06 -0,09 -0,17 -0,22 -0,31 -0,37 -0,42 -0,56 -0,6420 0,28 0,25 0,18 0,13 0,05 0 -0,04 -0,16 -0,2422 0,63 0,6 0,54 0,5 0,44 0,39 0,36 0,25 0,1924 0,99 0,95 0,91 0,87 0,82 0,78 0,76 0,67 0,6226 1,35 1,31 1,27 1,24 1,2 1,18 1,15 1,08 1,05





<0,10 0,10 0,15 0,20 0,30 0,40 0,50 1,00 1,50

0 0

0,25 0,039

0,50 0,078

0,75 0,116

1,00 0,155

1,25 0,194

1,50 0,233

Tempera-tura seca

°C

Vestido

clo m2 °C/W

24 -1,14 -1,14 -1,35 -1,6525 -0,72 -0,72 -0,95 -1,2126 -0,3 -0,3 0,54 -0,7827 0,11 0,11 -0,14 -0,3428 0,52 0,48 0,27 0,129 0,92 0,85 0,69 0,5430 1,31 1,23 1,1 0,9931 1,71 1,62 1,52 1,45

22 -0,95 -0,95 -1,12 -1,33 -1,64 -1,9 -2,1123 -0,63 -0,63 -0,81 -0,99 -1,28 -1,51 -1,71 -2,3824 -0,31 -0,31 -0,5 -0,66 -0,92 -1,13 -1,31 -1,91 -2,3125 0,01 0 -0,18 -0,33 -0,56 -0,75 -0,9 -1,45 -1,826 0,33 0,3 0,14 0,01 -0,2 -0,36 -0,5 -0,98 -1,2927 0,64 0,59 0,45 0,34 0,16 0,02 -0,1 -0,51 -0,7828 0,95 0,89 0,77 0,68 0,53 0,41 0,31 -0,04 -0,2729 1,26 1,19 1,09 1,02 0,89 0,8 0,72 0,43 0,24

18 -1,36 -1,36 -1,49 -1,66 -1,93 -2,12 -2,2920 -0,85 -0,85 -1 -1,14 -1,37 -1,54 -1,68 -2,15 -2,4322 -0,33 -0,33 -0,48 -0,61 -0,8 -0,95 -1,06 -1,46 -1,724 0,19 0,17 0,04 -0,07 -0,22 -0,34 -0,44 -0,76 -0,9626 0,71 0,66 0,56 0,48 0,35 0,26 0,18 -0,07 -0,2328 1,22 1,16 1,09 1,03 0,94 0,87 0,81 0,63 0,5130 1,72 1,66 1,62 1,58 1,52 1,48 1,44 1,33 1,2532 2,23 2,19 2,17 2,16 2,13 2,11 2,1 2,05 2,02

16 -1,17 -1,17 -1,29 -1,42 -1,62 -1,77 -1,88 -2,26 -2,4818 -0,75 -0,75 -0,87 -0,99 -1,16 -1,29 -1,39 -1,72 -1,9220 -0,33 -0,33 -0,45 -0,55 -0,7 -0,82 -0,91 -1,19 -1,3622 0,11 0,09 -0,02 -0,1 -0,23 -0,32 -0,4 -0,64 -0,7824 0,55 0,51 0,42 0,35 0,25 0,17 0,11 -0,09 -0,226 0,98 0,94 0,87 0,81 0,73 0,67 0,62 0,47 0,3728 1,41 1,36 1,31 1,27 1,21 1,17 1,13 1,02 0,9530 1,84 1,79 1,76 1,73 1,7 1,67 1,65 1,58 1,53

14 -1,05 -1,05 -1,16 -1,26 -1,42 -1,53 -1,62 -1,91 -2,0716 -0,69 -0,69 -0,8 -0,89 -1,03 -1,13 -1,21 -1,46 -1,6118 -0,32 -0,32 -0,43 -0,52 -0,64 -0,73 -0,8 -1,02 -1,1520 0,04 0,03 -0,07 -0,14 -0,25 -0,32 -0,38 -0,58 -0,6922 0,42 0,39 0,31 0,25 0,16 0,1 0,05 -0,12 -0,2124 0,8 0,76 0,7 0,65 0,57 0,52 0,48 0,35 0,2726 1,18 1,13 1,08 1,04 0,99 0,95 0,91 0,81 0,7528 1,55 1,51 1,47 1,44 1,4 1,37 1,35 1,27 1,23

12 -0,97 -0,97 -1,06 -1,15 -1,28 -1,37 -1,45 -1,67 -1,814 -0,65 -0,65 -0,75 -0,82 -0,94 -1,02 -1,09 -1,29 -1,416 -0,33 -0,33 -0,43 -0,5 -0,6 -0,67 -0,73 -0,91 -1,0118 -0,01 -0,02 -0,1 -0,17 -0,26 -0,32 -0,37 -0,53 -0,5220 0,32 0,29 0,22 0,17 0,09 0,03 -0,01 -0,15 -0,2222 0,65 0,62 0,56 0,52 0,45 0,4 0,36 0,25 0,1824 0,99 0,95 0,9 0,87 0,81 0,77 0,74 0,65 0,5926 1,32 1,28 1,25 1,22 1,18 1,14 1,12 1,05 1

10 -0,91 -0,91 -1 -1,08 -1,18 -1,26 -1,32 -1,51 -1,6112 -0,63 -0,63 -0,71 -0,78 -0,88 -0,95 -1,01 -1,17 -1,2714 -0,34 -0,34 -0,43 -0,49 -0,58 -0,64 -0,69 -0,84 -0,9216 -0,05 -0,06 -0,14 -0,19 -0,27 -0,33 -0,37 -0,5 -0,5818 0,24 0,22 0,15 0,11 0,04 -0,01 -0,05 -0,17 -0,2320 0,53 0,5 0,45 0,4 0,34 0,3 0,27 0,17 0,1122 0,83 0,8 0,75 0,72 0,67 0,63 0,6 0,52 0,4724 1,13 1,1 1,06 1,03 0,99 0,96 0,94 0,87 0,83




23 -1,12 -1,12 -1,29 -1,5724 -0,74 -0,74 -0,93 -1,1825 -0,36 -0,36 -0,57 -0,7926 0,01 0,01 -0,2 -0,427 0,38 0,37 0,17 028 0,75 0,7 0,53 0,3929 1,11 1,04 0,9 0,7930 1,46 1,38 1,27 1,19

16 -2,29 -2,29 -2,36 -2,6218 -1,72 -1,72 -1,83 -2,06 -2,4220 -1,15 -1,15 -1,29 -1,49 -1,8 -2,05 -2,2622 -0,58 -0,58 -0,73 -0,9 -1,17 -1,38 -1,55 -2,17 -2,5824 -0,01 -0,01 -0,17 -0,31 -0,53 -0,7 -0,84 -1,35 -1,6826 0,56 0,53 0,39 0,29 0,12 -0,02 -0,13 -0,52 -0,7828 1,12 1,06 0,96 0,89 0,77 0,67 0,59 0,31 0,1230 1,66 1,6 1,54 1,49 1,42 1,36 1,31 1,14 1,02

14 -1,85 -1,85 -1,94 -2,12 -2,416 -1,4 -1,4 -1,5 -1,67 -1,92 -2,11 -2,2618 -0,95 -0,95 -1,07 -1,21 -1,43 -1,59 -1,73 -2,18 -2,4620 -0,49 -0,49 -0,62 -0,75 -0,94 -1,08 -1,2 -1,59 -1,8222 -0,03 -0,03 -0,16 -0,27 -0,43 -0,55 -0,65 -0,98 -1,1824 0,43 0,41 0,3 0,21 0,08 -0,02 -0,1 -0,37 -0,5326 0,89 0,85 0,76 0,7 0,6 0,52 0,46 0,25 0,1228 1,34 1,29 1,23 1,18 1,11 1,06 1,01 0,86 0,77

14 -1,16 -1,16 -1,26 -1,38 -1,57 -1,71 -1,82 -2,17 -2,3816 -0,79 -0,79 -0,89 -1 -1,17 -1,29 -1,39 -1,7 -1,8818 -0,41 -0,41 -0,52 -0,62 -0,76 -0,87 -0,96 -1,23 -1,3920 -0,04 -0,04 -0,15 -0,23 -0,36 -0,45 -0,52 -0,76 -0,922 0,35 0,33 0,24 0,17 0,07 -0,01 -0,07 -0,27 -0,3924 0,74 0,71 0,63 0,58 0,49 0,43 0,38 0,21 0,1226 1,12 1,08 1,03 0,98 0,92 0,87 0,83 0,7 0,6228 1,51 1,46 1,42 1,39 1,34 1,31 1,28 1,19 1,14

12 -1,01 -1,01 -1,1 -1,19 -1,34 -1,45 -1,53 -1,79 -1,9414 0,68 -0,68 -0,78 -0,87 -1 -1,09 -1,17 -1,4 -1,5416 0,36 -0,36 -0,46 -0,53 -0,65 -0,74 -0,8 -1,01 -1,1318 0,04 -0,04 -0,13 -0,2 -0,3 -0,38 -0,44 -0,62 -0,7320 0,28 0,27 0,19 0,13 0,04 -0,02 -0,07 -0,23 -0,3222 0,62 0,59 0,53 0,48 0,41 0,35 0,31 0,17 0,124 0,96 0,92 0,87 0,83 0,77 0,73 0,69 0,58 0,5226 1,29 1,25 1,21 1,18 1,14 1,1 1,07 0,99 0,94

10 -0,9 -0,9 -0,98 -1,06 -1,18 -1,27 -1,33 -1,54 -1,6612 -0,62 -0,62 -0,7 -0,77 -0,88 -0,96 -1,02 -1,21 -1,3114 -0,33 -0,33 -0,42 -0,48 -0,58 -0,65 -0,7 -0,87 -0,9716 -0,05 -0,05 -0,13 -0,19 -0,28 -0,34 -0,39 -0,54 -0,6218 0,24 0,22 0,15 0,1 0,03 -0,03 -0,07 -0,2 -0,2820 0,52 0,5 0,44 0,4 0,33 0,29 0,25 0,14 0,0722 0,82 0,79 0,74 0,71 0,65 0,61 0,58 0,49 0,4324 1,12 1,09 1,05 1,02 0,97 0,94 0,92 0,84 0,79

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1,50 0,233

Tempera-tura seca

°C

Vestido

clo m2 °C/W




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14 -1,42 -1,42 -1,5 -1,66 -1,91 -2,1 -2,2516 -1,01 -1,01 -1,1 -1,25 -1,47 -1,64 -1,77 -2,23 -2,5118 -0,59 -0,59 -0,7 -0,83 -1,02 -1,17 -1,29 -1,69 -1,9420 -0,18 -0,18 -0,3 -0,41 -0,58 -0,71 -0,81 -1,15 -1,3622 0,24 0,23 0,12 0,02 -0,12 -0,22 -0,31 -0,6 -0,7824 0,66 0,63 0,54 0,46 0,35 0,26 0,19 -0,04 -0,1926 1,07 1,03 0,96 0,9 0,82 0,75 0,69 0,51 0,428 1,48 1,44 1,39 1,35 1,29 1,24 1,2 1,07 1

12 -1,15 -1,15 -1,23 -1,35 -1,53 -1,67 -1,78 -2,13 -2,3314 -0,81 -0,81 -0,89 -1 -1,17 -1,29 -1,39 -1,7 -1,8916 -0,46 -0,46 -0,56 -0,66 -0,8 -0,91 -1 -1,28 -1,4418 -0,12 -0,12 -0,22 -0,31 -0,43 -0,53 -0,61 -0,85 -0,9920 0,22 0,21 0,12 0,04 -0,07 -0,15 -0,21 -0,42 -0,5522 0,57 0,55 0,47 0,41 0,32 0,25 0,2 0,02 -0,0924 0,92 0,89 0,83 0,78 0,71 0,65 0,6 0,46 0,3826 1,28 1,24 1,19 1,15 1,09 1,05 1,02 0,91 0,84

10 -0,97 -0,97 -1,04 -1,14 -1,28 -1,39 -1,47 -1,73 -1,8812 -0,68 -0,68 -0,76 -0,84 -0,97 -1,07 -1,14 -1,38 -1,5114 -0,38 -0,38 -0,46 -0,54 -0,66 -0,74 -0,81 -1,02 -1,1416 -0,09 -0,09 -0,17 -0,24 -0,35 -0,42 -0,48 -0,67 -0,7818 0,21 0,2 0,12 0,06 -0,03 -0,1 -0,15 -0,31 -0,4120 0,5 0,48 0,42 0,36 0,29 0,23 0,18 0,04 -0,0422 0,81 0,78 0,73 0,68 0,62 0,57 0,53 0,41 0,3524 1,11 1,08 1,04 1 0,95 0,91 0,88 0,78 0,73

8 -0,84 -0,84 -0,91 -0,99 -1,1 -1,19 -1,25 -1,46 -1,5710 -0,59 -0,59 -0,66 -0,73 -0,84 -0,91 -0,97 -1,16 -1,2612 -0,33 -0,33 -0,4 -0,47 -0,56 -0,63 -0,69 -0,86 -0,9514 -0,07 -0,07 -0,14 -0,2 -0,29 -0,35 -0,4 -0,55 -0,6316 0,19 0,18 0,12 0,06 -0,01 -0,07 -0,11 -0,24 0,3218 0,45 0,44 0,38 0,33 0,26 0,22 0,18 0,06 020 0,71 0,69 0,64 0,6 0,54 0,5 0,47 0,37 0,3122 0,98 0,96 0,91 0,88 0,83 0,8 0,77 0,69 0,64

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1,00 0,155

1,25 0,194

1,50 0,233

Tempera-tura seca

°C

Vestido

clo m2 °C/W




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16 -1,41 -1,48 -1,69 -2,02 -2,29 -2,5118 -0,93 -1,03 -1,21 -1,5 -1,74 -1,93 -2,6120 -0,45 -0,57 -0,73 -0,98 -1,18 -1,35 -1,93 -2,3222 0,04 -0,09 -0,23 -0,44 -0,61 -0,75 -1,24 -1,5624 0,52 0,38 0,28 0,1 -0,03 -0,14 -0,54 -0,826 0,97 0,86 0,78 0,65 0,55 0,46 0,16 -0,0428 1,42 1,35 1,29 1,2 1,13 1,07 0,86 0,7230 1,88 1,84 1,81 1,76 1,72 1,68 1,57 1,49

14 -1,08 -1,16 -1,31 -1,53 -1,71 -1,85 -2,3216 -0,69 -0,79 -0,92 -1,12 -1,27 -1,4 -1,82 -2,0718 -0,31 -0,41 -0,53 -0,7 -0,84 -0,95 -1,31 -1,5420 0,07 -0,04 -0,14 -0,29 -0,4 -0,5 -0,81 -122 0,46 0,35 0,27 0,15 0,05 -0,03 -0,29 -0,4524 0,83 0,75 0,68 0,58 0,5 0,44 0,23 0,126 1,21 1,15 1,1 1,02 0,96 0,91 0,75 0,6528 1,59 1,55 1,51 1,46 1,42 1,38 1,27 1,21

10 -1,16 -1,23 -1,35 -1,54 -1,67 -1,78 -2,14 -2,3412 -0,84 -0,92 -1,03 -1,2 -1,32 -1,42 -1,74 -1,9314 -0,52 -0,6 -0,7 -0,85 -0,97 -1,06 -1,34 -1,5116 -0,2 -0,29 -0,38 -0,51 -0,61 -0,69 -0,95 -1,118 0,12 0,03 -0,05 -0,17 -0,26 -0,32 -0,55 -0,6820 0,43 0,34 0,28 0,18 0,1 0,04 -0,15 -0,2622 0,75 0,68 0,62 0,54 0,48 0,43 0,27 0,1724 1,07 1,01 0,97 0,9 0,85 0,81 0,68 0,61

8 -0,95 -1,02 -1,11 -1,26 -1,36 -1,45 -1,71 -1,8610 -0,68 -0,75 -0,84 -0,97 -1,07 -1,15 -1,38 -1,5212 -0,41 -0,48 -0,56 -0,68 -0,77 -0,84 -1,05 -1,1814 -0,13 -0,21 -0,28 -0,39 -0,47 -0,53 -0,72 -0,8316 0,14 0,06 0 -0,1 -0,16 -0,22 -0,39 -0,4918 0,41 0,34 0,28 0,2 0,14 0,09 -0,06 -0,1420 0,68 0,61 0,57 0,5 0,44 0,4 0,28 0,222 0,96 0,91 0,87 0,81 0,76 0,73 0,62 0,56

-2 -1,74 -1,77 -1,88 -2,04 -2,15 -2,24 -2,51 -2,662 -1,27 -1,32 -1,42 -1,55 -1,65 -1,73 -1,97 -2,16 -0,8 -0,86 -0,94 -1,06 -1,14 -1,21 -1,41 -1,53

10 -0,33 -0,4 -0,47 -0,56 -0,64 -0,69 -0,86 -0,9614 0,15 0,08 0,03 -0,05 -0,11 -0,15 -0,29 -0,3718 0,63 0,57 0,53 0,47 0,42 0,39 0,28 0,2222 1,11 1,08 1,05 1 0,97 0,95 0,87 0,8326 1,62 1,6 1,58 1,55 1,53 1,52 1,47 1,45

-4 -1,52 -1,56 -1,65 -1,78 -1,87 -1,95 -2,16 -2,280 -1,11 -1,16 -1,24 -1,35 -1,44 -1,5 -1,69 -1,794 -0,69 -0,75 -0,82 -0,92 -0,99 -1,04 -1,2 -1,298 -0,27 -0,33 -0,39 -0,47 -0,53 -0,58 -0,72 -0,79

12 0,15 0,09 0,05 -0,02 -0,07 -0,11 -0,22 -0,2916 0,58 0,53 0,49 0,44 0,4 0,37 0,28 0,2320 1,01 0,97 0,94 0,91 0,88 0,85 0,79 0,7524 1,47 1,44 1,43 1,4 1,38 1,36 1,32 1,29


<0,10 0,10 0,15 0,20 0,30 0,40 0,50 1,00 1,50

0 0

0,25 0,039

0,50 0,078

0,75 0,116

1,00 0,155

1,25 0,194

1,50 0,233

Tempera-tura seca

°C

Vestido

clo m2 °C/W




16 -1,88 -2,2218 -1,34 -1,6320 -0,79 -1,0522 -0,23 -0,4424 0,34 0,1726 0,91 0,7828 1,49 1,430 2,07 2,03

14 -1,31 -1,52 -1,85 -2,12 -2,3416 -0,89 -1,08 -0,14 -1,61 -1,81 -2,4918 -0,47 -0,63 -0,89 -1,1 -1,27 -1,87 -2,2620 -0,05 -0,19 -0,41 -0,58 -0,73 -1,24 -1,5822 0,39 0,28 0,09 -0,05 -0,17 -0,6 -0,8824 0,84 0,74 0,6 0,48 0,39 0,05 -0,1726 1,28 1,22 1,11 1,02 0,95 0,7 0,5328 1,73 1,69 1,62 1,56 1,51 1,35 1,24

12 -0,97 -1,11 -1,34 -1,51 -1,65 -2,12 -2,414 -0,62 -0,76 -0,96 -1,11 -1,24 -1,65 -1,9116 -0,28 -0,4 -0,58 -0,71 -0,82 -1,19 -1,4218 0,07 -0,03 -0,19 -0,31 -0,41 -0,73 -0,9220 0,42 0,33 0,2 0,1 0,01 -0,26 -0,4322 0,78 0,71 0,6 0,52 0,45 0,22 0,0824 1,15 1,09 1 0,94 0,88 0,7 0,5926 1,52 1,47 1,41 1,36 1,32 1,19 1,11

10 -0,71 -0,82 -0,99 -1,11 -1,21 -1,53 -1,7112 -0,42 -0,52 -0,67 -0,79 -0,88 -1,16 -1,3314 -0,13 -0,22 -0,36 -0,46 -0,54 -0,79 -0,9416 0,16 0,08 -0,04 -0,13 -0,2 -0,42 -0,5618 0,45 0,38 0,28 0,2 0,14 -0,05 -0,1720 0,75 0,69 0,6 0,54 0,49 0,32 0,2222 1,06 1,01 0,94 0,88 0,84 0,7 0,6224 1,37 1,33 1,27 1,23 1,2 1,09 1,02

6 -0,78 -0,87 -1,01 -1,12 -1,2 -1,45 -1,68 -0,54 -0,62 -0,75 -0,85 -0,92 -1,15 -1,29

10 -0,29 -0,37 -0,49 -0,57 -0,64 -0,86 -0,9812 -0,04 -0,11 -0,22 -0,29 -0,36 -0,55 -0,6614 0,21 0,15 0,06 -0,01 -0,07 -0,24 -0,3416 0,47 0,41 0,33 0,27 0,22 0,07 -0,0218 0,73 0,68 0,6 0,55 0,51 0,38 0,320 0,98 0,94 0,88 0,84 0,8 0,69 0,62

-4 -1,46 -1,56 -1,72 -1,83 -1,91 -2,17 -2,320 -1,05 -1,14 -1,27 -1,37 -1,44 -1,67 -1,84 -0,62 -0,7 -0,81 -0,9 -0,96 -1,16 1,278 -0,19 -0,26 -0,35 -0,42 -0,48 -0,64 -0,74

12 0,25 0,2 0,12 0,06 0,02 -0,12 -0,216 0,7 0,66 0,6 0,55 0,52 0,41 0,3520 1,16 1,13 1,08 1,05 1,02 0,94 0,924 1,65 1,63 1,6 1,57 1,56 1,51 1,48

-8 -1,44 -1,53 -0,17 -1,76 -1,83 -2,05 -2,17-4 -1,07 -1,15 -1,27 -1,35 -1,42 -1,61 -1,720 -0,7 -0,77 -0,87 -0,94 -1 -1,17 -1,274 -0,31 -0,37 -0,46 -0,53 -0,57 -0,72 -0,88 0,07 0,02 -0,05 -0,1 -0,14 -0,27 -0,34

12 0,47 0,43 0,37 0,33 0,29 0,19 0,1416 0,88 0,85 0,8 0,77 0,74 0,66 0,6220 1,29 1,27 1,24 1,21 1,19 1,13 1,1


<0,10 0,10 0,15 0,20 0,30 0,40 0,50 1,00 1,50

0 0

0,25 0,039

0,50 0,078

0,75 0,116

1,00 0,155

1,25 0,194

1,50 0,233

Tempera-tura seca

°C

Vestido

clo m2 °C/W




14 -1,92 -2,4916 -1,36 -1,8718 -0,8 -1,2420 -0,24 -0,6122 0,34 0,0424 0,93 0,726 1,52 1,3628 2,12 2,02

12 -1,19 -1,53 -1,8 -2,0214 -0,77 -1,07 -1,31 -1,51 -2,2116 -0,35 -0,61 -0,82 -1 -1,61 -2,0218 0,08 -0,15 -0,33 -0,48 -1,01 -1,3620 0,51 0,32 0,17 0,04 -0,41 -0,7122 0,96 0,8 0,68 0,57 0,21 -0,0324 1,41 1,29 1,19 1,11 0,83 0,6426 1,87 1,78 1,71 1,65 1,45 1,32

10 -0,78 -1 -1,18 -1,32 -1,79 -2,0712 -0,43 -0,64 -0,79 -0,92 -1,34 -1,614 -0,09 -0,27 -0,41 -0,52 -0,9 -1,1316 0,26 0,1 -0,02 0,12 0,45 0,6518 0,61 0,47 0,37 0,28 0 0,1820 0,96 0,85 0,76 0,68 0,45 0,322 1,33 1,24 1,16 1,1 0,91 0,7924 1,7 1,63 1,57 1,53 1,38 1,28

6 -0,75 -0,93 -1,07 -1,18 -1,52 -1,728 -0,47 -0,64 -0,76 -0,86 -1,18 -0,14

10 -0,19 -0,34 -0,45 -0,54 -0,83 -112 0,1 -0,03 -0,14 -0,22 -0,48 -0,6314 0,39 0,27 0,18 0,11 0,12 0,2616 0,69 0,58 0,5 0,44 0,24 0,1218 0,98 0,89 0,82 0,77 0,59 0,4920 1,28 1,2 1,14 1,1 0,95 0,87

6 -1,68 -1,88 -2,03 -2,14 -2,5 -2,7-2 -1,22 -1,39 -1,52 -1,62 -1,94 -2,122 -0,74 -0,9 -1,01 -1,1 -1,37 -1,536 -0,26 -0,39 -0,49 -0,56 -0,8 -0,93

10 0,22 0,12 0,04 0,02 0,22 -0,3314 0,73 0,64 0,58 0,53 0,38 0,2918 1,24 1,18 1,13 1,09 0,97 0,9122 1,77 1,73 1,69 1,67 1,59 1,54

-8 -1,36 -1,52 -1,64 -1,73 -2 -2,15-4 -0,95 -1,1 -1,2 -1,28 -1,52 -1,650 -0,54 -0,66 -0,75 -0,82 -1,03 -1,154 0,12 -0,22 -0,3 -0,36 -0,54 -0,648 0,31 0,22 0,16 0,11 -0,04 -0,13

12 0,75 0,68 0,63 0,59 0,47 0,416 1,2 1,15 1,11 1,08 0,98 0,9320 1,66 1,62 1,59 1,57 1,5 1,46

-10 1,13 -1,26 -1,35 -1,42 -1,64 -1,76-6 0,76 -0,87 -0,96 -1,02 -1,21 -1,32-2 -0,39 -0,49 -0,56 -0,62 -0,79 -0,882 -0,01 0,1 -0,16 -0,21 -0,36 -0,446 0,38 0,3 0,25 0,21 0,08 0,01

10 0,76 0,7 0,66 0,62 0,52 0,4614 1,17 1,12 1,09 1,06 0,98 0,9318 1,58 1,54 1,52 1,5 1,44 1,4


<0,10 0,10 0,15 0,20 0,30 0,40 0,50 1,00 1,50

0 0

0,25 0,039

0,50 0,078

0,75 0,116

1,00 0,155

1,25 0,194

1,50 0,233

Tempera-tura seca

°C

Vestido

clo m2 °C/W



Nivel de actividad

Para obtener el nivel de actividad desarrollado, Fanger establece una clasificación atendiendo al consu-mo enérgetico:

Valor mínimo (W/m2) Valor máximo (W/m2)

Nivel sedentario 58 87Nivel medio 87 145Nivel alto 145 232

En caso de que la humedad relativa no sea del 50% y/o la temperatura radiante media sea mayor que latemperatura del aire, debemos aplicar los factores de corrección fh y/o fr de la siguiente manera.

Corrección del IVM

Cuando no se cumple que la humedad relativa sea del 50% y/o que la (TRM) sea igual a la (ta) debemoscorregir el IVM en función de la siguiente expresión:

IVM final = IVM + fh (HR – 50) + fr (TRM – ta) (22)

donde:ta: temperatura seca del aire, (°C)TRM: temperatura radiante media, (°C) HR: humedad relativa, (%)fh: factor de corrección de IVM en función de la humedadfr: factor de corrección de IVM en función de TRM

Las tablas de las figuras 4.15, 4.16, 4.17, 4.18, 4.19, y 4.20, muestran los valores de los factores decorrección fh y fr en función del nivel de actividad desarrollado, del vestido y de la velocidad del aire, ycalculados a partir de las gráficas de las figuras 4.21 y 4.22; ya sea con un sistema o con el otro, podemosobtener los factores de corrección a implementar en la IVM final para calcular el porcentaje de personasinsatisfechos (PPI).

Cálculo de la temperatura radiante media (TRM)

Aún necesitamos hallar otro valor, que es el de la temperatura radiante media (TRM); éste se obtiene através de las siguientes expresiones, según la velocidad del aire:

Para convección natural (va < 0,15 m/s):

TRM = [(tg + 273)4 + (0,25 · 108) / ε (|tg – ta|/d)0,25 (tg – ta)]0,25 – 273 (23)


Para convección forzada (va > 0,15 m/s):

TRM=[(tg + 273)4 + (1,1 · 108 va0,6) / (ε d0,4) (tg – ta)]

0,25 – 273 (24)

donde:tg: temperatura de globo, (°C)va: velocidad del aire, (m/s)d: diámetro del globo, (m)ta: temperatura del aire, (°C)ε: coeficiente de emisividad

Al valor resultante de estas situaciones se le denomina IVM índice de valoración medio (Predicted MeanVote) que, llevado a la figura 4.23, nos ofrece el porcentaje de personas insatisfechas PPI para esa situa-ción.

Fig. 4.15 Factor de corrección (fr) en función de la temperatura radiante media

Fig. 4.16 Factor de corrección (Fh) en función de la humedad

0,25

0,20

0,15

0,10

0,05

00 0,5 1,0 1,5 c l o

Fr


0,25

0,20

0,15

0,10

0,05

00 0,5 1,0 1,5 c l o

Fr


0,25

0,20

0,15

0,10

0,05

00 0,5 1,0 1,5 c l o

Fr


0,1

0,20,5

1,02,0

5,0

ACTIVIDAD SEDENTARIA ACTIVIDAD MEDIA

0,10,20,51,02,0

5,0

ACTIVIDAD ELEVADA

0,10,20,51,02,0

5,0


0,1

0,2

0,5

1,0

5,0

0,010

0,008

0,006

0,004

0,002

00 0,5 1,0 1,5 c l o

FrACTIVIDAD SEDENTARIA

0,012


0,1

0,20,5

1,0 5,0

0,010

0,008

0,006

0,004

0,002

00 0,5 1,0 1,5 c l o

FrACTIVIDAD MEDIA

0,012


0,1 0,2

0,5 1,0

5,0

0,010

0,008

0,006

0,004

0,002

00 0,5 1,0 1,5 c l o

FrACTIVIDAD ELEVADA

0,012

h h h


0 clo 0,25 clo 0,50 clo 0,75 clo 1,00 clo 1,25 clo 1,50 clo

0,0103 0,0096 0,0088 0,0082 0,0076 0,0068 0,0062

0,0103 0,0096 0,0088 0,0082 0,0076 0,0068 0,0062

0,0104 0,0098 0,0090 0,0084 0,0078 0,0070 0,0066

0,0108 0,0100 0,0092 0,0084 0,0079 0,0072 0,0067

0,0110 0,0102 0,0093 0,0086 0,0080 0,0074 0,0068

0,0112 0,0104 0,0094 0,0088 0,0081 0,0076 0,0069

0,0114 0,0106 0,0096 0,0090 0,0082 0,0078 0,0070

0,0120 0,0108 0,0100 0,0093 0,0086 0,0080 0,0072

0,0130 0,0109 0,0110 0,0094 0,0087 0,0081 0,0073

Fig. 4.17 Factor de corrección fh del índice de valoración medio, en función de la humedad, paraactividades sedentarias (P.O. Fanger)


0,0050 0,0042 0,0038 0,0032 0,0030 0,0024 0,0020

0,0050 0,0042 0,0038 0,0032 0,0030 0,0024 0,0020

0,0052 0,0044 0,0040 0,0034 0,0031 0,0024 0,0021

0,0053 0,0046 0,0042 0,0036 0,0032 0,0025 0,0023

0,0055 0,0048 0,0043 0,0037 0,0033 0,0026 0,0023

0,0058 0,0050 0,0043 0,0038 0,0033 0,0027 0,0023

0,0060 0,0052 0,0044 0,0040 0,0034 0,0028 0,0024

0,0063 0,0053 0,0046 0,0041 0,0036 0,0032 0,0026

0,0065 0,0054 0,0047 0,0042 0,0037 0,0032 0,0026

Fig. 4.18 Factor de corrección fh del índice de valoración medio, en función de la humedad, para

actividades medias (P.O. Fanger)

Va (m/s)

0,05

0,10

0,15

0,20

0,30

0,40

0,50

1,00

1,50

Va (m/s)

0,05

0,10

0,15

0,20

0,30

0,40

0,50

1,00

1,50



0,0040 0,0032 0,0026 0,0021 0,0018 0,0014 0,0012

0,0040 0,0032 0,0026 0,0021 0,0018 0,0014 0,0012

0,0040 0,0033 0,0027 0,0022 0,0018 0,0014 0,0012

0,0041 0,0034 0,0028 0,0023 0,0018 0,0014 0,0012

0,0043 0,0036 0,0030 0,0024 0,0019 0,0015 0,0013

0,0047 0,0037 0,0031 0,0025 0,0019 0,0015 0,0013

0,0048 0,0039 0,0033 0,0026 0,0020 0,0016 0,0014

0,0054 0,0044 0,0036 0,0028 0,0024 0,0020 0,0016

0,0055 0,0045 0,0037 0,0029 0,0025 0,0020 0,0016

Fig. 4.19 Factor de corrección fh del índice de valoración medio, en función de la humedad, paraactividades altas (P.O. Fanger)


0,2600 0,2000 0,1600 0,1320 0,1100 0,1000 0,0900

0,2600 0,2000 0,1600 0,1320 0,1100 0,1000 0,0900

0,2600 0,1950 0,1550 0,1300 0,1075 0,0950 0,0850

0,2600 0,1920 0,1510 0,1200 0,1050 0,0900 0,0800

0,2600 0,1850 0,1450 0,1150 0,1000 0,0830 0,0730

0,2600 0,1850 0,1400 0,1100 0,0950 0,0770 0,0670

0,2600 0,1850 0,1300 0,1050 0,0900 0,0700 0,0600

0,2600 0,1600 0,1200 0,0900 0,0700 0,0600 0,0500

0,2600 0,1550 0,1100 0,0800 0,0650 0,0500 0,0480

Fig. 4.20 Factor de corrección fr del índice de valoración medio, en función de la TRM, para

actividades sedentarias (P.O. Fanger)

Va (m/s)

0,05

0,10

0,15

0,20

0,30

0,40

0,50

1,00

1,50

Va (m/s)

0,05

0,10

0,15

0,20

0,30

0,40

0,50

1,00

1,50



0,1500 0,1050 0,0850 0,0700 0,0600 0,0500 0,0500

0,1500 0,1050 0,0850 0,0700 0,0600 0,0500 0,0500

0,1500 0,1000 0,0800 0,0700 0,0550 0,0450 0,0500

0,1500 0,1000 0,0800 0,0680 0,0550 0,0450 0,0400

0,1500 0,0950 0,0800 0,0630 0,0500 0,0430 0,0360

0,l500 0,0900 0,0750 0,0590 0,0450 0,0400 0,0330

0,1500 0,0900 0,0750 0,0550 0,0400 0,0380 0,0300

0,1500 0,0850 0,0650 0,0500 0,0370 0,0300 0,0250

0,1500 0,0850 0,0600 0,0450 0,0350 0,0280 0,0230

Fig. 4.21 Factor de corrección fr del índice de valoración medio, en función de la TRM, para

actividades medias (P.O. Fanger)


0,1200 0,0900 0,0700 0,0450 0,0350 0,0300 0,0300

0,1200 0,0900 0,0700 0,0600 0,0450 0,0350 0,0300

0,1200 0,0900 0,0700 0,0600 0,0450 0,0350 0,0300

0,1200 0,0900 0,0700 0,0550 0,0400 0,0350 0,0300

0,1200 0,0860 0,0660 0,0500 0,0380 0,0330 0,0280

0,1200 0,0830 0,0630 0,0450 0,0360 0,0310 0,0260

0,1200 0,0800 0,0600 0,0400 0,0350 0,0300 0,0250

0,1200 0,0750 0,0550 0,0400 0,0300 0,0250 0,0200

0,1250 0,0750 0,0500 0,0350 0,0250 0,0200 0,0200

Fig. 4.22 Factor de corrección fr del índice de valoración medio, en función de la TRM, paraactividades altas (P.O. Fanger)

Va (m/s)

0,05

0,10

0,15

0,20

0,30

0,40

0,50

1,00

1,50

Va (m/s)

0,05

0,10

0,15

0,20

0,30

0,40

0,50

1,00

1,50


Porcentaje de personas insatisfechas (PPI)

Definimos a las personas insatisfechas como aquellas que con las condiciones microclimáticas otor-gan una valoración entre [-2, -3] y entre [+2, +3]

Conociendo el IVM final resultante, podemos calcular el porcentaje de personas insatisfechas PPI median-te el grafico de la figura 4.23.

Fig.4.23 Gráfico para el cálculo del porcentaje de personas insatisfechas (PPI)

O también, por la siguiente expresión:

PPI = 100 – 95 exp [– (0,03353 IVM4 – 0,2179 IVM2)] (25)

Observando el gráfico podemos ver que, incluso cuando la situación del IVM es cero, es decir, paracondiciones térmicas óptimas, el grado de insatisfechos será del 5%.

Se recomienda que no se sobrepase el 10% de insatisfechos, o lo que es lo mismo, que no se exceda elvalor (±0,5). A partir de este valor debemos intervenir en las variables termohigrométricas para ajustarlos valores de los parámetros de tal forma que se adecúen a los rangos sugeridos por Fanger para obteneruna situación confortable.

56

8

10

20

30

40

60

80%

-2,0 -1,5 -1,0 -0,5 0 0,5 1,0 1,5 2,0

I V M

P P

I


Aplicabilidad del método de Fanger

Es recomendable su aplicación para valores de IVM entre ±2. Y únicamente cuando los seis parámetrosprincipales se encuentran dentro de los siguientes intervalos, ya que si se sobrepasan se puede dar porhecho que estamos en una situación de disconfort:

Actividad metabólica [46 - 232] W/m2

Aislamiento térmico de la ropa [ 0 - 2] cloTemperatura del aire [10 - 30] °CTemperatura radiante media [10 - 40] °CVelocidad relativa del aire [ 0 - 1] m/sPresión parcial del vapor de agua [ 0 - 2700] Pa

Cuando en la aplicación de Fanger (ISO 7730) no se sobrepase el 10% de insatisfechos, o lo que es lomismo, que los valores estén entre ±0,5 se considera una situación correcta; a partir de esos valores esconveniente la intervención.

De todas formas, cabe recordar que en trabajos sedentarios las situaciones de bienestar térmico se pue-den deteriorar debido a la asimetría de radiación, o a corrientes de aire; por todo ello recordamos acontinuación los límites de confort para ese tipo de tareas:

Diferencia máxima de temperatura del aire entre los pies y la cabeza: 3 °CVelocidad del aire entre: 0,1 - 0,15 m/s en invierno y 0,15 - 0,25m/s en veranoHumedad relativa entre: (40 - 70 %)Asimetría máxima calor radiante entre paredes verticales: 10 °CAsimetría máxima calor radiante entre techos y suelo: 5 °C

EDICIONS UPC

AULA POLITÈCNICA / ETSEIB

Pedro R. Mondelo - Enrique GregoriJoan Blasco - Pedro Barrau

Ergonomía 3Diseño de puestos de trabajo

Primera edición: mayo de 1998Segunda edición: septiembre de 1999

Diseño de la cubierta: Manuel Andreu

© los autores, 1998© Mutua Universal, 1998

© Edicions UPC, 1998Edicions de la Universitat Politècnica de Catalunya, SLJordi Girona Salgado 31, 08034 BarcelonaTel. 934 016 883 Fax. 934 015 885Edicions Virtuals: www.edicionsupc.ese-mail: [email protected]

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Depósito legal: B-43.365-99ISBN: 84-8301-317-7ISBN (Obra completa): 84-8301-194-8

Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización escrita de los titulares del copyright, bajo las san-ciones establecidas en las leyes, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o pro-cedimiento, comprendidos la reprografía y el tratamiento informático y la distribución de ejemplares deella mediante alquiler o préstamo públicos, así como la exportación e importación de ejemplares para sudistribución y venta fuera del ámbito de la Unión Europea.

Presentación 7

A comienzos de siglo, la principal preocupación de ingenieros y diseñadores era la técnica, quepresentaba nuevas facetas y un nuevo poder en manos de la humanidad. A inicios de un nuevomilenio, el ser humano, poseedor de amplios conocimientos técnicos, es capaz de invertir el orden yponer la técnica al servicio de sí mismo, diseñando puestos de trabajo no tan sólo seguros y sanos,sino también confortables, que permitan el máximo rendimiento con el mínimo esfuerzo. Quedanatrás los años en los que se suponía que era la persona quien debía hacer el esfuerzo de adaptarse a unpuesto de trabajo que por su concepción espacial, por sus requerimientos psicofísicos o por suentorno, era origen de molestias, dificultades y lesiones. Actualmente, es el entorno el que debeadaptarse a cada individuo, facilitando así su realización en un trabajo interesante, agradable yconfortable, en el que pueda verter sus capacidades.

Este libro está orientado a los ingenieros que diseñan puestos de trabajo, así como a aquellos queestudian los daños sufridos por algunas personas debido a sus condiciones de trabajo inadecuadas. Alo largo de los diez capítulos que lo componen, se procede a un análisis profundo de los factores atener en cuenta en el diseño: las dimensiones corporales, la concepción espacial del entorno detrabajo, los esfurzos realizados en las operaciones y la consecuente fatiga que producen en elindividuo, la ubicación y diseño de mandos y señales, el ambiente físico en que se desenvuelve eltrabajo… Todos estos factores, debidamente explicados, permitirán al ingeniero diseñar puestos detrabajo que garanticen el máximo rendimiento y calidad en el trabajo, así como un entorno agradableen el que trabajar se convierta en una ilusión y un reto diario.

Los autores son profesionales con amplia experiencia en el diseño de puestos de trabajo, lo cualaporta un toque eminentemente práctico a esta obra, huyendo de complicados desarrollos teóricos,para centrar los contenidos en los conceptos fundamentales de diseño.

Desde Mutua Universal, una empresa de servicios dedicada desde su creación a la mejora de lascondiciones de trabajo, esperamos que esta aportación al conocimiento y a la divulgación de laergonomía, sea fructífera.

Juan Aicart ManzanaresDirector GerenteMUTUA UNIVERSAL


Índice 9

Índice

1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131.1 Sistema persona-máquina (P-M) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131.2 Puestos de actividad o trabajo (PP.TT.) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2. Relaciones dimensionales. Antropometría. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252.1 Espacios de actividad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252.2 Información antropométrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352.3 Dimensiones antropométricas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382.4 Análisis preliminar para diseñar puestos de trabajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402.5 Métodos de medición e instrumentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

2.5.1 Instrumental para medir a mano. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422.5.2 Puntos antropométricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422.5.3 Equipo de mediciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442.5.4 Posiciones y condiciones para medir al sujeto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

2.5.4.1 Posición de atención antropométrica (PAA). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452.5.5 Definiciones de las dimensiones antropométricas

y método para efectuar sus mediciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462.5.6 Protocolo para las mediciones antropométricas con cámara de vídeo. . . . . . . . . . . 49

2.6 Principios del diseño antropométrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522.6.1 Principio del diseño para el promedio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522.6.2 Principio del diseño para los extremos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522.6.3 Principio del diseño para un intervalo ajustable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

2.7 Tamaño y selección de la muestra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552.7.1 Cálculo del tamaño de la muestra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552.7.2 Selección de los individuos que compondrán la muestra. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

2.8 Cálculo de los percentiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 572.9 La familia Maximín . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602.10 Sillas, mesas y planos de trabajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 632.11 A modo de resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

Indice 28/9/99 15:38 Página 9

10 Diseño de puestos de trabajo

3. Esfuerzos de trabajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693.1 Mecánica y biomecánica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693.2 Terminología y conceptos básicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 703.3 Tipos de movimientos de los miembros del cuerpo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 753.4 Ángulos límites. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 763.5 Ángulos de confort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 793.6 Ángulos de visión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 813.7 Ejemplo del cálculo de un levantamiento inclinado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 833.8 Ejemplo simplificado del rediseño de un puesto de trabajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

4. Herramientas manuales y patologías . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 914.1 Consideraciones previas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 914.2 Herramientas de mano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 924.3 Principios generales para diseñar o comprar una herramienta manual. . . . . . . . . . . . . . . . 944.4 Sujeción de la herramienta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

4.4.1 El mango de las herramientas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 974.5 Patologías y microtraumatismos repetitivos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

4.5.1 Traumatismos más usuales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

5. Métodos más usuales en la valoración de esfuerzos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1055.1 Esfuerzos físicos y trabajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1055.2 Método de AFNOR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

5.2.1 Hipótesis y campo de aplicación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1065.2.2 Variables que considera el método . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1085.2.3 Comentarios a AFNOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

5.3 Método de NIOSH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1105.3.1 Hipótesis y campo de aplicación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1105.3.2 Criterio biomecánico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1115.3.3 Criterio fisiológico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1115.3.4 Criterio psicofísico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1115.3.5 Variables que considera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1115.3.6 Comentarios a NIOSH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114

5.4 REFA (Siemens). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1155.4.1 Hipótesis y campo de aplicación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1165.4.2 Variables que considera REFA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1165.4.3 Comentarios a REFA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

5.5 Comparación AFNOR-NIOSH-REFA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1215.6 Método REGI para diseñar regímenes de trabajo y descanso en actividades

físicas en ambiebtes calurosos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1225.6.1 Capacidad de Trabajo Físico Modificada (CTFM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1225.6.2 Límite de Gasto Energético (LGE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1235.6.3 Límite de Gasto Energético Acumulado (LGEa). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1245.6.4 Barrera de Gasto Energético (BGE). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125


Índice 11

5.6.5 La Barrera de Tensión Térmica (BTT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1275.6.6 Pasos a seguir para la aplicación del método . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1335.6.7 Aplicación del Método REGI para la rotación de trabajadores . . . . . . . . . . . . . . . . 1365.6.8 Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

6. Relaciones informativas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1416.1 La comunicación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1416.2 Sensación, percepción, representación y acción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143

6.2.1 Los códigos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1476.2.2 Tiempos de reacción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149

6.3 Canales y dispositivos informativos (DI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1516.4 Dispositivos informativos visuales (DIV) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154

6.4.1 Alarmas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1556.4.2 Indicadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1556.4.3 Contadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1556.4.4 Diales y cuadrantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1566.4.5 Símbolos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1576.4.6 Características generales de los DIV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1586.4.7 Lenguaje escrito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1606.4.8 Selección y ubicación de DIV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1626.4.9 Las pantallas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1676.4.10 Los gestos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169

6.5 Dispositivos informativos audibles (DIA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1706.5.1 Timbres, campanas, sirenas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1716.5.2 El lenguaje hablado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1726.5.3 Pruebas de inteligibilidad del habla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174

6.6 Dispositivos informativos táctiles (DIT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176

7. Relaciones de Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1797.1 La etapa de control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1797.2 Tipos básicos de controles o mandos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1827.3 Tipos específicos de controles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1917.4 Compatibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1927.5 Relación Control/Display (C/D) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1957.6 Accionamiento accidental de controles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

7.6.1 Identificación de Controles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1977.7 Reglas de selección y ubicación de controles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198

8. Otras variables relevantes en el diseño de PP.TT.: ambiente físico y organización del trabajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2058.1 Consideraciones generales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2058.2 Ambiente térmico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2088.3 Ambiente acústico y vibraciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210



8.4 Ambiente lumínico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2138.4.1 Recomendaciones visión-iluminación-color . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215

8.5 Radiaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2168.5.1 Radiaciones no ionizantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2178.5.2 Radiaciones ionizantes (radiactividad) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218

8.6 Contaminantes químicos y biológicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2198.7 La organización del trabajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221

8.7.1 Horarios de trabajo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2238.7.2 Los ritmos de trabajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2268.7.3 La duración de la jornada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2298.7.4 Las pausas y las comidas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2328.7.5 Rotación de turnos de trabajo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239

9. Metodología . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2419.1 Aproximación al problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2419.2 Desarrollo de un caso práctico mediante el programa TAYLOR (hecho a medida) . . . . . 2429.3 Alternativas de TAYLOR a los problemas detectados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249

10. Soporte informático TAYLOR (hecho a medida) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25110.1 Simulación y diseño de PP.TT.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25110.2 Opciones de la demostración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252

10.2.1 Base de datos antropométricos con Taylor 1.0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25210.2.2 Ejemplos con casos prácticos con Taylor 1.0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25310.2.3 Secuencia de Taylor 2.0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260

10.3 Otras utilidades de TAYLOR 2.0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260

Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263


1 Introducción 13

1. Introducción

1.1 Sistema persona-máquina (P-M)

El bienestar, la salud, la satisfacción, la calidad y la eficiencia en la actividad de las personasdependen de la correcta interrelación existente entre los múltiples factores que se presentan en susespacios vitales y las relaciones que establecen con los objetos que les rodean.

Existen múltiples formas de análisis de los espacios de actividad o trabajo, de los objetos y delconjunto de acciones que las personas se verán obligadas a realizar, por ejemplo, clasificar el montode interrelaciones P-M en los siguientes tipos:

– relaciones dimensionales – relaciones informativas, – relaciones de control, – relaciones ambientales, – relaciones temporales,– relaciones sociales, – relaciones de organización,– relaciones culturales,– etc..., pero debemos señalar que todas las interacciones de los sistemas P-M ejercen una accióndeterminante sobre los factores psicosociológicos y fisiológicos residentes en las personas,provocando satisfacción o insatisfacción en el trabajo, desarrollo o involución de la personalidad,potenciando o inhibiendo la creatividad, cohesionando o disgregando el grupo de trabajo, etc...

Obviamente, ésta, como cualquier otra clasificación es un recurso metodológico utilizado con elobjetivo de poder acceder al conocimiento de la estructura y el funcionamiento de un fenómenoaltamente complejo y complicado, como es el sistema persona-máquina, cuyas interacciones semanifiestan sinérgicamente y aparecen ante los ojos de los observadores de manera hipercompleja yformando un todo.

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Por ejemplo: las relaciones informativas, mediante las cuales una persona se informa (suficiente oinsuficientemente) de la marcha de la actividad de un sistema a través de los sentidos (visión, oído,tacto...), producen reacciones fisiológicas y psicológicas, que inciden sobre las relaciones de control(las que posibilitan o dificultan el control del sistema), sobre las relaciones organizativas en general(que determinan la forma que adopta la marcha del sistema), y sobre las relaciones sociales (queponen de manifiesto la situación del individuo en la sociedad). Todas esta relaciones, que soninherentes a cualquier tipo de actividad, benefician o dañan al sistema y, en consecuencia, a lapersona.

Por otra parte, determinadas relaciones dimensionales entre el usuario y la máquina, compatibles (oincompatibles), garantizarán o impedirán que éste se informe y controle satisfactoriamente la marchadel proceso.

Fig. 1.1 Esquema simplificado de las relaciones informativas y de control

No cabe la menor duda de que la actividad iterativa y dinámica de los sistemas P-M, de una forma uotra, siempre está activada, y que no existen elementos que no pertenezcan a un sistema específico ydefinido, o sea, que todo elemento interactivo muestra, y a la vez limita, los grados de libertad de todoel sistema. Ya que la persona pertenece en todo momento a algún sistema podemos decir que losindividuos, a lo largo del día y de su vida, van formando parte de múltiples subsistemas P-M, pasandode uno a otro con relativa frecuencia, y se ven obligados a responder a requerimientos diferentes entiempos mínimos.

1.2 Puestos de actividad o trabajo (PP.TT.)

Para el diseño óptimo de puestos de actividad o trabajo (PP.TT.), como en cualquier otro tipo dediseño de producto, es necesario tener en cuenta desde el nacimiento de la idea, una serie de

Efectores(ejecutan la orden)

Acción de control

Controles

InformaciónSistema nervioso central:

1º Procesa la información2º Toma la decisión3º Emite la orden

Receptores sensoriales(reciben la información)

Ejecuciónde la orden

Dispositivosinformativos

1 2 3 4

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1 Introducción 15

conceptos o premisas básicas que si se ignoran o se insertan improvisadamente en el sistema, loinvalidan, lo lastran gravemente, o en el mejor de los casos propugnan la obtención de un resultadoramplón del mismo.

Por todo ello, para abordar cualquier proyecto de diseño de PP.TT. es necesario trazar a priori unalínea de actuación de diseño conceptual, a manera de ruta, donde aparezcan debidamente señalizadostodos aquellos hitos y aspectos básicos que no deben ser pasados por alto en el nuevo diseño orediseño de PP.TT. Esta metodología de trabajo debe estar presente en cada etapa del proyecto, sinque, por otro lado, esta guía signifique una atadura que incapacite al equipo en su toma de decisiones,o constriña el aporte de ideas novedosas u originales.

Fig. 1.2 Esquema de intervención ergonómica: de la crisis a la resolución

CRISIS

Anál is is demanda

FIN(derivar demanda)

NO

Val idac ión

Seguimiento

Implementarp lan est ra tég ico

de in tervenc iones

Planteamientointervenciónergonómica

In tervenc iónper t inente

REFERENCIAS

CIENTÍFICAS

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Las recomendaciones ergonómicas que aparecerán a lo largo del presente libro –a modo de guía omanual de diseño ergonómico de PP.TT.– pretenden servir de señuelo; por ello las sugerencias estánsecuenciadas, se busca interferir lo menos posible en la creatividad del equipo de ingeniería dediseño, y se advierte continuamente que todas y cada una las decisiones a que puedan conducir debenser, además, rigurosamente compatibilizadas entre sí, al menos al final de cada etapa proyectual, yaque con frecuencia su aplicación rígida puede conducir a situaciones incoherentes y hasta, en algunoscasos, absurdas.

Por ejemplo: se puede dar la situación paradójica de que, al realizar los cálculos para el diseño de unárea de trabajo para un grupo de personas, el espesor de una mesa resulte negativo (la altura de lasuperficie inferior mayor que la altura de la superficie superior), al decidirse la altura de su superficieinferior por la altura muslo-suelo (sentado el individuo) de los valores mayores de la población–principio correcto–, y la altura de su superficie superior por la altura de codos-suelo de los valoresmenores de esa misma población –también correcto–, pues puede existir una contradicción en larigurosa aplicación de ambos principios. En tal situación, el equipo de trabajo deberá, naturalmente,tomar decisiones propias, muchas veces complejas y en algunos casos provistas de una gran carga decreatividad.

Este libro aborda el diseño ergonómico de PP.TT. considerando en profundidad tres tipos derelaciones en el interfaz persona-máquina:

1. relaciones dimensionales,2. relaciones informativas,3. relaciones de control.

En las relaciones dimensionales se buscan la compatibilidad entre las medidas antropométricasdinámicas de los distintos usuarios potenciales de los PP.TT. objeto del diseño, y las dimensiones,formas y estructuras que habrán de tener éstos y sus distintas partes, de manera que puedagarantizarse que las personas que las utilizarán según sus actividades (operarios, instaladores,mantenimiento, limpieza...) se hallen en situación de bienestar físico y del bienestar psíquico queprovoca éste, durante todo el tiempo que duren las actividades.

En las relaciones informativas se analiza la compatibilidad necesaria entre la capacidad de lapercepción de la información de los trabajadores antes y durante el trabajo, la información que debenrecibir y los dispositivos informativos (sonoros, visuales y táctiles) necesarios para ser trasmitida esainformación satisfactoriamente.

En las relaciones de control se analiza la compatibilidad entre las necesidades de los usuarios parapoder regular las máquinas y los procesos con eficiencia, seguridad, rapidez y bienestar, mediante losmandos apropiados.

Pero en el libro también se abordan, aunque de forma sucinta, otro tipo de relaciones, como es el casode las relaciones ambientales: se analiza aunque de forma muy somera, la compatibilidad entre losusuarios y el ambiente (ruido, microclima, iluminación) durante las actividades; el tema de la

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biomecánica; el gasto energético y diferentes métodos de evaluación y cálculo del transporte decargas, esfuerzos y cadencias, y momentos que debemos utilizar en el diseño holístico de PP.TT. Dehecho, no se profundiza en extremo en estos temas ya que son tratados extensamente por otros librosde esta colección.

Como puede comprenderse, para el ergónomo es imprescindible prever la interacción armoniosa entrelos diferentes tipos de relaciones, de ahí que aspectos tratados en un capítulo, aparezcan tambiénreferenciados en otros. Por ejemplo: el tamaño de las teclas es un asunto propio de las relacionesdimensionales, pero también lo es de las relaciones de control (facilidad para controlar) y de lasrelaciones informativas (identificación de la tecla apropiada mediante el tacto, la posición, la textura yel feeling –y la visión– el color, la posición y la forma).

Además, la coherencia intrínsica en el diseño solamente es posible cuando todos los estímulosexteriores están sintonizados y entran en resonancia con la personalidad del sujeto provocando unarespuesta positiva de verdadera satisfacción integral, mediante sensaciones que desarrollan elintelecto de forma favorable. De ahí que se haga evidente que el control sobre los PP.TT., la máquina,el entorno... y la percepción de sus respuestas (información), más que simples necesidades paradesarrollar la actividad, sean estímulos que cubran las necesidades humanas cuya satisfacciónproduzca un estado de bienestar generalizado en la persona, condición sine qua non para obtenersistemas productivos de calidad.

Fig.1.3 Efectos de un ambiente hostíl

1 Introducción 17

SOBRECARGATÉRMICA

CAPACIDAD DE TRABAJO FÍSICO

CAPACIDAD DE TRABAJO MENTAL

ILUM

INA

CIÓ

N

DEFIC

IENTE V

IBR

AC

ION

ES

RUIDO

RITMO CARDIACO

FATIGA FÍSICA

FATIGA MENTAL

ERRORES

MOVIMIENTOS TORPES

UMBRALES SENSORIALES

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Sin duda que los aspectos del ser humano que poseen más latitud de diferenciación son lascaracterísticas psicofisiológicas, por lo que resulta difícil hallar patrones de estímulos que satisfaganpor igual a una población numerosa, e incluso son muchas las contradicciones en las respuestasinterindividuales. Sin embargo, partiendo de determinados aspectos comunes, es posible trazar pautasgenerales que faciliten el establecimiento de clases o grupos de respuestas similares. Cabe resaltar,además, que nuestra intención, al menos latente, es generar PP.TT. integradores ytransgeneracionales, que consideren a todos los operarios sin sesgos de edad, sexo o discapacidad,aunque seamos conscientes de las dificultades que ello entraña y de lo limitado de nuestrasaportaciones.

El conjunto de estímulos exteriores que actúan sobre el individuo lo hacen sistémicamente como unente único (el ambiente) y sobre un ente único (la persona). La luz (niveles de iluminación, colores,contrastes, luminancias, distribución de las luminancias, difusión de la luz, tamaños de los objetos ydistancias visuales, tiempos de duración y movimientos de los estímulos visuales) actúa integralmentesobre nuestro sistema visual, que se encarga de trasmitir al cerebro un resultado y desarrollarcomplicadas y complejas respuestas, propias de la interacción entre la luz y la visión de cada persona,que pueden ser satisfactorias o indiferentes o desagradables o perjudiciales, todas en grados muyvariados, en función del estímulo, de las capacidades fisiológicas, de la personalidad y lascaracterísticas del sujeto, etc.

Lo mismo ocurre con el sonido (frecuencia, nivel de presión sonora, compás, armonía, ritmo...) con elmicroclima o ambiente térmico (temperatura del aire, humedad, velocidad del aire y calor radiante), ycon todos los estímulos del ambiente que actúan sobre el individuo.

Un puesto de actividad diseñado con un claro objetivo ergonómico debe considerarse en su totalidad,como un elemento que ocupa un lugar en el espacio físico y simbólico (el espacio interior de cadaindividuo). Es en este lugar donde tenemos que intentar ocupar una posición y conseguir una unidadfísico-simbólica entre la persona y el resto del sistema.

Al proyectar puestos de trabajo o actividad no podemos pasar por alto que son múltiples las variablesque se deben considerar: los PP.TT. colocados en distintos entornos, en situaciones espacialestotalmentes diferentes y de difícil previsión, sobre las cuales no tenemos control. Una taquilleraexpuesta al público, un operario de prensas, un oficinista, una mecánica de automóviles... Ahora bien,estas situaciones laborales, por muy dispares que sean, siempre ponen en evidencia cualquier defectoconceptual por mínimo que sea, y se manifiesta y afecta a la totalidad de la jornada, lo cual hace queel individuo valore su puesto como un producto incompleto y defectuoso que le impide operar con elgrado de calidad programado. De ahí la importancia de catalogar el tipo de proyecto que estamosdesarrollando y el papel que debe desarrollar en él la persona.

Además, dado que nos manejamos en un espacio tridimensional, con una variabilidad inmensa deusuarios potenciales, para conseguir diseñar PP.TT. que mantengan una unidad físico-simbólicadebemos integrar y armonizar el mayor número posible de variables, y recordar que cualquiermovimiento, desplazamiento... siempre se deberá analizar con unas coordenadas espaciales (x, y, z), yque el resultado final será producto de una matriz de usuarios por unas situaciones espaciales y porunas características físicas, psicológicas y sociales de las actividades.

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1 Introducción 19

Fig. 1.4 El factor humano en el proyecto

EL FACTOR HUMANO EN EL PROYECTO

Proyección de la tecnología

Proyección de los abastecimientosmateriales

Procedimientos. Equipos. Instrumentos. Tiempos deelaboración

Directos: materias primas, productos semielaboradosy productos en proceso.

Indirectos: combustibles, lubricantes, detergentes, etc.

Envase, acarreo y almacenaje de todo tipo demateriales

Cantidad, composición y calificación

Según factores económicos, técnicos, sociales ypolíticos

Planes de emergencia, mantenimiento, etc.

Posturas, esfuerzos, movimientos, frecuencias, cargas,duración, lugar y condiciones de descansos,necesidades personales, esfuerzo visual, carga mental,trabajo nocturno, ambiente de trabajo, etc.

Distribución de puestos en los locales. Dimensiones ydistribución de locales, talleres, almacenes, oficinas,pasillos, escaleras, ascensores, baños, vestidores,taquillas, etc.

Flujo de personal: vías de acceso y evacuación. Tipo deconstrucció: independiente, en bloque o unida.Orientación de los edificios. Emanaciones nocivas. Etc.Vías de transporte según flujo de carga. Personal. Áreasverdes, árboles, aceras, etc. Procesos de altapeligrosidad. Zonas de instalaciones energéticas:estaciones eléctricas o térmicas, calderas,generadoresde gases, almacenes de combustibles, etc.

Proyección de almacenes y transporte de materiales

Determinación del régimen de trabajo

Proyección de la fuerza de trabajo

Distribución en planta

Plan general

Ubicación de la fábrica

Organización de la producción

1

2

3

4

5

6

7

8

9

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Por otro lado, las máquinas son sensibles al ambiente, pero también al carácter y al estado emocionalde las personas que las manipulan, que se manifiestan en la forma de operarlas y tratarlas. Todo estolo saben perfectamente los equipos de diseñadores, por ejemplo los de máquinas electrónicas,especialmente las dirigidas a las actividades militares, que tienen que “sufrir” ambientes ytratamientos muy alejados de las zonas de uso deseables. De ahí que al diseñarlas se deban considerartambién las situaciones críticas y de emergencia, las puntas de trabajo, las diferencias interculturalesde los operarios, los posibles países de ubicación, y todo tipo de idiosincracia, para evitar quenuestros proyectos puedan generar situaciones patógenas para el trabajador, o sorpresas que puedandesembocar en accidentes e incidentes (materiales o humanos).

A modo de ejemplo, resulta interesante comprobar cómo el ambiente actúa sobre las personas y lasmáquinas eléctricas y electrónicas; pero esta verdad de perogrullo en el caso de las personas, seconvierte en sorprendente en las reacciones pseudohumanas de algunas máquinas. Sorprende a losneófitos, que un receptor de televisión fabricado en y para un país frío, que funcionaba perfectamente,al ser trasladado a un país tropical “enferme” y comience a funcionar defectuosamente. Peroimpresiona aún más el hecho de que al ser conducido al taller para su reparación, los técnicos no sólono hallen el origen de los fallos, sino que éstos desaparezcan. De ahí que los técnicos finalmentedescubran que la “enfermedad” del televisor es la falta de aclimatación, como ocurre con laspersonas, y que el taller, que obviamente está climatizado, restituye el ambiente óptimo al televisor.El “enfermo” se cura al serle sustituidos varios componentes y protegidos otros mediante barnicesaislantes de determinado tipo. Así se “aclimata” al equipo: tropicalizándolo. Y si esta sensibilidad delas máquinas al ambiente, aunque sorprenda, es real, obviamente en las personas se hace mucho másclara y crítica.

Así pues, luz, sonido, calor o frío, vibraciones, ropa, características psíquicas y físicas de la actividad,espacios para los movimientos, dimensiones, formas, colores, texturas de los objetos que la rodean ycon los que la persona puede estar en contacto físico, visual, olfativo, auditivo y gustativo, componencon el hombre un único sistema, en el cual el individuo, que es la parte más importante, está sometidoa una constante acción de los restantes componentes del sistema, que lo obligan a sentirpermanentemente su influencia (luces, colores, formas, sonidos, texturas), adoptar posturas yposiciones, a efectuar movimientos, a tomar decisiones o a asimilar pasivamente una situaciónemocional que puede provocarle placer o molestia, sentimientos agradables o desagradables...

Respecto a los espacios y las dimensiones de los objetos componentes de un sistema persona-máquina, para analizar sus dimensiones y las de sus subsistemas, y la necesaria compatibilidad entreellos, se utiliza la antropometría como herramienta y la persona como patrón de medida, de la mismaforma que para todo tipo de relación en el sistema persona-máquina; respecto a los esfuerzos, seutiliza la biomecánica como instrumento de análisis y cálculo.

Aún no existen estudios antropométricos completos en todos lo países, por lo que la informaciónantropométrica utilizada para las recomendaciones ofrecidas en este libro está tomada de lasmediciones efectuadas en muestras de la población seleccionada por los autores para la intervenciónen diversos proyectos y durante trabajos realizados en distintas empresas españolas.

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1 Introducción 21

Fig. 1.5 Desarrollo de un proyecto

DEFINICIÓN DE

LOS OBJETIVOS

DEL SISTEMA

DEFINICIÓN

DE FUNCIONES

ASIGNACIÓN

DE FUNCIONES

REQUISITOS

AMBIENTALESREQUISITOS

HUMANOS

REQUISITOS

MÁQUINAS…

DISEÑO

DEL AMBIENTE

EVALUACIÓN

INTERFAZ

P-M

INTEGRACIÓN DEL SISTEMA

FORMACIÓN

MÉTODOS

DE TRABAJO

REGÍMENES

DE TRABAJO

SELECCIÓN

O DISEÑO

SEGURIDAD E

HIGIENE DEL

TRABAJO

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Fig. 1.6 Esquema simplificado del proceso de diseño de un puesto de mantenimiento y su evaluación

Creemos que es de suma importancia aclarar que la información antropométrica, biomecánica ybiofísica de las personas debe ser manejada ante todo con espíritu creador y como un dato relevantepero no único, así como la matemática estadística empleada en su procesamiento, ya que no son más

POSICIÓN DE TRABAJO

ACCESOS

ESPACIOS LIBRES

ASIENTOS

POSTURAS

ALTURA DE TRABAJO

ALCANCE

ZONA DE TRABAJO VISUAL

… … … …

FACTOR

DECISIONES Y PRINCIPIOS DE DISEÑO (MANTENIMIENTO)

DISEÑO PUESTO DE TRABAJO TEÓRICO

ANÁLISIS DE EVALUACIÓN

INCOMPATIBILIDADES

DISEÑO

PUESTO TRABAJO

REAL

CONSIDERACIONES

MEDIDAS(alfanuméricas)

SEGUIMIENTO

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1 Introducción 23

que herramientas, y los resultados dependen de la capacidad, experiencia, creatividad y habilidad dequien los utilice. Cabe remarcar que de nada vale una rigurosa precisión milimétrica en el diseñofísico de los PP.TT. cuando el ser humano es sumamente inexacto, impreciso y cambiante a lo largodel día y de su vida, tanto en sus dimensiones estáticas como dinámicas, y en su comportamientopsicológico.

Por último, recordar que cualquier intervención que realizemos en un sistema P-M debe tener previstasu evaluación, ya que todo proyecto debe asegurar su calidad y grado de pertinencia, mediantemecanismos de planificación y control. Al menos, en la fase conceptual, deberemos controlar quenuestro proyecto tenga viabilidad económica y sea tecnológicamente factible. Cuando hayamosimplementado nuestro diseño deberemos, necesariamente, elaborar un informe del grado deefectividad del mismo; de ahí la necesidad de dotarnos de unos mecanismos de registro coherentescon los objetivos, que nos permitan evaluar los resultados obtenidos sobre los previstos, y quefaciliten algún tipo de ratio entre el coste (material, económico, social, político....) y el beneficio, parade esta forma comprobar si nuestra intervención ha tenido algún tipo de recompensa.

No debemos olvidar que toda intervención ergonómica se debe caracterizar por poseer dos niveles debondad en los resultados: por un lado, cómo y en qué grado se ha mejorado la calidad de vida de losoperarios, y por otro, cómo y en cuánto hemos mejorado la efectividad del sistema. Sólo cuandonuestra intervención mejora estos dos aspectos podemos hablar de una intervención ergonómica en elsistema, ya que cualquier optimización que solamente considere una parte, pierde, a nuestro entender,el carácter ergonómico de la intervención para asentarse en otros campos, algunas veces afines ypróximos a la ergonomía, pero carentes de los principios básicos que deben regir las intervencionesde esta ciencia en los sistemas.

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2 Relaciones dimensionales. Antropometría 25

2 Relaciones dimensionales. Antropometría

2.1 Espacios de actividad

Un par de zapatos incómodos, irritan, dañan el pie, y provocan mal humor hasta que decidimostirarlos a la basura o ponerlos en la horma; un puesto de trabajo incómodo daña el organismo, afectala productividad y la calidad del trabajo y provoca mal humor, pero no podemos abandonarlo. Másaún, en muchas ocasiones no tenemos consciencia del mal diseño de un puesto de trabajo y de loscontratiempos que éste provoca, lo soportamos abnegadamente día a día durante la jornada laboral, ysus defectos acostumbran a estar enmascarados tras dolores cervicales, lumbares, de hombros, decabeza, varíces, accidentes, baja productividad, mala calidad de los productos, absentismo sinexplicación o simple apatía por el trabajo.

El principio ergonómico fundamental que debe regir todas nuestras intervenciones es el de adaptar laactividad a las capacidades y limitaciones de los usuarios, y no a la inversa.

Durante las venticuatro horas del día, minuto a minuto, todos los años de nuestras vidas, estamosformando parte de múltiples sistemas y ocupando los más variados espacios en diversos lugaresdonde realizamos todas nuestras actividades, alguna de las cuales, ciertamente, jamás podemos dejarde hacer. Las relaciones dimensionales que se establecen entre nuestros cuerpos y muchos de estosespacios y objetos generalmente no se ajustan a nuestras necesidades antropométricas.

En el dormitorio, en la ducha y el baño, en el comedor, en el coche, metro o autobús; en la fábrica,mina, aula, u oficina; en la biblioteca, en casa realizando un sinnúmero de actividades domésticas,viendo la televisión, leyendo la prensa, descansando; en la calle, en la montaña, en la playa, en ladiscoteca, en el bar, en el restorán; las personas con mucha frecuencia deben, aunque a vecesinconscientemente, adaptarse físicamente para integrarse a los sistemas, golpeándose, estirándose,encogiéndose, agachándose...

La revolución industrial trajo consigo la producción masiva, lo que provocó una derrota para lascompatibilidades dimensionales que existían entre las personas y sus entornos, cuando el diseño delos mismos dependía de los artesanos; lo mismo en los productos y herramientas, como en los

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espacios de actividad en todos los ámbitos de la vida. Por los objetos y el mobiliario dejados pornuestros antepasados es posible saber, más o menos, cómo eran, porque todo se hacía a su medida.Incluso las unidades utilizadas partían de las personas: el codo, el pie, la pulgada, el palmo..., cuandolas personas eran la medida de todas las cosas (figura 2.3). Por el tamaño de sus armaduras sabemosque los valientes guerreros de la edad media eran mucho menos corpulentos que lo supuesto y por losmuebles de la casa del Greco en Toledo sabemos que el ilustre pintor no era tan esbelto como loimaginamos al compararlo con los cánones actuales.

DISEÑO PUESTO DE TRABAJO (PP.TT.)

DISTRIBUCIÓNDE

FUNCIONES

REQUISITOSHUMANOS

DISEÑO PP.TT.

CONTRASTAR

• Aprendiza je

• Fís icos-percept ivos

• Motr ices

• Decis ionales

• … …

MÁQUINAS USUARIOS

PASA

PASA

SEÑALES Y ESTÍMULOS

CLARIDAD

NO PASA

REDISTRIBUCIÓN FUNCIONES

• Est ructuras

• Di ferenc ias

• Tareas

• Organizar

• … …

IMPLEMENTAR

Compat ib i l izar

PM

➠➠

CONTRASTAR

➠

NO PASA

REDISTRIBUCIÓN FUNCIONES

Fig. 2.1 Diseño de puestos de trabajo (PP.TT.)

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Fig. 2.2 Antropometría en función de necesidades

Pero con la revolución industrial desapareció el antropocentrismo y las “maravillosas” máquinaspasaron a ser los elementos más importantes y costosos dentro de los sistemas P-M, mientras que laspersonas se convirtieron en las piezas menos importantes, fácilmente sustituibles y más baratas.

Porque, paradójicamente, diseñar y construir una máquina resulta caro, mientras que a las personaslas diseña, construye, desactiva y recicla, “gratuitamente” la naturaleza; los seres humanos abundan y,por el trato que reciben de algunos diseñadores de puestos de trabajo, algunas veces parece hasta quesobran. Este gran absurdo es nuestro lastre conceptual al proyectar puestos de actividad y trabajo.

Existen muchos ejemplos de máquina en que sólo se tienen en cuenta las funciones que ésta debedesempeñar: cortar, taladrar, moler, pulir, comprimir, golpear, trasladar..., mientras que las funcionesque deben realizar las personas “sirvientes” de la máquina están absolutamente supeditadas a ésta ycorren por cuenta y riesgo de su “esclavo humano”. Recordemos el film “Tiempos modernos” deChaplin en el que se nos muestra una parodia excelente del dominio de la máquina sobre la persona.

De manera que las personas muchas veces aún tienen que moverse como pueden, en espaciostotalmente agresivos para con sus cuerpos y mentes, adoptando posturas aberrantes, ajustándose a lamáquina, golpeándose, rozándose, retorciéndose y realizando esfuerzos excesivos que nadie tuvo encuenta al diseñar la máquina. Y no hablemos de los ambientes sonoro, térmico y visual, de lasvibraciones, la contaminación, y un gran etcétera: las personas pasaron a ser una pieza más delsistema.

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Fig. 2.3 La persona es la medida de todas las cosas

Durante un largo período de tiempo una parte de la humanidad ha ido ganando conciencia de estedisparate y ha comenzado a centrar el diseño nuevamente en las personas, aunque ahora tiene que serde otro modo, ya que la producción debe ser más masiva y muy pocas veces individual. Pero hasta elmomento esta toma de conciencia es relativa, porque las mayoría de las veces la consideración demedidas humanas a implementar vienen impuestas por las leyes y las normas, y no como un procesoconceptual previo del equipo de proyectos.

Además, asombrosamente existen muy buenos libros (muy buenos sin ironía) donde sus autoresafirman que las actividades físicas intensas en estos tiempos son cosa rara. Esto, desgraciadamente, esfalso: la mayoría de la humanidad continúa practicando el trabajo físico bruto, incluso con máquinasdel llamado mundo tecnológicamente desarrollado.

Quien dude de ello que visite con ojo crítico fábricas modernas, que dicen tener en cuenta el factorhumano en su organización, y que observe no sólo los maravillosos ingenios que hacen de todo y auna velocidad asombrosa, sino a los operarios que trabajan con ellas; se encontrará con posturas,esfuerzos, movimientos y velocidad de movimientos muy ilustrativos que desmienten a quienesafirman que el maquinocentrismo y el taylorismo, en el sentido perverso del término, son hechos delpasado.

Los diseñadores de máquinas, puestos, espacios, productos, envases, tienen muy claros los conceptosde la mecánica, del diseño como arte, de la estética, pero algunos tienen poco o nada claras las ideassobre las relaciones entre los puestos de trabajo (espacios y dimensiones, usabilidad de lasherramientas, esfuerzos físicos...) y las personas, la antropometría y la biomecánica. Incluso, enocasiones, se encuentran diseños de puestos de trabajo en los cuales sus proyectistas han creído haberaplicado conceptos ergonómicos, cuando realmente no ha sido así o los han aplicado mal, y obligan a

PULGAR(2,5 cm)

FALANGE(4 cm)

ANCHO MANO(8-10 cm)

PALMO(18-23 cm)

PIE(25-32 cm)

DOBLE PULGAR(32-34 cm)

CODO-DEDO(50-65 cm)

PASO(65-80)

DEDO-DEDOBRAZOS CRUZ

(170-210 cm)

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los trabajadores a manipular cajas de cartón de un peso irrelevante, pero de dimensiones enormes ysin asas, y apilarlas a dos metros y medio de altura haciendo cabriolas en las puntas de los pies, o aenroscar manualmente tapas de plásticos de botes de crema con una cadencia de uno por segundodurante una o más horas, sólo por citar dos ejemplos reales tomados de nuestra reciente memoria enindustrias tecnológicamente muy avanzadas.

Es por todo ello y más, que el primer principio que debemos interiorizar en ergonomía aplicada aldiseño de PP.TT. es el de la supremacía de la persona como el elemento más importante de cualquierproyecto de concepción o rediseño, y la obligación de mantener el referente humano en todas y cadauna de las etapas del proyecto, o sea, desde la conceptualización hasta la retirada.

El segundo principio es reconocer nuestra limitada capacidad para modificar psicofísicamente a laspersonas y que más allá del entrenamiento y la alimentación para mejorar sus aptitudes físicas ymentales, nada se puede hacer. Por lo tanto, la solución realista es diseñar correctamente el puesto yel trabajo, es decir, adaptarlos a los segmentos corporales relevantes del grupo de operarios que debeintervenir, considerando alcances, tiempos de reacción, esfuerzos, momentos, cadencias, etc.,admitiendo que la varible persona es flexible pero frágil, y aceptando que el grupo de operarios deque disponemos y del cual partimos es el mejor que tendremos durante toda la vida útil de nuestroproyecto.

El tercer principio es dejar por sentado que la persona nunca debe de ser dañada por su actividaddentro de un sistema, ni siquiera con molestias psicológicas, y que incluso una actividadsencillamente aburrida afecta, y que el perjuicio no se limita a la incomodidad de una mala postura,sino que es mucho más serio; involucra al sistema músculo esquelético, pero también a los sistemascardiovascular, respiratorio, gastrointestinal y nervioso, por citar los más evidentes. La adaptación dela persona a posiciones incómodas es una falacia: jamás nos adaptamos, simplemente nos resignamosy sacrificamos nuestra salud y la calidad del trabajo en aras de una falsa productividad, y culpamos alas máquinas de obsoletas o nos autoculpamos como incapaces, enfermizos, viejos, etc., y acabamospensando en los “años que pasan”. Resignación y baja productividad son sinónimos del malfuncionamiento del sistema.

Estar seis u ocho horas de pie es una barbaridad, pero estar ese mismo tiempo sentado, también lo es.El ser humano está “diseñado” para estar en movimiento, por lo que es imprescindible que cambiecontinuamente de postura, incluso cuando duerme. Cuando llevamos un buen rato sentados nosponemos de pie para estirar las piernas, y cuando pasamos un buen rato de pie nos sentamos paradescansarlas.

Haga usted un sencillo experimento: recuerde cómo nos decían en el colegio cuando éramos niños ycómo se les continúa diciendo a nuestros hijos: ‘manténgase sentado en una posición “correcta”:espalda recta perpendicular al suelo, pies bien apoyados sobre el suelo, etc., durante quince minutos.No cruce las piernas, no desplace sus glúteos hacia delante en el asiento, no estire las piernas...,manténgase firme en su posición “correcta”, son solamente 15 minutos... Le rogamos que haga laprueba, es muy fácil y verá cuán rápidamente deja de ser “correcta”. Lo aprenderá más que oyéndelodecir o leyéndolo.

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Fig. 2.4 Aproximación iterativa al diseño de PP.TT.

Checklists operaciones para alcanzar objetivos del sistema

¿Cuáles son las condiciones ambientales/riesgo?

Situar al operario: decidir postura (sentado, de pie, a elección)

Maquetas / ensayos, etc.

Establecer el espacio para el operario (acoplamiento, espacio libre)

Matriz comprobación de requerimientos ergonómicos.

Establecer especificaciones

Listado de los elementos del hadware.

¿Qué debe hacer, ver, alcanzar, operar y mantener el operario(s)?

Permitir a los operarios, personal de mantenimiento, materiales o

equipos, el acceso al lugar del trabajo.

Establecer el espacio para el trabajo, los mandos, displays (alcance,

visibilidad, etc.)

Diseñar y disponer el trabajo, mandos, displays, en función de las

necesidades, prioridad, seguridad, conveniencia, confort, etc.

Usar las tablas de comprobación e información: ¿se ha olvidado algo?

¿probable sobrecarga o riesgo para el operario?

¿es necesario llegar a un acuerdo o compromiso en el diseño?

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No hay posturas buenas durante mucho tiempo. Sin duda, el mejor diseño de puesto de trabajo esaquel que le da la mayor libertad a la persona para modificar su postura cada vez que lo desee sinabandonar ni perjudicar la tarea que esté realizando y si la abandona que sea para descansar yrecuperarse, bien realizando otra tarea (descanso activo), bien en reposo.

La antropometría es la ciencia que estudia las dimensiones del cuerpo humano, lo mismo conobjetivos antropológicos, médicos, deportivos, que para el diseño de sistemas de los que la personaforma parte: objetos, herramientas, muebles, espacios y puestos de trabajo. La diferencia estribaprecisamente en los objetivos con que se utilice.

El ser humano es el elemento más importante de cualquier sistema P-M, pero a la vez es el más frágily caro (caro en su doble acepción: costoso y querido). Es, pues, mucho más económico tener encuenta a la persona en el diseño de los puestos de trabajo que ignorarla. Las dimensiones humanas,sus movimientos y tiempos, deben primar para determinar las dimensiones del puesto.

Fig. 2.5 a) Interacción persona-lugar de trabajo, vista en planta

Por ejemplo, el punto más distante de un panel de mandos al cual debe acceder una operadora decentral telefónica frente a ella, no debe estar a una distancia mayor que el alcance máximo de su brazotendido hacia delante sin esfuerzo, con la espalda recostada en el respaldo del asiento. Es decir, el

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lugar más alejado donde debe instalarse un botón de mando lo determina la longitud del brazo de lapersona tendido hacia delante; pero además, si este botón debe ser accionado con determinadafrecuencia, digamos diez veces por minuto, tampoco éste será el sitio idóneo para colocar el botón,sino bastante más cerca. Haga usted otra prueba: extienda el brazo al máximo hacia delante con unafrecuencia de seis veces por minuto durante diez minutos. De esta manera, cada dimensión del puestodependerá de una o más dimensiones antropométricas específicas de la persona o personas que loutilizarán y de sus movimientos y frecuencias.

Fig. 2.5 b) Interacción persona-lugar de trabajo, vista en planta

Si las personas somos seres creados para vivir en movimiento, es obvio que la antropometría quenecesitamos para diseñar herramientas, objetos y puestos de trabajo es la antropometría dinámica, yno la estática. Por lo mismo, podemos definir la antropometría que utiliza la ergonomía, como laciencia encargada de estudiar tanto las dimensiones del ser humano incluidos sus movimientos, comosu peso, su volumen, sus fuerzas, sus desplazamientos angulares, etc.

Otro aspecto que caracteriza a la antropometría como herramienta de la ergonomía es su precisiónque, por lo general, puede ser menor que la utilizada con fines antropológicos. En nuestro caso losmilímetros no dicen mucho, aunque hay que tener en cuenta que las mediciones pueden ser másbastas en la estatura, por ejemplo, y deben ser más cuidadosas cuando se mide el diámetro de los

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dedos de la mano o la distancia interpupilar. En general, la precisión de las mediciones puede ser del0,3%, sin que el estudio sufra por ello. Ello se debe no sólo a que no se requiere una gran precisión,sino también a que el hombre modifica fácilmente sus dimensiones con las posturas, los esfuerzos ylos movimientos. Observemos que nuestra estatura es mayor cuando nos levantamos por la mañanaque cuando volvemos a la cama por la noche después de haber estado de pie 16 horas, nuestros dedosson más cortos antes que después de estirárnoslos, el brazo se acorta cuando lo bajamos después detocar la pared con la punta de los dedos extendido e intentamos volver a tocar la pared de nuevo, etc.

Fig. 2.5 c) Interacción persona-lugar de trabajo, vista en perfil

Pero, además, las personas modifican sus dimensiones a lo largo de su vida y no sólo durante su etapainicial de crecimiento hasta determinada edad. Nuestras medidas antropométricas a los veinticincoaños de edad, por ejemplo, no son válidas por mucho tiempo, pues no sólo engordamos yadelgazamos con relativa facilidad, sino que con los años también varían todas las dimensiones. No esun falso alarde si un anciano nos dice que cuando joven era unos centímetros más alto. No obstante,esto no debe hacernos caer en modo alguno en la ligereza durante las mediciones de la persona, quedeben efectuarse como se explicará más adelante.

Por otra parte, no es lo mismo diseñar un puesto de trabajo para una persona específica, que para ungrupo, que para una población muy numerosa. Estas tres situaciones requieren decisiones y métodos

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de trabajo diferentes, pues el diseño se complica cuantas más personas haya que tener en cuenta,aunque muchas veces nos engañemos resolviendo un diseño sin considerar la gran variedad deusuarios potenciales que existen. Y, por cierto, desistamos de encontrar un individuo dentro del grupoo población que los represente a todos, porque ello nos llevaría al desastre. En todo caso, el únicorepresentante sería un ser imaginario llamado Maximín, descubierto por los autores y cuyos apellidos(sexo, edad, etc.) dependerán de la composición del grupo o población que represente.

Fig. 2.6 El operador funcional

Fig. 2.7 Evolución de los parámetros antropométricos con la edad

0 2 6 12 25 años

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2.2 Información antropométrica

Las diferencias antropométricas se hacen más evidentes entre etnias, países y hasta entre regiones.Por razones genéticas, de alimentación, climáticas..., que no entraremos a analizar, el ser humanoposee características diferenciales que se manifiestan de formas más o menos acentuadas. De ahí quecuando pretendamos utilizar tablas de información antropométrica ajenas a la población para la cualnecesitamos diseñar un puesto de trabajo, haya que tener en cuenta que su aplicación no garantiza enmodo alguno el éxito de nuestro diseño. Un esquimal no puede representar físicamente a unsenegalés, a un español o a un sueco. Por supuesto no vamos a dedicar ni una línea a explicar que esuna tontería lo que en ocasiones se ha escrito que es posible determinar las dimensiones del cuerpohumano a partir de la estatura; al menos en ergonomía eso no vale, ya que para el correcto diseño dePP.TT. siempre nos apoyaremos en los segmentos corporales relevantes para el caso.

Así pues, la utilización de información antropométrica no autóctona, ante la ausencia de informaciónde la población para la cual se diseña, constituye un elevado riesgo si no se se tienen en cuentaimportantes aspectos (desgraciadamente los resultados negativos de esta aplicación equivocadaabundan). Sólo citaremos dos ejemplos: los bancos de muchos parques, donde un elevado número depersonas no pueden apoyar sus espaldas porque los respaldos están muy distantes, y los asientos dealgunos vagones de metro y autobuses, en los que a muchas personas, generalmente mujeres, no lesllegan los pies al suelo y tienen que “bailar ballet en puntas” para no ser proyectadas frontalmentecuando el vehículo frena o inicia la marcha.

Por lo mismo, y con más motivo, debemos estar alertas sobre la aplicación de valores contenidos enmanuales en los que se sugiere, por ejemplo, que la altura del asiento debe ser de 43,5 cm; entre 36-45 cm; 41-46 cm; 36-46 cm; 40-41 cm; etc. Estos valores que hemos citado son ejemplos realestomados de diferentes fuentes. ¿Por qué no debemos creer, por ejemplo, que el asiento debe estar auna altura del suelo de 40-41 cm? Sencillamente porque no es cierto, ni la explicación que nos da elautor tiene credibilidad. Él dice que es el valor que propone teniendo en cuenta la bibliografíainternacional. Cuidado, porque el hombre internacional no existe.

Si hubiésemos aceptado este valor recomendado habríamos cometido un importante error, al menosen dos fábricas barcelonesas donde trabajan un total de 120 mujeres, ya que, después de haberefectuado un gran número de mediciones y calculado estadísticamente los valores para sillas de alturaajustable, la altura mínima del asiento que propusimos para ambas fábricas fue de 34 cm y la máxima40,5 cm (redondeado a 41). Es decir, el asiento debía desplazarse al menos 6,5 cm a partir de los 34cm del suelo. Dicho de una manera más clara: si hubiésemos aplicado los consejos de algunas citasbibliográficas, en una silla a 40 cm de altura aproximadamente al 90% de las trabajadoras de esasfábricas (108 mujeres) les colgarían las piernas y no podrían apoyar los pies en el suelo, lo cual, alcabo de unos pocos años, habría provocado al menos, serios trastornos circulatorios. Quizás puedeparecer un ejemplo irreal sacado de la manga, pero es un caso absolutamente verídico ydesafortunadamente cotidiano y muy fácil de comprobar.

De manera que si carecemos de información antropométrica de la población para la cual necesitamosdiseñar puestos de trabajo, debemos ser muy cautelosos con la información ajena y con las

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recomendaciones bibliográficas, vengan de donde vengan, porque quienes recomiendan no poseeninformación de la población específica para la cual queremos diseñar, o en el caso más comúnprovienen de una traducción de un manual. Seguramente el autor del original se quedaría atónito siviera la utilización mimética de sus datos en otra población ajena al estudio.

Fig. 2.8 a) Tabla antropométrica de trabajadoras de una fábrica de Barcelona

Para ello debemos tener en cuenta nuestra experiencia con la población específica y la informaciónantropométrica limitada que poseamos de la misma, ya sea tomada por nosotros mismos o por otrosespecialistas, en fábricas, oficinas, hospitales, etc., que nos permita estimar las diferencias másimportantes en relación con la información antropométrica ajena.

Dim Media D.E. P1 P5 P10 P90 P95 P99

SENTADO

37,33 1,82 33,08 34,33 34,99 39,67 40,33 41,57

47,47 2,06 42,68 44,08 44,83 50,11 50,86 52,27

57,84 2,66 51,65 53,46 54,43 61,26 62,22 64,03

13,54 1,78 9,40 10,61 11,26 15,83 16,48 17,69

56,31 2,06 51,52 52,92 53,67 58,96 59,70 61,11

21,71 2,20 16,59 18,09 18,91 24,53 25,33 26,83

40,70 4,02 31,34 34,08 35,54 45,86 47,32 50,06

68,20 2,73 61,86 63,72 64,71 71,69 72,68 74,54

112,30 3,15 105,00 107,10 108,20 116,30 117,50 119,60

39,94 3,77 31,18 33,74 35,11 44,77 46,14 48,71

46,73 5,57 33,77 37,56 39,58 53,87 55,90 59,69

DE PIE

97,64 2,56 91,68 93,42 94,36 100,90 101,90 103,60

153,90 4,65 143,10 146,30 148,00 159,90 161,60 164,80

163,30 4,21 153,60 156,40 158,00 168,70 170,30 173,10

1AP

2SP

3SR

4MA

5MS

6CA

7AmíB

8AmáB

9AOs

10ACs

11CC

12CSp

13AOp

14EST

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Fig. 2.8 b) Tabla antropométrica de trabajadoras de una fábrica de Sant Feliu de Llobregat

Pero atención. Nunca hay que olvidar que si necesitamos diseñar los puestos de trabajo para unaindustria específica, la existencia de información nacional no nos libera de la necesidad de efectuarmediciones del personal de la misma, independientemente de que poseamos la mejor informaciónantropométrica propia del país. La información antropométrica de una población muy numerosa esútil cuando nuestro diseño está destinado a toda o a una gran parte de esa población, pero vaperdiendo fiabilidad a medida que nuestro diseño está dirigido a subpoblaciones menores o másespecíficas.

La información antropométrica generalmente está expresada en tablas con los percentiles más usualesde cada dimensión, aunque también puede estar expresada implícitamente con la media y la

Dim Media D.E. P1 P5 P10 P90 P95 P99

SENTADO

37,07 1,61 33,32 34,42 35,00 39,13 39,72 40,82

48,28 2,84 41,67 43,60 44,63 51,92 52,96 54,89

57,95 3,29 50,30 52,54 53,73 62,17 63,37 65,61

13,71 1,30 10,69 11,58 12,05 15,37 15,84 16,73

53,12 1,94 48,61 49,93 50,63 55,60 56,30 57,62

19,97 2,49 14,18 15,87 16,78 23,16 24,07 25,76

40,15 2,84 33,54 35,47 36,50 43,79 44,82 46,76

67,88 3,82 58,98 61,59 62,98 72,78 74,17 76,77

109,60 3,71 101,00 103,50 104,90 114,40 115,70 118,20

38,55 2,96 31,66 33,67 34,75 42,34 43,42 45,44

44,71 3,86 35,73 38,36 39,76 49,66 51,07 53,70

DE PIE

95,81 4,05 86,38 89,14 90,61 101,00 102,50 105,20

150,20 5,19 138,10 141,60 143,50 156,80 158,70 162,30

160,70 5,33 148,3 151,90 153,80 167,50 169,40 173,00

1AP

2SP

3SR

4MA

5MS

6CA

7AmíB

8AmáB

9AOs

10ACs

11CC

12CSp

13AOp

14EST

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desviación estándar solamente, o mediante curvas o figuras. En las figuras que se muestran másadelante se pueden ver estos ejemplos.

2.3 Dimensiones antropométricas

Las dimensiones del cuerpo humano son numerosas, pero para diseñar un puesto de trabajo específicosólo se deben tener en cuenta las necesarias para el mismo. Por ejemplo, para diseñar un puestosentado de videoterminales no se utiliza en ningún momento la estatura, por lo que sería absurdotenerla en cuenta y perder tiempo y dinero midiéndola. Esta dimensión no es relevante para ese puestode actividad, aunque sí para otros, como es la altura de la puerta de un vagón de metro; mientras quepara el diseño del puesto de videoterminales son imprescindibles entre otras, la altura ojos-suelo,sentado el trabajador, y la altura de codos-suelo, sentado el trabajador, que se denominaríandimensiones relevantes, relacionadas siempre, además, con el tipo de tarea que se deban desarrollaren esos puestos de actividad.

Fig. 2.9 Algunas de las medidas antropométricas más utilizadas para el diseño de puestos de trabajo:

a) sentado y de pie, de perfil b) sentado de frente

E

AOp

AOsHA

AmaB

RP

RA

AmiB

SR

SP

APMS

ACs

MACA

CSp

CC

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Es por ello que antes de comenzar a efectuar las mediciones se deben analizar con rigor las medidasantropométricas que se quieran tomar, pues su cantidad guarda relación con la viabilidad económicadel estudio, mientras que si se obvia una medida relevante para un diseño, su carencia hará imposibleuna solución satisfactoria.

En la figura 2.9 se ofrece una relación de algunas de las medidas antropométricas más utilizadas parael diseño de puestos de trabajo y las posiciones y posturas para su tomas. Para las tomas de perfil serecomienda tomar el lado derecho del sujeto.

Una relación de medidadas antropométricas más completa, y de gran ayuda en el diseño de PP.TT., esla siguiente:

1. Altura poplítea (AP)2. Distancia sacro-poplítea (SP)3. Distancia sacro-rótula (SR)4. Altura muslo-asiento (MA)5. Altura muslo-suelo (MS)6. Altura rodillas-suelo (RS)7. Altura codo-asiento (CA)8. Alcance mínimo del brazo hacia delante con agarre (AmínBa)9. Alcance mínimo del brazo hacia delante sin agarre (AmínB)

10. Distancia codo-mano (CM)11. Alcance máximo del brazo hacia delante con agarre (AmáxBa)12. Alcance máximo del brazo hacia delante sin agarre (AmáxB)13. Altura ojos-suelo, sentado (OSs)14. Altura hombros-asiento (HA)15. Anchura de caderas (muslos), sentado (CdCd)16. Ancho de rodillas, sentado (RRs)17. Altura subescapular (AS)18. Altura iliocrestal (AI)19. Ancho codo-codo (CC)20. Profundidad del pecho (PP)21. Profundidad del abdomen (PA)22. Anchura de hombros (HH)23. Altura hombros-suelo, de pie (HSp)24. Altura codo-suelo, de pie (CSp)25. Altura ojos-suelo, de pie (OSp)26. Ancho de torax (AT)27. Estatura (E)

Otras dimensiones:28. Largo del pie (LP)29. Ancho del pie (AP)30. Longitud de la mano (LM)

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31. Ancho de la mano desde el metacarpio (AMm)32. Ancho de la mano desde el pulgar (AMp)33. Espesor de la mano desde el tercer metacarpio (EMm)34. Profundidad de la cabeza (PC)35. Ancho de la cabeza (AC)

Además: sexo, edad, peso, superficie corporal, fuerzas a desarrollar, etc.

2.4 Análisis preliminar para diseñar puestos de trabajo

Las personas no somos objetos ni nuestro entorno es una caja donde debemos estar envasados. Hayexigencias que es imprescindible considerar antes de tomar decisiones sobre las relaciones quevinculan las distintas dimensiones del cuerpo humano con las de nuestro entorno, con el fin de lograruna correcta compatibilidad. Por ejemplo, en una silla, el asiento debe estar a una altura del suelo queposibilite al apoyar los pies cómodamente en él, dejando libre de presiones la región poplítea, situadaentre la pantorrilla y el muslo, pues de otro modo la circulación sanguínea quedaría afectada.Recordemos a los niños sentados en sillas de adultos con las piernas colgando. En consecuencia, laaltura del asiento debe ser ligeramente menor (pueden ser 2 ó 3 cm) que la altura poplítea del sujetosentado más los tacones o, de lo contrario, debe situarse un apoyapiés.

Fig. 2.10 Dimensiones de asientos y respaldos

95-115°G

K L

E

F

C

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Lo mismo ocurre con las demás dimensiones de la silla: la altura máxima del respaldo, si es rígido, nodebe sobrepasar la altura subescapular en posición de sentado, y el respaldo debe permitir laacomodación del coxis sin presionarlo, por lo que resultará preferible que el respaldo comience, deabajo a arriba, a partir de la altura iliocrestal.

Para las mediciones antropométricas existen metodologías que garantizan homogeneidad y precisiónadecuadas. Así pues, con vistas a determinar las dimensiones relevantes y otras características delpuesto, ya sea existente o en proceso de diseño, como paso previo al estudio de las relacionesdimensionales, es necesario analizar los siguientes aspectos para todos los usuarios del mismo:

1. Métodos de trabajo que existen o que existirán en el puesto.2. Posturas, movimientos, y sus tiempos y frecuencias. 3. Fuerzas y cadencias de éstas que deberá desarrollar el usuario.4. Importancia y frecuencia de atención y manipulación de los dispositivos informativos y controles. 5. Regímenes de trabajo y descanso, sus tiempos y horarios.6. Carga mental que exige el puesto.7. Riesgos efectivos y riesgos potenciales implicados en el puesto.8. Ropas, herramientas y equipos de uso personal.9. Ambientes visual, acústico, térmico, etc., del entorno.

10. Otras características específicas del puesto que fuesen de interés.

A partir de este análisis es posible conocer cuáles son las dimensiones relevantes que hay queconsiderar, teniendo en cuenta todas las personas y sus funciones que tienen y/o habrán de tenerrelación con el puesto de trabajo, como por ejemplo, en el caso de un molino de rodillos para molertintas de imprenta, los transportistas, los instaladores, los molineros y los ayudantes, los operarios demantenimiento, etc.

2.5 Métodos de medición e instrumentos

Los estudios antropométricos a partir de imágenes fotográficas y de vídeo generalmente habíantropezado con la inexactitud y la poca precisión de los resultados, actualmente con las nuevastecnologías esos errores se han subsanado, y además, los tiempos de las tomas y posterioresmediciones con imágenes son considerablemente menores que los tiempos de las mediciones a mano,más cómodos y permiten acumular grandes volúmenes de información en tiempos razonablementebreves.

Esta inexactitud se debe a las diferentes aberraciones que introducen las lentes en las imágenes y a lapoca precisión que permiten las pequeñas imágenes en las pantallas y fotografías (los equipos másprecisos y exactos son muy caros). Sin embargo, como ventaja, se necesitan menos personas en lastareas de tomas y mediciones (una persona para las tomas y otra para efectuar las mediciones sobrelas fotografías o sobre las pantallas del ordenador, que puede ser la misma). Las mediciones a manocontinuan siendo las más fiables (los resultados son más exactos y la precisión mucho mayor), a pesarde que exigen más trabajo, tiempo y un equipo de varias personas.

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2.5.1 Instrumental para medir a mano

Los instrumentos para efectuar las mediciones a mano son varios:

1. Antropómetro: es un pie de rey gigante, de tamaño proporcional al cuerpo humano.2. Estadiómetro: se utiliza para medir la estatura.3. Cinta métrica convencional y cartabones: son buenos instrumentos y fiables si son bien utilizados

cuando se carece de antropómetro.4. Plano vertical: se utiliza como fondo y respaldo del sujeto que permite establecer una referencia en

mediciones tanto de pie como sentado.5. Balanza clínica: se utiliza para obtener el peso del sujeto. 6. Silla antropométrica: se utiliza para la toma de medidas del sujeto sentado. Consiste en una silla,

nada cómoda, con asiento perfectamente paralelo al suelo y respaldo en plano perpendicular queforme un ángulo recto con el asiento, con una altura desde el asiento hasta sobrepasar algo lacabeza del sujeto sentado más alto. Las superficies del asiento y del respaldo deben ser planas,duras, rígidas, fáciles de limpiar y desplazables mediante algún mecanismo, como se explica acontinuación:

– el asiento podrá desplazarse verticalmente para variar su altura del suelo, desde un mínimohasta un máximo, dentro de un intervalo determinado durante su diseño a partir de lascaracterísticas antropométricas de la población que se quiera medir,

– el respaldo se podrá desplazar horizontalmente dentro de un intervalo determinado que permitamodificar su profundidad en relación con el borde del asiento,

– se puede disponer un apoyabrazos de altura variable al lado derecho de la silla,– la silla debe ser instalada sobre un suelo totalmente a nivel.

2.5.2 Puntos antropométricos

Los puntos antropométricos son necesarios como referencias para la toma de mediciones. Son muyútiles cuando son localizables visualmente y/o al tacto. A continuación se relacionan los quegeneralmente son más importantes:

1. Depresión poplítea: es la superficie triangular del poplíteo limitada por la línea oblicua de la tibia.2. Protuberancia superior del cóndilo exterior del fémur: es la extremidad inferior del fémur, cóndilo

exterior en la cara lateral externa.3. Protuberancia mayor del muslo: es el punto más alto del muslo a nivel inguinal, si se toma como

referencia el pliegue cutáneo que se forma entre el muslo y la cintura pélvica.4. Ángulo inferior de la escápula: es el ángulo inferior formado por los bordes externo e interno del

omóplato.5. Espina ilíaca anterior superior: es la extremidad anterior de la cresta ilíaca.

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6. Vértex: es el punto más alto en la línea medio sagital cuando la cabeza está orientada en el planode Frankfort.

7. Apófisis acromial: es el punto más lateral y superior de la apófisis acromial del omóplato.8. Cresta ilíaca: es el borde superior sinuoso del hueso ilíaco; su extremidad anterior recibe el nombre

de espina ilíaca anterior y posterior, y la extremidad posterior se denomina espina ilíaca posterior ysuperior.

En la figura 2.11 se muestra un esqueleto humano.

Fig. 2.11 Puntos antropométricos en un esqueleto

frontal

maxilar

mandíbula

clavículamanubrioesternón

epicóndilosmedial y lateral

cartílagoángulo subcostal

trocánter mayor

apófosisestiloides

metacarpianos

falanges

isquión

pubis

cóndilosmedial y lateral

tarsianos

calcáneo

falanges

maléolosmedial y lateral

tibia

peroné

rótula

fémur

acetábuloradio

ilión

cresta

cúbito

olécranon

columna lumbar

escápulohúmero

columna torácica

glenoidetuberosidad mayor

acromión

columna cervicalarco cigomático

temporalparietal

columna sacra

metatarsianos

xifoides

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2.5.3 Equipo de mediciones

El objetivo de las mediciones es lograr la información antropométrica de una, de varias, o de un grannúmero de personas, con un mínimo de errores, después de haber efectuado el análisis preliminarnecesario según el puesto de trabajo que se quiere diseñar o rediseñar.

Para efectuar mediciones a mano de un grupo se requiere de un equipo de personas entrenadas y deuna metodología; la que se propone a continuación ha sido empleada por los autores en diversostrabajos desarrollados con el objetivo de diseñar puestos de trabajo.

Considerando que la fatiga física y mental se manifiesta también en los miembros del equipo demediciones en forma de torpeza manual, errores de percepción visual y auditiva, elevación de losumbrales sensoriales, etc., el equipo de medición deberá estar constituido por tres, cuatro, o máspersonas, según la cantidad de sujetos que haya que medir. El equipo estará formado por un medidor,un anotador, un auxiliar y uno o varios suplentes, que se rotarán en sus funciones según acuerden, porel cansancio y conveniencias de la actividad.

Las funciones de cada uno de estos componentes serán:

1. Medidor: posicionar y medir al sujeto y pronunciar en voz alta el valor de cada dimensión dígito adígito.

2. Anotador: anotar el valor repitiéndolo en voz alta.3. Auxiliar: ayudar al medidor a situar al sujeto y constatar la exactitud de la medición y que el valor

pronunciado corresponda con la lectura.4. Suplentes: sustituir a los miembros de los equipos que van rotando en sus tareas.

2.5.4 Posiciones y condiciones para medir al sujeto

Cuando se efectúan mediciones antropométricas con vistas a disponer de información de grandespoblaciones con objetivos generales muy amplios o no especificados (objetivos futuros aún sinprecisar), las mediciones se deben efectuar con el sujeto preferiblemente en bañador o ropa muyligera y descalzo, de manera que puedan ser localizados fácilmente los puntos antropométricos dereferencia y que los valores obtenidos sean independientes de la ropa y del calzado.

Sin embargo, si las mediciones se efectúan con objetivos muy específicos y sobre una persona, o ungrupo o una pequeña población, es recomendable efectuar las mediciones con la ropa y el calzadopropios de la actividad que se desempeña. Incluso existen situaciones en las que se imponen lasmediciones con ropas especiales de obligada utilización, hasta con equipos como, por ejemplo, trajescon escafadras, guantes y botas, balones de oxígeno a la espalda, cascos, portaherramientas, orejeras,gafas, etc.

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En caso de disponer de información antropométrica de personas desnudas o con bañador, y de resultarinviable, por cualquier motivo, una medición con la ropa específica del puesto que queremos diseñar,se deben añadir a las diferentes dimensiones de la información márgenes de holgura para la ropa y elcalzado. Estos márgenes de holgura podrían estimarse con suficiente precisión efectuando medicionessobre un mismo individuo seleccionado, que sea representativo del grupo o de la población para laque se está diseñando, midiéndolo desnudo y uniformado y calculando para cada dimensión lavariación introducida por el uniforme, los accesorios, las herramientas, etc.

Por ejemplo:Ancho de caderas sentado, con uniforme = 49 cm

Ancho de caderas sentado, sin ropa = 41 cm

Diferencia: 8 cm

Con la cual podemos corregir los valores de los anchos de cadera de todas las personas que han sidomedidas sin ropa.

Con frecuencia es necesario tener en cuenta que en un puesto de trabajo una misma persona puedevariar su ropa y calzado de una forma notable por distintos motivos, por ejemplo, según la estacióndel año. O es también el caso de algunas personas que pueden utilizar zapatos bajos o de tacones altosen su puesto de trabajo, según les exijan sus agendas o simplemente les apetezca, e incluso cambiarsevarias veces el mismo día.

Sin olvidar los movimientos que deberá realizar el sujeto durante su actividad, las mediciones seefectuarán de pie y/o sentado, según sea necesario para el tipo de puesto que se quiera diseñar; enposición de atención antropométrica (PAA) y en PAA modificada respectivamente, tal como semuestra en la figura 2.9 antes expuesta, que se explican a continuación.

2.5.4.1 Posición de atención antropométrica (PAA)

La PAA exige los siguientes requisitos: de pie con los talones unidos y el cuerpo perpendicular alsuelo, recostados los glúteos y la espalda a un plano imaginario perpendicular al suelo; los brazosdescansando verticalmente a ambos lados del cuerpo con las manos extendidas, los hombrosrelajados, sin hundir el pecho, y con la cabeza en la posición del plano de Frankfort, que consiste enla adoptada de manera que un plano horizontal imaginario pase tangencialmente por el borde superiordel conducto auditivo externo y por el pliegue del párpado inferior del ojo.

La PAA modificada es una posición similar pero con el sujeto sentado, con los glúteos y la espaldapor lo tanto apoyados en el respaldo de la silla antropométrica y la cabeza en posición del plano deFrankfort, con los muslos, las rodillas, las pantorrillas y los talones unidos, y con los muslosformando un ángulo de 90° con las pantorrillas y los pies descansando totalmente sobre el suelo.

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2.5.5 Definiciones de las dimensiones antropométricas y método para efectuar sus mediciones

La bibliografía aborda este tema con determinadas variantes, por lo que debe tenerse especial cuidadoal tomar datos de la información de referencia. En este caso se encuentra, por ejemplo, la profundidaddel abdomen, que algunos autores pueden definir como la distancia horizontal medida desde laespalda hasta el punto más adelantado del abdomen. Nosotros, a efectos prácticos, recomendamos lamedición de la distancia horizontal medida desde el plano vertical que pasa por el occipital, laescápulas y los glúteos hasta el punto más alejado del abdomen, pues consideramos que más que elespesor del cuerpo, lo que interesa realmente para diseñar un puesto de trabajo es determinar lalimitación del sujeto para acceder con sus brazos a los puntos más alejados y más cercanos frente a él.Las definiciones de las siguientes dimensiones y su método de medición responden a este criterio.

1. Altura poplítea (AP): es la distancia vertical medida desde el suelo hasta el punto más alto de ladepresión poplítea, estando el individuo sentado con ambos pies apoyados de forma plana sobre elsuelo y el borde anterior del asiento no ejerciendo presión en la cara posterior del muslo (losmuslos tienen que estar en posición horizontal formando un ángulo de 90°). Se sitúa elantropómetro haciendo contacto con el plano del suelo y el extremo de la rama móvil, en contactocon el punto más alto de la depresión poplítea, cuidando de mantener el intrumento vertical yparalelo al plano medio sagital del cuerpo.

2. Distancia sacro-poplítea (SP): es la distancia horizontal medida desde el punto correspondiente ala depresión poplítea de la pierna, hasta el plano vertical situado en la espalda del individuo,cuando tiene el muslo en posición horizontal y formando un ángulo de 90° con las piernas y eltronco. Se sitúa el extremo del antopómetro haciendo contacto con el plano vertical y se coloca larama móvil en la depresión poplítea, y se verifica que la rama esté en contacto con la caraposterior del muslo.

3. Distancia sacro-rótula (SR): es la distancia horizontal medida desde el punto correspondiente alvértice de la rótula hasta el plano vertical situado en la espalda del individuo, cuando éste tenga sumuslo en posición horizontal y formando un ángulo de 90° con las piernas y el tronco. La técnicapara su medición es la misma que para la distancia sacro-poplítea, pero alargando la rama móvilhasta la rótula del individuo.

4. Altura muslo-asiento (MA): es la distancia vertical desde el punto más alto del muslo a nivelinguinal, tomando como referencia el pliegue cutáneo que se forma entre el muslo y la cinturapélvica, y el plano horizontal del asiento al estar el individuo sentado, con un ángulo de 90° entreel tórax y el muslo. Se coloca la rama móvil del antropómetro sobre el muslo, sin presionar, en elpunto identificador indicado; la parte fija del antropómetro se situará en el plano del asiento.

5. Altura muslo-suelo (MS), sentado: es la distancia vertical medida desde el punto más alto delmuslo a nivel inguinal, tomando como referencia el pliegue cutáneo que se forma entre el muslo yla cintura pélvica, y el plano horizontal del suelo al estar el individuo sentado, con un ángulo de90° entre el tórax y el muslo. Se sigue el mismo proceso que la medida anterior, cambiando la

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posición del extremo fijo del instrumento, que ahora se situará en el plano del suelo; la ramamóvil continuará en el punto identificativo sobre el muslo.

6. Altura rodillas-suelo (RS), sentado: es la distancia vertical medida desde el punto más alto de larodilla y el plano horizontal del suelo al estar el individuo sentado, con un ángulo de 90° entre eltórax y el muslo. Se sitúa el antropómetro haciendo contacto con el plano de la superfie del sueloen posición vertical y la rama móvil haciendo contacto con el punto más alto de la rodilla.

7. Altura codo-asiento (CA): es la distancia medida desde el plano del asiento hasta la depresión delcodo, cuando el sujeto tiene su brazo paralelo a la línea media del tronco y el antebrazo formandoun ángulo aproximadamente de 90°. Se sitúa el antropómetro haciendo contacto con el plano de lasuperfie del asiento en posición vertical y la rama móvil haciendo contacto con la depresión delcodo.

8. Alcance mínimo del brazo hacia delante con agarre (AmínBa): es la distancia horizontal medidadesde el respaldo del asiento hasta el eje vertical que se produce en la mano con el puño cerrado ysosteniendo un eje, cuando el individuo tiene su brazo paralelo a la línea media del tronco y elantebrazo formando un ángulo igual o un poco menor de 90° con el brazo, en posición cómoda.En posición PAA, agarrando un eje con el antebrazo sin modificar la posición vertical, yverificando la perpendicularidad con el brazo y el paralelismo con el suelo.

9. Alcance mínimo del brazo hacia delante sin agarre (AmínB): igual que con agarre, pero con losdedos unidos extendidos hacia delante. La distancia se mide hasta la punta de los dedos.

10. Distancia codo-mano (CM): es la distancia horizontal medida desde el codo hasta la punta de losdedos con la mano abierta, cuando el individuo tiene su brazo paralelo a la línea media del troncoy el antebrazo formando un ángulo igual o un poco menor de 90° con el brazo; en posicióncómoda.

11. Alcance máximo del brazo hacia delante con agarre (AmáxBa): es la distancia horizontal medidadesde el plano vertical que pasa por el occipital, las escápulas y los glúteos, hasta el eje verticalque se produce en la mano con el puño cerrado, cuando el individuo tiene su brazo extendido. Lamedición se realiza con la misma preparación que para la medida del alcance mínimo; por ellopediremos al individuo que extienda todo el brazo, y verificaremos los 90° en los sentidos verticaly horizontal. La distancia entre el plano vertical y el eje sujeto será el alcance máximo.

12. Alcance máximo del brazo hacia delante sin agarre (AmáxB): es la distancia horizontal medidadesde el plano vertical que pasa por el occipital, las escápulas y los glúteos, hasta la punta de losdedos unidos con la mano abierta y el brazo extendido hacia delante.

13. Altura ojos-suelo, sentado (OSs): se coloca un cartabón sobre el plano vertical de tal forma que larama del cartabón esté a la altura de la pupila del ojo. La rama fija del antropómetro se sitúa en elplano del suelo, y se alarga la móvil hasta la superficie inferior del cartabón.

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14. Altura hombros-asiento (HA): es la distancia vertical medida desde la superficie del asiento hastael punto equidistante del cuello y el acromión, cuando el individuo se encuentra sentado con eltórax perpendicular al plano del asiento. Se mide con la rama fija del antropómetro situadaperpendicularmente sobre el plano del asiento y la móvil sobre la superficie del hombro, vigilandoque mantenga los hombros en contacto con el plano vertical.

15. Anchura de caderas (muslos), sentado (CdCd): es la distancia horizontal que existe entre losmuslos, encontrándose el sujeto sentado con el tórax perpendicular al plano de trabajo. Una vezlocalizados con los dedos los huecos de las caderas, se colocan las ramas del antropómetro sobrelas crestas ilíacas, sin presionar, y se suben y bajan hasta encontrar el valor máximo del diámetro,manteniendo el intrumento en posición horizontal.

16. Ancho de rodillas, sentado (RRs): es la distancia horizontal que existe entre los puntos másexteriores de las rodillas, encontrándose la persona sentada con el tórax perpendicular al plano detrabajo. Se mide localizando con los dedos las protuberancias externas de las rodillas, se colocanlas ramas del antropómetro sobre las mismas, sin presionar, y se suben y bajan hasta encontrar elvalor máximo de la distancia, manteniendo el instrumento en posición horizontal.

17. Altura subescapular, sentado (AS): es la distancia vertical medida desde el ángulo inferior de laescápula hasta el plano del asiento, cuando el sujeto está en PAA modificada. Para su medición secoloca el extremo del antropómetro verticalmente en contacto con el plano del asiento y paraleloal plano medio sagital del cuerpo, y la rama móvil en contacto con el borde inferior de laescápula.

18. Altura iliocrestal, sentado (AI): es la distancia vertical desde la espina ilíaca anterior y superiorhasta el plano del asiento, cuando la persona está en PAA modificada. Esta altura coincide con laaltura sacrolumbar cuando el sujeto está sentado. Para su medición se coloca el extremo delantropómetro verticalmente en contacto con el plano del asiento y paralelo al plano medio sagitaldel cuerpo y la rama móvil en contacto con la espina ilíaca anterior y superior.

19. Ancho codo-codo (CC): es la distancia horizontal medida entre los codos, encontrándose elindividuo sentado con los brazos colgando libremente y los antebrazos doblados sobre los muslos.El medidor se situará por detrás del individuo colocando las ramas del antropómetro en lasuperficie exterior de los codos y, sin ejercer presión, lo subirá y lo bajará horizontalmente hastadetectar el valor máximo.

20. Profundidad del pecho (PP): es la distancia horizontal medida desde el plano vertical que pasa porel occipital, las escápulas y los glúteos hasta el punto más alejado del pecho. Se mide con laespalda del individuo apoyada sobre el respaldo o el plano vertical, en una posición relajada, ytomando la distancia desde el plano vertical hasta el plano más alejado por el pecho.

21. Profundidad del abdomen (PA): es la distancia horizontal medida desde el plano vertical que pasapor el occipital, la escápulas y los glúteos hasta el punto más alejado del abdomen. Se mide con laespalda del individuo apoyada sobre el respaldo o el plano vertical, en una posición relajada, y

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tomando la distancia desde el plano vertical hasta el plano más alejado por el abdomen.

22. Anchura de hombros (HH): distancia horizontal máxima que separa a los músculos deltoides. Elmedidor se situará por detrás del individuo colocando las ramas del antropómetro en la superficieexterior de los hombros y, sin ejercer presión, lo subirá y lo bajará horizontalmente hasta detectarel valor máximo.

23. Altura hombros-suelo, de pie (HSp): distancia vertical medida desde la superficie del suelo hastaun punto equidistante del cuello y el acromión, cuando el individuo se encuentra en posiciónPAA. Se mide con la rama fija del antropómetro situada perpendicularmente al plano del suelo yla móvil sobre la superficie del hombro, vigilando que mantenga los hombros en contacto con elplano vertical.

24. Altura codo-suelo de pie (CSp): es la distancia medida desde el suelo hasta la depresión del codocuando el sujeto, de pie y en posición PAA, tiene su brazo paralelo a la línea media del tronco y elantebrazo formando un ángulo aproximado de 90°. Al igual que la altura del codo sentado, seextiende la rama móvil hasta la depresión del codo, manteniéndola fija y perpendicular sobre elplano del suelo.

25. Altura ojos-suelo, de pie (OSp): es la distancia vertical desde el eje horizontal que pasa por elcentro de la pupila del ojo hasta la superficie del suelo, cuando la persona está en posición PAA.En posición PAA se coloca un cartabón sobre el plano vertical para señalar la altura de la pupila.La rama fija del antropómetro se situará perpendicular sobre el plano del suelo y la móvil en lasuperficie inferior del cartabón.

26. Ancho de tórax (AT): Es la distancia horizontal del ancho del tórax medido en la zona másexterna de los pechos donde se encuentran con los brazos, con el sujeto en PAA, los brazosdescansando normalmente a ambos lados del cuerpo y respirando con normalidad. Se midesituando en los puntos señalados los brazos del antropómetro dispuesto horizontalmente.

27. Estatura (E): es la altura máxima desde la cabeza hasta el plano horizontal de la base delestadiómetro o del suelo, con la persona en posición de atención antropométrica (PAA). Sumedición se realiza haciendo coincidir la línea media sagital con la del instrumento, bajando lapieza móvil hasta colocarla en contacto con el cabeza y presionando ligeramente.

2.5.6 Protocolo para las mediciones antropométricas con cámara de vídeo

1. La cámara se situa a una distancia fija de la cuadrícula, que se mantendrá constante para todos lossujetos. Esta distancia debe permitir la toma holgada del puesto más alto de pie –por ejemplo, 210cm de estatura– y debe marcarse en el suelo el emplazamiento de la cámara para garantizar dichaposición durante todo el tiempo que duren las mediciones.

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2. El emplazamiento del set debe ser tan ancho como se indica en vista superior representada en lafigura 2.12, en la que las dos luminarias de halógeno con difusores, deben situarse a ambos ladosde la cámara, aproximadamente a un metro de altura del suelo y formando un ánguloaproximadamente de 45° con el plano de la retícula, con el objeto de evitar reflejos en la retícula ygarantizar una iluminación homogénea sobre el sujeto.

3. Durante las tomas el foco de la cámara debrá situarse en el punto central de la cuadrícula (no en elsujeto).

Fig. 2.12 Posicionamiento en planta del set

4. Las posiciones a tomar serán las tres indicadas en la figura 2.13 (A, B y C), que se desciben acontinuación:

Posición de sentado (figura 2.13 A)a) Se situarán las patas de la silla de manera que éstas no interfieran la vista de los talones del sujeto y

con el borde izquierdo de la silla haciendo contacto completamente perpendicular con la retícula.b) Antes de sentarse el sujeto, el asiento de la silla se elevará a su nivel más alto.c) Se sentará el sujeto con muslos, pantorrillas y pies situados paralelos entre sí y los más unidos

posible; el torso derecho y perpendicular al suelo, tomando como guía el respaldo de la silla,tocándolo con la espalda recta pero sin recostarse excesivamente para que éste no ceda más de 90°respecto al plano del asiento; hombros relajados, sin hundir el pecho, y la cabeza derecha y en elplano de Frankfort.

d) Con la palanca reguladora se buscará la altura adecuada del asiento, de manera que, con los piesdescansando cómodamente sobre el suelo, la recta imaginaria de la distancia sacro-rodilla (a lolargo del muslo) esté paralela al suelo y forme un ángulo de 90° con la recta imaginaria de la alturade la rodilla perpendicular al suelo. El sujeto doblará el brazo derecho formando un ángulo nosuperior a 90° con el antebrazo (el húmero) que se mantendrá perpendicular al suelo.

> 550

> 1

50

150 500

45-60

45-60

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Posición de pie frontal (figura 2.13 B)El sujeto se situará de pie, de frente a la cámara, en el lugar del set indicado en la figura; con laespalda tocando la cuadrícula, con los pies paralelos entre sí; talones unidos, torso erguido; cuerpoperpendicular al suelo; el brazo derecho descansando a lo largo del cuerpo con la palma de la manoabierta y vuelta hacia adelante, y el brazo izquierdo doblado 90° hacia delante con la mano abierta yla palma vuelta hacia arriba –pidiendo– y el antebrazo perpendicular al suelo permitiendo que elepicóndilo sea visible por la cámara; hombros relajados; sin hundir el pecho y la cabeza derecha y enel plano de Frankfort.

Posición de pie, de perfil (figura 2.13 C)El sujeto se situará de pie mostrando su perfil izquierdo a la cámara, en el lugar del set indicado en lafigura, con su brazo derecho extendido hacia delante y paralelo al suelo, con la palma de la manoabierta y vuelta hacia la cámara y el brao izquierdo doblado 90° respecto al antebrazo y la manoabierta. La posición del cuerpo debe seguir las mismas instrucciones ofrecidas para la posturaanterior.

Fig. 2.13 Posiciones a filmar del sujeto

PANEL RETICULADO

LUMINARIA LUMINARIA

CÁMARA

(A)

(B)(C) 800

1.500

45° 45°5000

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2.6 Principios del diseño antropométrico

Lo mejor y más exacto es diseñar el puesto de trabajo para una persona determinada, pero también lomás caro, por lo que sólo está justificado en casos específicos. En el diseño individual debemos actuarcomo los sastres o las modistas: tomamos las medidas antropométricas relevantes del sujeto y conellas diseñamos el puesto exclusivo para él.

Sin embargo, si este puesto debe ser utilizado por un grupo de 5, 20, 50... personas, habrá que tenerlasen cuenta a todas para hacer el diseño. Algo parecido, pero más complicado aún, se presenta cuandodebemos diseñar para poblaciones numerosas y muy numerosas.

Para abordar estos casos es necesario hablar primero de los tres principios para el diseñoantropométrico.

1. Principio del diseño para el promedio.

2. Principio del diseño para individuos extremos.

3. Principio del diseño para un intervalo ajustable.

2.6.1 Principio del diseño para el promedio

En las dimensiones antropométricas también el promedio generalmente es un engaño. Suponga que5 personas miden de estatura 195, 190, 150, 151 y 156 cm; la media sería de 168,4 cm. Si se diseñarala puerta de una cabina de ducha para la estatura media de este grupo, dos de las personas tendríanque encorvarse bastante o se golpearán la cabeza a menudo: ese diseño habría resultado un engaño. Yhay casos peores. Por esto el promedio sólo se utiliza en contadas situaciones, cuando la precisión dela dimensión tiene poca importancia, no provoca dificultades o su frecuencia de uso es muy baja, sicualquier otra solución es o muy costosa o técnicamente muy compleja…

2.6.2 Principio del diseño para los extremos

Si se necesitara diseñar la puerta de la cabina de ducha para las 5 personas anteriores, sin duda habráque hacerlo pensando en la más alta y propondríamos una puerta de 196 cm de altura, más al menos 4cm de holgura. Si esta persona no se rompe la cabeza, las otras cuatro tampoco. Claro que, en esteejemplo, quizás finalmente tendríamos que acceder y hacerla de 190 cm por otros problemas:espaciales, tecnológicos, económicos..., y admitir, además, que la persona de 195 es un casoexcepcional en ese lugar, y que con toda seguridad deberá estar más que acostumbrada, a fuerza degolpes, al pequeño mundo en que se encuentra.

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Fig. 2.14 Relaciones entre las dimensiones y espacios del puesto de trabajo y las dimensiones humanas.

PARA DISEÑO INDIVIDUALHACER COINCIDIR CON:

PARA GRUPO O POBLACIÓN,HACER COINCIDIR CON:

MÍNIMO, PERO PROMEDIO SIHAY MUCHA DISPERSIÓN

ALTURA MÁXIMAD.I.V.-SUELO

ALTURA OJOS-SUELO

MÍNIMO O AJUSTE CONAPOYAPIES + holgura

ALTURA ASIENTO-SUELOALTURA POPLÍTEA

+ holgura

MÁXIMOANCHO ASIENTOANCHO CADERAS

SENTADO

MÍNIMO + holguraPROFUNDIDAD ASIENTODISTANCIA SACRO-POPLÍTEA

+ holgura

PROMEDIO O MÍNIMOALTURA

APOYABRAZOS-ASIENTOALTURA CODOS-ASIENTO

MÁXIMO + holguraALTURA INFERIOR DEL

PLANO DE TRABAJOALTURA MUSLO-SUELO

+ holgura

MÍNIMODISTANCIA MÁXIMA SOBRE

EL PLANO DE TRABAJOALCANCE MÁXIMO DEL

BRAZO HACIA ADELANTE

MÁXIMODISTANCIA MÍNIMA SOBRE

EL PLANO DE TRABAJOALCANCE MÍNIMO DEL

BRAZO HACIA ADELANTE

MÁXIMO + holguraPROFUNDIDAD BAJO LASUPERFICIE INFERIORPLANO DE TRABAJO

DISTANCIA SACRO-RÓTULA+ holgura

MÁXIMOSEPARACIÓN ENTRE

APOYABRAZOSDISTANCIA CODO-CODO O

ANCHO CADERAS SENTADO

MÍNIMOALTURA SUPERIOR DEL

PLANO DE TRABAJO

ALTURA CODO-SUELO(DEPENDE DE LA ACTIVIDAD)

> = <

MÍNIMOALTURA MÁXIMAASIENTO-BORDE

SUPERIOR DEL RESPALDOALTURA SUBESCAPULAR

MÁXIMOALTURA MÍNIMAASIENTO-BORDE

INFERIOR DEL RESPALDOALTURA ILIOCRESTAL

¿SON COMPATIBLES?

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Si lo que se quiere diseñar para ese mismo grupo es un panel de control donde el alcance del brazohacia delante es una dimensión relevante, sin duda alguna habrá que determinar la distancia límite porla persona que tuviese dificultades para alcanzar un punto más alejado, es decir, de los 5, la quetuviese un alcance del brazo hacia delante menor y, de esta forma, los 5 alcanzarían el punto másdistante en panel de control.

Sin embargo, si el sujeto poseedor de este mínimo tuviese el brazo demasiado corto y ofreciera unvalor tan pequeño que pusiese en crisis el diseño o provocase incomodidades en los restantestrabajadores, se debería excluir del grupo y, si económicamente fuera viable o humanamente fueranecesario, se diseñaría aparte un puesto específico para él.

Pero supóngase que se necesita decidir el ancho del asiento. Ahora la decisión será la opuesta, puesson los más anchos de caderas cuando están sentados los afectados si el asiento no es losuficientemente amplio. En este caso es necesario diseñar para el extremo máximo.

2.6.3 Principio del diseño para un intervalo ajustable

Este diseño, cuando está destinado a un grupo de personas, es el idóneo, porque cada operario ajustael objeto a su medida, a sus necesidades, aunque es el más caro por los mecanismos de ajuste. Elobjetivo es en este caso decidir los límites de los intervalos de cada dimensión que se quiera hacerajustable. En la situación del ejemplo de los cinco hombres, la altura del asiento se regularíadiseñando un intervalo de ajuste con un límite inferior para el de altura poplítea menor y un límitesuperior para el de altura poplítea mayor. Así, los 5 podrían ajustar el asiento exactamente a susnecesidades.

La situación es más compleja si la población es muy numerosa y se carece de informaciónantropométrica, pues es imposible, económica y prácticamente, medir a todos los individuos que lacomponen. Lo ideal sería poder contar con los datos antropométricos fiables de la población. Enprimer lugar hay que decir que para los efectos del estudio antropométrico se puede considerar quelas dimensiones del cuerpo humano de una población numerosa adoptan una distribuciónaproximadamente normal. Esto es lo suficientemente preciso para el diseño de puestos de trabajo.

En la figura 2.15 se muestra la distribución de las estaturas de una población hipotética, con lasestaturas para los percentiles: 0,5; 2,5; 5; 95; 97,5; y 99,5 de mujeres y hombres.

Sin embargo, si somos un poco exigentes, esta normalidad es muy discutible, pues cuando se mezclanpoblaciones con características muy distantes, como por ejemplo, estaturas de niños con adultos, ofuerzas de mujeres con hombres, las curvas de distribución normal se deforman, y pueden aparecercurvas con dos domos máximos, o con un domo no normal, o desplazado a la izquierda o a laderecha, etcétera.

En caso de no poseer la información antropométrica adecuada se parte de una muestra representativade la población para la se quiere diseñar, para lo cual es necesario previamente determinar el tamañode la muestra y las características que deben tener los sujetos seleccionados.

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Fig. 2.15 Curva normal y de percentiles (5, 50 y 95) de las estaturas de mujeres y hombres

de una población hipotética.

2.7 Tamaño y selección de la muestra

2.7.1 Cálculo del tamaño de la muestra

El tamaño de la muestra que debemos seleccionar depende de nuestros propósitos estadísticos. Con lasiguiente expresión es posible determinar el tamaño de la muestra, según se necesite conocer ladesviación estándar, la media, o un percentil específico:

N = (k σ’ / e)2

donde

N: es el tamaño de la muestra,σ’: es la desviación estándar estimada, e: es el grado de precisión,

Est

atur

a

Percentiles, P% 5 50 95

-2,5

7 σ

-1,9

6 σ

-1,6

4 σ -σ +σ

+1,

64 σ

+1,

96 σ

+2,

57 σ

X Mediaσ Desviación estandar

X

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3 Esfuerzos de trabajo 69

3. Esfuerzos de trabajo

3.1 Mecánica y biomecánica

Para el estudio y análisis del movimiento humano se aplican los principios de la mecánica y labiomecánica al cuerpo humano. La mecánica se utiliza en el estudio de las fuerzas y sus efectos,mientras que la biomecánica se apoya en la aplicación de los principios de la mecánica, la anatomía,la antropometría, y la fisiología, para analizar a la persona tanto en movimiento como en reposo.

En otras palabras, podríamos adelantar una definición de la biomecánica como la ciencia que aplicalas leyes del movimiento mecánico en los sistemas vivos, especialmente en el aparato locomotor, queintenta unir en los estudios humanos la mecánica al estudio de la anatomía y de la fisiología, y quecubre un gran abanico de sectores a analizar desde estudios teóricos del comportamiento desegmentos corporales a aplicaciones prácticas en el transporte de cargas. Al analizar el movimiento enla persona, la biomecánica trata de evaluar la efectividad en la aplicación de las fuerzas para asumirlos objetivos con el menor coste para las personas y la máxima eficacia para el sistema productivo.

Ahora bien, un estudio completo de las fuerzas presentes en un cuerpo en movimiento es un problemacomplejo que no puede quedarse sólo en el aspecto biomecánico lato, ya que el movimiento delcuerpo se realiza con la participación (con una alta implicación) de los sistemas nervioso ycardiovascular, y una colaboración, en mayor o menor medida, del resto de los sistemas delorganismo.

Un examen elemental del sistema muscular permite comprobar que las fibras musculares no estándispuestas de la misma forma. La estructura interna de los músculos determina la fuerza que puedenproducir, así como la distancia sobre la que pueden contraerse. El resultado de una contracciónmuscular depende además de los puntos de unión de un músculo sobre el segmento óseo delesqueleto, ya que el ángulo con el que un músculo ejerce una tracción sobre una palanca ósea sirvepara establecer sus componentes de rotación y tracción.

Por otro lado, debemos considerar el punto de aplicación, o sea, la distancia entre el punto donde unmúsculo está unido a un hueso y el eje articular, lo cual determina el valor del momento de la fuerza

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que puede producirse. Cuando dos o más músculos actúan sobre un mismo hueso, el resultado finalde la fuerza desarrollada por cada músculo depende de sus ángulos de tracción y de sus posicionescon respecto al eje articular.

Fig. 3.1 Mecánica del movimiento: palanca de tercer grado

3.2 Terminología y conceptos básicos

La mecánica se puede dividir en dos partes: la estática y la dinámica. La estática estudia los cuerposen equilibrio, en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme (este estado resulta de la anulación delas fuerzas y momentos que actúan sobre los cuerpos), mientras que la dinámica se interesa por loscuerpos en movimiento y comprende la cinética y la cinemática.

La cinética tiene por objeto de estudio los cuerpos en movimiento y las fuerzas que lo producen,mientras que la cinemática estudia las relaciones entre desplazamientos, velocidades y aceleracionesen los movimientos de traslación y rotación; por tanto, describe los movimientos por ellos mismos sintener en cuenta las fuerzas que los causan. Podríamos tipificarla como a la ciencia del movimiento.

Uno de los conceptos básicos en mecánica es la fuerza. Esta se puede representar como el resultadode interacción entre dos cuerpos. Existen interacciones a distancia y otras por contacto. El peso de uncuerpo, interacción entre la tierra y el cuerpo, representa interacción a distancia. Por el contrario, lafuerza ejercida en una mesa por un destornillador que se deposita en ella representa una interacciónpor contacto.

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Para obtener la descripción completa de una fuerza, independientemente de cual sea la naturaleza queorigina, se debe conocer, además, la línea de aplicación o línea de acción. Como el efecto esdiferente, según se empuje o se tire, el sentido de la acción se convierte en un parámetro esencial en elanálisis.

Finalmente, el último factor significativo que se debe determinar es el punto de aplicación de lafuerza.

Las cuatro características de una fuerza son, pues, magnitud, línea de acción o dirección, sentido ypunto de aplicación. Describir una fuerza completamente es conocer estas cuatro variables.

Por lo tanto, si se quiere obtener una representación completa de la aplicación de una fuerza en unaparte del cuerpo humano, por ejemplo en el antebrazo, se deberá precisar su magnitud, su punto deaplicación, su línea de acción y su sentido, ya que toda variación de uno de estos elementos produceefectos diferentes sobre el antebrazo.

Fig. 3.2 Cálculo de fuerzas. 1) ejemplificado sin sujetar nada en la mano 2) sosteniendo una una bola de 1kg

K

P

1 Kg

30

13

5

J

W (peso mano yantebrazo)

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Observemos el siguiente ejemplo: cuando no se sostiene ningún objeto en la mano, K se calculamediante la ecuación del equilibrio de momentos. Los momentos en el sentido de las agujas del relojse consideran positivos, y los de sentido contrario negativos. Para ello supongamos que el peso de lamano y el antebrazo estan centrados en un punto a 13 cm del codo, y que la reacción (K) se produce a5 cm del codo:

Σ M = 0(13 cm x W) - (5 cm x K) = 0

si W = 20 N , P = 0 N

K = 52 N

La reacción J se puede calcular utilizando la ecuación de equilibrio de fuerzas.

Σ F = 0K - J - W = 0

J = 52 - 20 - 0 = 32 NJ = 32 N

Las fuerzas gravitacionales se consideran negativas y las de sentido contrario positivas.

Obsevando la figura 3.2 y suponiendo que la persona sostiene la bola que pesa 1 kilogramo, queprovoca una fuerza de 10 N, obtenemos:

Σ M = 0(13 cm x W)- (5 cm x K) = 0

si W = 20 N , P = 10 N

K = 112 N

La fuerza de reacción en la articulación se puede calcular del siguiente modo:

Σ F = 0K - J - W = 0

J = 112 N - 20 N - 10 NJ = 82 N

Éste es un ejemplo simple en el que se comprueba que la sustentación de 1 kg en la mano con unaflexión de codo de 90° provoca un incremento de la fuerza de reacción en la articulación de 50 N.

Por supuesto que si cambiamos el ángulo del codo, tal como aparece en la figura 3.3, varían lasfuerzas generadas por la flexión del mismo. Pero para poder realizar un buen análisis de las fuerzasque deberán sostener y desarrollar las personas, tal y como se muestra en la figura 3.4, deberemosademás considerar que cada segmento corporal tiene su peso: mano, antebrazo, brazo, cabeza, etc.,

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que podemos aproximar porcentualmente por el peso total del sujeto. Por último, tenemos quecalcular el centro de gravedad para poder resolver matemáticamente la ecuación.

Fig. 3.3 Fuerzas máximas de flexión del codo

Segmento Hombres Mujeres

Cabeza 8,26 8,20

Tronco completo 55,10 53,20

Tórax 20,10 17,02

Abdomen 13,06 12,24

Pelvis 13,66 15,90

Miembro superior completo 5,77 4,97

Brazo 3,25 2,90

Antebrazo 1,87 1,57

Mano 0,65 0,50

Antebrazo y mano 2,52 2,07

Miembro inferior completo 16,68 18,43

Muslo 10,50 11,75

Pierna 4,95 5,35

Pie 1,43 1,33

Pierna y pie 6,18 6,68

Fig. 3.4 Porcentajes de los segmentos corporales respecto a la masa del cuerpo (Plagenhoef,1983)

%

100

80

60

40

20

0° 40° 80° 120° 160°

kp

25

20

15

10

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Al actuar en ergonomía y analizar los espacios de actividad (también llamados volúmenes de trabajoo estratosferas), otro elemento crítico que se debe tener en cuenta es el espacio recorrido por lossegmentos corporales implicados en las tareas. Para hacer un análisis del recorrido debemos conocerlas coordenadas de un punto, medida espacial, respecto a un sistema de referencia, generalmente(X,Y,Z), ya que para estudiar movimientos es imprescindible conocer la posición inicial en quecomienza el movimiento, la posición final, así como una serie de posiciones intermedias que adopta elcuerpo o el segmento corporal durante el recorrido, para de este modo hallar la ley del movimientodel segmento implicado y poder establecer la posición del punto del sistema en cualquier instante.

De hecho, las fuerzas que se analizan pueden actuar a lo largo de una sola línea, en un plano único oen cualquier dirección del espacio, y los resultados sobre la persona, obviamente, son diferentes.

Fig. 3.5 Planos de referencia

Como para el estudio de los movimientos se tiene la necesidad de localizar las fuerzas a lo largo de unlínea, en un plano o en el espacio, es imprescindible tener una referencia y, como ya hemos dichoanteriormente, utilizaremos un sistema de coordenadas tridimensional. Para describir, por ejemplo, elmovimiento del cuerpo humano con la ayuda de este sistema de coordenadas, colocaremos el origenen el centro de gravedad del cuerpo, situado aproximadamente delante de la segunda vértebra sacra.

Plano frontal

Plano sagital

Plano transversal

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Se acostumbran a representar tres planos de referencia para estudiar la movilidad en cada articulacióncon respecto a las coordenadas X, Y, Z: el plano frontal que divide al cuerpo en parte anterior yposterior (plano X-Y); el plano sagital que lo separa en dos mitades, derecha e izquierda (plano Y-Z);y el plano horizontal o transversal (paralelo al suelo) que lo corta en parte superior e inferior (planoX-Z) tal como aparece en la figura 3.5.

Este sistema convencional de planos y de coordenadas de referencia facilita la descripción de losmovimientos de los segmentos del cuerpo y permite definir exactamente cualquier punto en elespacio. Cabe recordar que los planos se definen considerando a la persona de pie, sonperpendiculares entre ellos, pasan por el teórico centro de gravedad (a nivel de la segunda vértebrasacra), y obviamente son planos de referencia anatómica.

3.3 Tipos de movimientos de los miembros del cuerpo

Algunos de los movimientos que hacemos con los brazos, las piernas y otros miembros se consideranbásicos. Enumeremos parte de estos movimientos con su denominación en biomecánica:

– Posición de referencia anatómica: es aquélla a partir de la cual se miden los movimientosarticulares.

– Flexión: consiste en doblarse o disminuir el ángulo entre las partes del cuerpo, movimiento en elque un segmento corporal se desplaza en un plano sagital respecto a un eje transversal,aproximándose al segmento corporal adyacente.

– Extensión: consiste en enderezarse o aumentar el ángulo entre las partes del cuerpo, movimientosagital respecto a un eje transversal tal que, desde una posición de flexión, se vuelve a la posiciónde referencia anatómica o se sobrepasa.

– Adducción: consiste en acercarse a la línea media del cuerpo, movimiento que se realiza en elplano frontal, enderredor de un eje antero-posterior, que aproxima el segmento a la línea media.

– Abducción: consiste en alejarse de la línea media del cuerpo, movimiento que se realiza en unplano frontal, en derredor de un eje antero-posterior, que aleja el segmento de la línea media.

– Pronación: consiste en girar el antebrazo de modo que la palma de la mano quede hacia abajo.

– Supinación: consiste en girar el antebrazo de modo que la palma de la mano quede hacia arriba.

– Circunducción: movimiento en el que una parte del cuerpo describe un cono cuyo vértice está enla articulación y su base en la extremidad distal de esa parte y no requiere rotación.

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Esencialmente, estos movimientos de los miembros del cuerpo están descritos en términos delfuncionamiento de los músculos (ej., flexión y extensión), y de la dirección de los movimientosrespecto al cuerpo (ej., adducción y abducción).

Fig. 3.6 Muestra de diferentes posturas de la mano y la muñeca

Tanto en los movimientos como en otros aspectos que estudia la biomecánica, hay que tener siemprepresentes las diferencias individuales, incluidos los efectos de la condición física, sexo, edad, peso,estatura, las limitaciones funcionales subyacentes a una tarea, etc.

3.4 Ángulos límites

Los movimientos que podemos realizar con las diversas articulaciones de las personas tienen unosángulos límites, fuera de los cuales no se puede llevar ningún miembro, si bien es cierto que tambiénaquí existen diferencias en función de los individuos, podemos caracterizar los ángulos con unosvalores de referencia que agrupan a la mayoría de la población, excepción hecha de algunaspatologías específicas que pueden aumentar la elasticidad de contorsionistas, de roturas de huesos malsoldadas.

Seguidamente presentamos una serie de gráficos con estos ángulos límites en posición de pie quepueden servir como referencia inicial en el análisis de algunas tareas, o en el uso de ciertos artefactos.

NEUTRA

FLEXIÓNEXTENSIÓN

DESVIACIÓNRADIAL NEUTRA

DESVIACIÓNULNAR

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49°

135°20°

120°

(a) (b )

30°

29°

36°

50°

29°

33° 49°

(c) (d)

Fig. 3. 7 Figuras de algunos ángulos límites relevantes

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35°

58° 49°

(e) (f)

(g) (h)

135°

180°

50°

Fig. 3. 8 Figuras de algunos ángulos límites en posición de pie

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3.5 Ángulos de confort

Cuando analizamos movimientos, hemos de tener presente que la mayoría de las veces no nosinteresa el rango máximo de la articulación, sino los valores de confort de los ángulos que tienen lasdiversas articulaciones, fuera de los cuales el trabajo a realizar es más difícil, penoso o inclusopeligroso para las personas. Cabe destacar que la orquilla de ajuste de los ángulos de confortdependerá también de la edad, el entrenamiento físico, las diferencias anatómico-funcionales, etc.

Fig. 3.9 Principales ángulos de confort (Grandjean)

80°

1160°

15°

2

35°

60°

0°

4

40°

20°

5

10°

90° 6

110°

95°

7

8

120°

10°

3

30°

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Para ejemplificar la situación nos centraremos en los ángulos de confort para un puesto deconducción.

Fig. 3.10 Rangos de confort de algunos ángulos del puesto de trabajo de conducción

Ángulo A.1Delimitado por la vertical y el segmento hombro-cadera, varía en función de la tarea que se debadesarrollar. En efecto, se sabe que los ojos no pueden estar mucho tiempo fuera de la posición deequilibrio (ángulo de confort visual) entre los diversos músculos oculares. La cabeza se colocará enuna posición tal, que la visión se haga en condiciones satisfactorias. El ángulo entre el cuello y elsegmento espalda-cadera no podrá ser superior a 25°, ni inferior a 10°. Fuera de estos límites, apareceuna fatiga importante a nivel de nuca.

En la práctica, el valor A.1 está alrededor de 15°.

Ángulo A.2Está definido por los segmentos hombro-cadera, y cadera-rodilla. El muslo debe quedar paralelo alsuelo, y no debe, en ningún caso, estar inclinado hacia abajo, so pena de comprimir el paqueteneurovascular de la cara posterior del muslo, por el borde de la silla.

El ángulo A.2 debe estar comprendido entre 90° y 110°.

M A6E

A1

A5C

A2

HA3

G

T A4

D

10° < A1 < 20°

90° < A2 < 110°

95° < A3 < 120°

90° < A4 < 110°

15° < A5 < 35°

80° < A6 < 160°

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Ángulo A.3Está delimitado por los segmentos cadera-rodilla y rodilla-tobillo. Los valores límites de este ánguloestán comprendidos entre 95° y 120°, con el fin de evitar un riesgo circulatorio, así como unahiperextensión de la pierna.

Ángulo A.4Es el que forma el segmento rodilla-tobillo con una recta paralela a la planta del pie.

Se trata de una dimensión crítica, como testimonian los calambres sufridos por algunas personasdespués de un trabajo prolongado. El valor del ángulo debe estar comprendido entre 90° y 110°máximo.

Ángulo A.5Este ángulo está limitado por el segmento hombro-codo y la vertical pasando por el hombro.

Hemos visto que el segmento hombro-cadera forma con la vertical un ángulo A.1 de 15° cuando lapersona está sentada normalmente.

El brazo no puede encontrarse detrás del segmento cadera-hombro, pues es proyectado hacia adelantepor la forma del respaldo. Para evitar una fatiga de los músculos de los miembros superiores, elángulo A.5. no debe de pasar de un valor máximo de 35°.

Los valores límites del ángulo A.5 serán, pues, de 15° y 35°. El ángulo puede ser de 45° cuando loscodos reposen sobre un apoyo.

Ángulo A.6El ángulo A.6. está limitado por el segmento hombro-codo y el segmento codo-muñeca. Los límitesde los movimientos son muy largos; estos límites de confort han sido evaluados de 80° a 160°.

Ángulo A.7Está limitado por el segmento codo-muñeca y el segmento puño-articulación metacarpo-falanges. Enlo que concierne al puesto de trabajo, se dará al ángulo A.7 un valor de 180°.

3.6 Ángulos de visión

Casi todos los puestos de actividad a que se ven sometidas las personas, además, tienen unaimplicación alta con el campo de visión, y esto lleva a que tengamos que analizar la posición de lacabeza y los ojos en las diferentes tareas que se deban desarrollar. Algunas veces al diseñar un PP.TT.el elemento del que partimos para componer la arquitectura del puesto es precisamente la distanciaentre el ojo y la mano, o la distancia del ojo a un punto crítico de la pieza. Los ángulos definidos acontinuación suponen el ojo inmóvil. Los límites angulares, en función del desplazamiento del globoocular son netamente superiores, tal y como indicamos seguidamente.

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Fig. 3. 11 Angulos de visión a) perfil b) planta

En el plano sagital, el campo visual está comprendido en un ángulo que, respecto a la paralela alsuelo, varía de +15° a -30°.

En el plano horizontal, el campo visual se consider como satisfactorio en los límites de 25° a derechay 25° a izquierda del eje que pasa por la nariz.

a)

Eje de mirada

Eje de mirada

10°

15°

30°

20°

50°

25°

25°

E

E

25°

25°

25°

25°50°

Aceptable

Bueno

Bueno

Bueno

Aceptable

Aceptable

Aceptable

b)

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La representación en el campo de visión también se debe definir por la elipses de visión binocular,como las de la figura 3.12.

Fig. 3.12 Diferentes planos de análisis de tareas referidos a la visión

3.7 Ejemplo del cálculo de un levantamiento inclinado

Uno de los problemas más frecuentes con los que acostumbramos a tropezar en Ergonomía al diseñarlos PP.TT. es a la hora de proyectar los límites de los esfuerzos a que se verán sometidos los operariosen la manipulación de cargas. La identificación del problema nos proporciona un buen punto departida para intentar reducirlo en la concepción del puesto, ya sea mediante el diseño de planos detrabajo alternativos, suministro de polipastos, proveyendo de puertos de descanso en el recorrido parael transporte de la carga, mediante planos inclinados de deslizamiento, rodillos, palancas, etc, yaunque el tema de transportes de cargas y levantamientos se trata en los capítulos siguientes, cabe

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resaltar aquí un pequeño ejemplo de las fuerzas que soportaría el disco vertebral si el sujeto de lafigura 3.13 tuviera que realizar esa tarea.

Fig. 3.13 Levantamiento inclinado de P = 200 N

Analizemos el ejemplo suponiendo los valores que damos a continuación, tres son las fuerzas queactúan en la columna vertebral y en el nivel lumbo-sacro:

1 La fuerza producida por el peso de la parte superior del cuerpo, W = 450 N.

2 La fuerza producida por el peso del objeto, P = 200 N.

3 La fuerza producida por los músculos erectores de la columna vertebral (M), magnituddesconocida

Además deberemos considerar dos momentos de giro (W x Lw y P x Lp) que se originan por lasfuerzas (W y P) y sus distancias hasta el centro instantáneo.

Supongamos que el brazo de giro para P (Lp) es de 40 cm, y el brazo de giro para W (Lw) es de25 cm.

El momento para el equilibrio (M x Lm) estará producido por (M) y su distancia al centroinstantáneo.

Si el brazo de giro (Lm) es de 5 cm.

Lp

Lw

M

W

P (200 N)

AC

W sen 35°

W c

os 3

5°

P sen 35°

P co

s 35

°

M (3

154

N)

W (450 N)

P (200 N)

35°(c.g.)

S

Lm

Lw

Lp

C = 3686 N

S = 373 N

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Recordemos que ∑ Mc = 0, tenemos

M · 0,05 = W cos 35 · 0,25 + P cos 35 · 0,4M = 1/0,05 · (450 cos 35 · 0,25 + 200 cos 35 · 0,4)

De donde M = 3153,73.

Si el disco vertebral está inclinado 35°, (W y P) se descomponen en una componente de compresión(W cos35°) y (P cos 35°) respectivamente, y en una componente de cizallamiento (W sen 35°) y(P sen 35°) respectivamente.

La fuerza de compresión (C) se encuentra resolviendo la ecuación de equilibrio.∑ Fi = 0∑ Fx → S = Wsen 35 + Psen 35∑ Fy → C = M + Wcos 35 + Pcos 35

C = 3153,73 + 450 cos 35 + 200 cos 35C = 3686,18

Y la fuerza de cizallamiento (S) se halla de la misma forma.S = W sen 35° + P sen 35°S = (450 N x sen 35°) + (200 N x sen 35°) = 372,82

La resultante sobre el disco (R) será:R = 3705 N

La dirección de R se determina mediante:

sen a = C/R = 3686 / 3705 = 0,9964a = 84,2°

Así la línea de aplicación de R forma un ángulo de 84,2° con la inclinación del disco.

Como podemos comprobar el cálculo es laborioso y, además, este ejemplo está muy simplificado, yaque usualmente los operarios manipulan cargas de tamaños y pesos muy diferentes, con centros degravedad cambiante (garrafas de líquidos, etc.); de ahí, que el transporte y la manipulación de cargasdeba ser tratado de forma global y considerando el máximo de variables pertinentes al caso, talescomo cadencia, estado físico de la persona, peso máximo, alturas de agarre y de desprendimiento,asibilidad de la carga, giros del raquis, duración de la tarea, temperatura de la carga, etcétera.

De todas formas y como medida preventiva, si observamos que en un área donde se desarrollanactividades físicas pesadas aparecen problemas de lumbalgias, cervicalgias, etcétera, lo primero quedebemos intentar es reducir al máximo el riesgo, ya sea mediante el rediseño de la tarea (cambiandoritmos, cadencias y pausas de trabajo, rotando a los operarios y ampliando el tipo de tareas,

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cambiando las formas y el peso de las cargas, etc.); rediseñar el puesto de trabajo y su entorno(reducción de los sobreesfuerzos musculares, los movimientos repetitivos, las posturas forzadas de lasarticulaciones; cambiando las variables microclimáticas...); o bien podemos cambiar o rediseñar lasherramientas (variaciones de formas, redución de pesos, automatización...); y, obviamente, tambiéncon controles administartivos típicos tales como formación del personal, ejercicio físico, selección deoperarios, etc.

3.8 Ejemplo simplificado del rediseño de un puesto de trabajo

En un PP.TT. ocupado por una operaria se detectan problemas frecuentes de cervicalgias, lumbalgias,y en resumidas cuentas, una queja sistemática sobre el puesto y su configuración. El trabajo adesarrollar es el típico puesto de centralita telefónica con actividades compartidas de administración yatención al público mediante una ventanilla lateral. Ante la demanda conjunta de la empresa y laoperaria se procede al análisis de la situación para dicernir la necesidad, o no, de la pertinencia de unaactuación ergonómica. En caso de aceptar la demanda, los imperativos marcados por la organizacióncontemplan: la no reducción del tipo y la cadencia de las tareas, y el realizar una actuación de bajocoste, a ser posible sin cambiar, ni tan siquiera el mobiliario de la operaria.

Fig. 3.14 Mobiliario y área de actividad

850

400

100 250

350

390 300

9020

0

300

440

1200

100

240

50

210

230

210

395

445

70

370

850

30

750

370

440

Bandeja

Calcula

dora

Centralita FaxReposapies

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A pesar de ello, lo primero que se realiza es una visita al puesto, “pisar el terreno”, ya que dentro dela metodología del equipo de intervención se descarta el realizar teleergonomía: el equipo se planteaconocer la situación real y rechaza el suponer o dar por buenos los comentarios y datos aportados porprofesionales ajeno. Se pretende de esta forma evitar el recibir datos distorsionados en origen. En unprimer contacto se toman medidas del mobiliario y del área de actividad.

Posteriormente se pasa a la recogida de datos antropométricos pertinentes al caso y como la operaria,en principio, no comparte su puesto se realiza una recogida de datos directos sobre la persona, enfunción de los segmentos corporales implicados en el trabajo que realiza.

Además se recuperan del historial de la trabajadora los datos médicos de las algias, así como de todoslos partes de incidentes y accidentes de este puesto, y se añaden todos los comentarios relevantes quela operaria manifiesta durante el análisis de la situación. La siguiente figura muestra la posicióncritica de alcance y las zonas de quejas más habituales.

Fig. 3.15 Medidas antropométricas de la operaria

Se buscan las soluciones que contenga viabilidad económica y tecnológica, y que respeten al máximolos límites que nos han impuesto en la fase de petición original, sin dejar en el tintero aquellas ideascolindantes y que no se separan radicalmente del objetivo del encargo. Toda solución que se plantea ala dirección por el equipo de ergonomía lleva un análisis económico y un plan de seguimiento.

327

154

273

168

261

105 239

185362

1650

392

98

114

779

146

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Finalmente, la solución implementada consiste en un rebaje en la mesa que permita que la operariaalcance las zonas sin tener que forzar la postura, si bien es cierto que la solución es primitiva ycomporta una gran dosis de economía tanto material como de movimientos de la operaria, y solucionaen un primer momento el problema más crítico y visible del puesto.

Fig. 3.16 Posicionamiento y zonas afectadas a) perfil b) planta c) zona funcional y de alcance

a)

b)

c)

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Además se ha propuesto un sistema mínimo y fácil de registro de la intervención para que la empresatenga conocimiento de la inversión y pueda prever otros PP.TT. posibles de mejora. De todas formas,esta primera solución admitida sólo se ha mantenido en un parámetro, aunque se diseñaron otrassoluciones más complejas que poseían un análisis de otras variables y un cambio integral del área deactividad, incluyendo, obviamente, soluciones que implicaban cambios tecnológicos, pero que en unprimer momento no fueron consideradas interesantes por la empresa.

Fig. 3.17 Rebaje en la mesa para permitir la aproximación de la operaria a la centralita y el fax

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4 Herramientas manuales y patologías 91

4 Herramientas manuales y patologías

4.1 Consideraciones previas

De la biomecánica se derivan directamente dos aspectos fundamentales en el diseño de puestos detrabajo como causa y efecto de los esfuerzos realizados por lo operarios: las herramientas manuales ylas patologías que ocasionan.

Si bien gran parte de las patologías laborales podemos preverlas en su origen por la concepcióndefectuosa del puesto de trabajo (por un posicionamiento defectuoso del operario, por ejemplo unaabducción innecesaria de brazos mantenida en tiempos largos producirá fatiga y/o daño que puedendar lugar a errores, accidentes, y con toda seguridad acabará generando problemas osteomusculares).Casi siempre encontramos ligado el mantenimiento de posturas forzadas a la concepción negligentede PP.TT., ya sea debido a que los planos de trabajo obligan a levantar en exceso los hombros con laconsiguiente carga estática, lo que desemboca en el aumento del metabolismo y en la pérdida de laeficacia muscular, o a que el tipo de herramienta utilizado no es compatible con el tipo de actividadpropuesta, o a otros múltiples factores considerados erróneamente en la concepción y el diseño delárea de trabajo.

De ahí que como primeras medidas profilácticas para evitar lesiones en las extremidades superiores,que son las más castigadas estadísticamenente en el trabajo, debieramos tratar de:

1. Favorecer el trabajo dinámico, o lo que es lo mismo: no restringir la circulación sanguínea, ya seaporque una herramienta está diseñada defectuosamente y obliga a mantener el dedo en el gatillodurante largos períodos de tiempo entumeciendo el dedo, o porque otro segmento corporalcualquiera está privado de la movilidad mínima requerida para la buena circulación sanguínea.

2. Controlar las desviaciones excesivas de la mano (radial, cubital o ulnar, hiperflexiones ohiperextensiones), sobre todo cuando van acompañadas además de movimiento rotativos delantebrazo (pronación -supinación).

3. Evitar restricciones en los movimientos del hombro provocados por las ropas de trabajo muyajustadas. Un elemento de diseño tal como la manga ranglán puede ayudar a evitar la pérdida deholgura necesaria cuando el operario lleva ropas gruesas debajo de las de trabajo.

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4. Bloquear las vibraciones para que no se transmitan de la herramienta al cuerpo; debemos romperla frecuencia de vibracción en la máquina.

5. Eliminar esfuerzos excesivos sobre pequeñas superficies: coger en pinza puede ser un posturasuprimible sobre todo si se debe realizar con alta cadencia, precisión y presiones de los dedosimportantes.

6. Considerar el tipo de herramienta y la temperatura de las superficies a soportar, ya que a veces laobligatoriedad de utilizar guantes u otro elemento de sostén invalida el diseño prístino.

Fig. 4.1 Algunas posturas asociadas con lesiones

4.2 Herramientas de mano

Las herramientas de mano son artefactos que ayudan al trabajo, y que se caracterizan por amplificar oreducir alguna de las funciones propias de la mano, aumentando la funcionalidad de las mismas: yasea incrementando la fuerza, la precisión, la superficie, generando mayor potencia a la torsión y alimpacto, mayor resistencia a la temperatura, etc.

La negligencia en el diseño de las herramientas manuales provoca problemas físicos que semanifiestan en accidentes, lesiones, golpes, microtraumatismos repetitivos, excesivo cansancio,actuaciones deficientes, errores, etcétera. Además deben considerarse las pérdidas económicas que segeneran en paralelo y que acostumbran a manifestarse por bajas tasas en la eficacia y eficiencia del

a

cd

e

f

h

g

i

b

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sistema mediante la generación de pausas disfrazadas (para recuperarse del cansancio) que demoranlas acciones, ya sea por baja calidad del producto (pares fuera de rango), o de cualquier otra formaque pueda desestabilizar el nivel competitivo de la empresa.

Cualquier error que cometamos en la fase conceptual y/o de diseño de las herramientas, o en laadquisición de las mismas, aparecerá reflejado en el análisis global de la actividad, bien en una bajaproductividad, en un alto porcentaje de material de desecho, bien en un índice elevado demicrotraumatismos repetitivos, etc. En el diseño y/o selección de herramientas manuales debemostener siempre presentes el máximo de parámetros a evaluar si queremos obtener un sistemaproductivo óptimo que respete las capacidades de actuación de las personas y los ritmos deproducción programados.

Fig. 4.2 Tijeras. Palanca de primer orden

Ejemplifiquemos con un taller de confección donde se utilizan unas tijeras (máquina caracterizada porser una palanca de primer género que mantiene el punto de apoyo entre la potencia y la resistencia)con una frecuencia muy elevada; supongamos un proceso de patronaje en el que se utilizan las tijerasuna vez cada 5 segundos, lo cual implica una frecuencia diaria aproximada de 6.000 veces (si estacadencia le parece elevada piense que en los análisis efectuados en los trabajadores de poda deviñedos se detecta que éstos llegan a realizar con las tijeras hasta 10.000 cortes por jornada.Suponiendo que las tijeras del taller de confección pesen 200 gr esto indica, que sólo en el transportede ellas se moviliza más de 1 Tm al día, pero además deberemos sumar los esfuerzos a realizar tantoal cerrar la mano, que dependerán del material que se deba cortar, la forma, la fricción..., como alabrir las tijeras, que implicará sobre todo al tipo de unión que utilizemos en las tijeras. Con esteprimer ejemplo intentamos ejemplificar lo complejo del análisis, y la conveniencia de prever todas lasvariables en la fase de diseño o compra de este elemento mecánico tan simple como es una tijera.

Rr

Rr

F2

F2

R

P

P

FPalanca 1r. grado

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O sea, para realizar una primera aproximación al análisis de las tijeras, cabe recordar que estamoshablando de una palanca de primer orden, y que las variables mínimas que debemos considerar son:

1) Al cerrar la mano: tipo de músculos fuertes (flexor común superficial, flexor común profundo einteróseos palmares), peso de las tijeras, resistencia, cadencia, material, forma, fricción,temperatura...

2) Al abrir la mano: tipo de músculos débiles (extensor común de los dedos, extensor propio delquinto dedo y del pulgar), esfuerzos anteriores, unión, revabas, riesgos para las manos,temperatura, cadencia, forma...

4.3 Principios generales para diseñar o comprar una herramienta manual

Salvedad hecha de herramientas manuales hiperespeciales (láser, instrumental de microcirugía, armassofisticadas, etc.), la mayoría de herramientas manuales que se utilizan en la industria acostumbran atener un precio que de ninguna manera se puede caracterizar de prohibitivo, lo cual conlleva muchasveces a una adquisición poco meditada y que se apoya más en ideas preconcebidas y lastradas por laexperiencia, que en un proceso reflexivo y analítico. Además, la paradoja aparece debido a que elbajo precio de algunas herramientas manuales (tijeras, martillos, remachadoras, etc.), que podríamospensar como una característica muy positiva, arrastra con un grave problema: la decisión de comprase realiza sin un pliego de especificaciones funcionales, lo que puede provocar errores de bulto en laelección y adquisición de éstas.

A la hora de diseñar o comprar herramientas manuales se debe exigir un análisis inicial de ergonomía;de esta manera la repercusión para las manos y brazos de los operarios será beneficiosa y se mostrará,por ejemplo, en una reducción de presiones a ejercer, mangos más anatómicos y adaptados al tipo detarea, menos hiperextensiones, flexiones y desviación cubital de muñeca, reducción del número deoperaciones y movimientos, etc.

A veces, un análisis ergonómico fino de la tarea puede llevar a la necesidad de utilizar herramientasespeciales: la inversión a hacer en estas herramientas es, generalmente, pequeña, y se obtienenbeneficios rápidamente. El diseño de herramientas especiales puede consistir en cambiar ángulos deempuñaduras, ángulos de incidencia, motorizarlas, combinar funciones y usos en una mismaherramienta, dotarlas de doble botonera para poder ser utilizadas con ambas manos..., lo que permiteahorrar tiempo en la ejecución de una tarea, la reducción esfuezos y de movimientos y, porconsiguiente, la mejora de las condiciones de trabajo e incremento de la calidad, y la productividad.

Una mejora ergonómica evidente se obtiene, por ejemplo, con el uso de un destornillador eléctrico enlugar de uno manual. Ahora bien, el uso de una herramienta nueva puede comportar la aparición denuevos problemas (vibraciones, un mayor peso, ser más frágil, requerir calibración, incrementar elriesgo de accidente, etc.). Por todo ello, para el diseño o la compra de herramientas manualesdebemos considerar premisas de partida tales como:

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1. Potenciar el uso de ambas manos, lo cual ayuda a mitigar los problemas de las personas zurdas ydel cansancio cuando la mano dominante está fatigada. Aunque no debemos olvidar que para másdel 90% de los usuarios la mano dominante es la derecha.

2. Diseñar las herramientas para ser utilizadas por el grupo muscular adecuado (debemos, porejemplo, recordar que los músculos del antebrazo transmiten más potencia que los de los dedos yse cansan menos). Asimismo, en el triángulo precisión, fuerza y repetición se encuentran losproblemas de casi todas las enfermedades profesionales correlacionadas con las tareas manuales;de ahí, que siempre que podamos procuraremos, por ejemplo, para reducir la precisión que laherramienta impone, que se pueda usar con todos los dedos de la mano, que los gatillos se puedanaccionar con cuatro dedos mejor que con uno; para ejercer menos fuerza, utilizar los músculosque cierran la mano antes que los que la abren ya que los primeros son más fuertes; y, por último,dotar de sistemas motorizados a las herramientas que bajen la cadencia de uso de los músculosimplicados.

3. Que el propio diseño de la herramienta contenga los grados que debemos girar la muñeca, ya quede esta forma la fuerza del antebrazo discurrirá paralela a la normal y evitaremos giros quemantenidos provoquen lesiones (por ejemplo, las empuñaduras de máquinas herramientas talescomo taladradoras, remachadoras... tendrán un ángulo aproximado de 78°).

4. Analizar correctamente la forma de uso, ya que recomendaciones tales como la anterior quedancompletamente invalidadas si el uso de las máquinas cambia el plano de ataque y pasa de estarperpendicular a requerir cualquier otra posición.

5. Generar guías para reducir la precisión del operario y para ayudar a discurrir el avance;suministrar polipastos que reduzcan la fuerza, para evitar que el operario tenga que cargar con elpeso de la herramienta durante la jornada de trabajo, o durante todo el tiempo que dure laoperación.

6. Suministrar elementos de impulso motorizados para que la fatiga afecte lo menos posible a losmúsculos.

7. Por último, recordar que las herramientas requieren de un correcto mantenimiento en cada una desus partes: el abandono de alguna de ellas puede invalidar todo el diseño. Así una taladradoracuyas brocas no tuvieran los ángulos bien definidos, o una sierra cuyos dientes no estuvieran bienafilados, podrían ser dos casos paradigmaticos de errores usuales que invalidarían un diseñocorrecto en su origen.

4.4 Sujeción de la herramienta

Para evitar sobrepresiones en las manos debemos recordar que las dos variables que entran en juego,aparte del tiempo de uso, son fuerza y superficie. Como la primera prácticamente viene fijada por lanecesidad de asir la herramienta, la única variable a manipular es la superficie de contacto; si ésta essuficientemente amplia reducirá la comprensión y distribuirá las presiones por una área de piel mayor,lo que minimizará los problemas.

Por lo tanto, se debe extremar el cuidado en el diseño y uso de la empuñadura de las herramientas

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para evitar la compresión intensa sobre las áreas sensitivas de la mano que puedan llevar a lainflamación de las vainas tendinosas, a comprometer la irrigación sanguínea (vasos sanguíneos) y acompresiones excesivas de los nervios críticos. Si la sobrecarga compresiva es suficientementeelevada, y el tiempo de exposición a ella alto, habrá inflamación de los tendones (tendinitis), malavasculación muscular (fatiga) y parestesias, neuropraxis (calambres, hormigueos,...), que conllevaránfalta de destreza y sensibilidad, fatiga muscular y disminución muscular (fuerza), y disminuirándrásticamente las capacidades funcionales del individuo.

Fig. 4. 3 Distribución de presiones en la superficie de la mano

Por otra parte, no debemos olvidar que existen trabajos que comportan el uso de guantes, ya seadurante toda la operación, durante una parte, o en unas estaciones del año; en todos los casos, sedeben analizar los mangos y los propios guantes, ya que un diseño equivocado puede llevar a que eloperario actúe sin ellos, lo que incrementará la probabilidad de accidente o incidente, o incluso queun guante que no se adapta correctamente a la mano puede acabar produciendo una lesión.

Fig. 4. 4 Valores límites de fuerzas

Pellizcar/apretar

9,5 kg 9,5 kg

3,5 kg

10,4 kg

43 kg

Presión digital

Apretar/comprimir

Presión palmar

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4.4.1 El mango de las herramientas

Para el correcto dimensionamiento de los mangos de las herramientas debemos, necesariamente,saber los datos antropométricos de las manos. Ésto requiere de un conocimiento de longitudes de lasfalanges de los dedos, así como, de características tales como el tipo de piel, las callosidades, el sudorde la mano, las deformaciones... Diferentes autores han sugerido medidas para mangos de fuerza quesuelen ir de un diámetro de 40 mm a 65 mm, con recomendación de reducir el 20% si se han deutilizar con guantes. De todas formas, una vez más hemos de insistir en la bondad de la adaptabilidada las medidas concretas del operario, y al tipo de tarea que debe realizar; no es lo mismo la operaciónde debastar una pieza con una lima, que hacer un ajuste fino de matricero con un limatón, o ajustar untornillo de métrica 1ø, ya que la utilización de un tipo u otro de mango variará radicalmente el tiempoy la calidad de la operación; las diferencias en las medidas de los mangos tienen un rango en funcióndel tipo de tarea tan amplio que no vale la pena sugerir números. Dependerá de la mano, del tipo deésta, de la precisión, rapidez, cadencia, adaptabilidad, pericia del operario, etc.

Pulgar Índice Corazón Anular Meñique Largo Ancho

I III I II III I II III I II III I II III l a

1ª 27,5 29 40,5 18 23,5 47,5 20,5 24,5 44 18,5 24,5 33,5 12,5 22 170 80

3ª 29 30 42 19 24,5 49 22 25 45 20 25,5 34,5 13,5 22,5 175 82

5ª 29,5 30,5 42,5 19,5 25 50 22,5 25,5 46 20,5 25,5 35 14 23 177 83

10ª 30,5 31,5 43,5 20,5 25,5 51 23,5 26,5 47 21,5 26,5 36 14,5 24 180 85

20ª 32 32,5 44,5 21 26,5 52 24,5 27 48,5 22,5 27 37,5 15,5 24,5 185 86

25ª 32,5 33 45 21,5 27 52,5 25 27,5 49 23 27,5 38 16 25 186 87

50ª 34,5 34,5 40,5 23 28 55 27 29 51 25 28 40 18 26 193 90

75ª 36 36 48,5 24,5 29,5 57 29 29,5 53,5 26,5 29,5 41,5 19 27 199 93

80ª 36,5 36,5 49 25 30 57,5 29 30 54 27 30 42 19,5 27,5 201 94

90ª 38 37,5 50 26 30,5 59 30,5 30,5 55,5 28,5 30,5 43 20,5 28 205 95

95ª 39 38 51 27 31 60 31,5 31,5 56,5 29,5 31 44,5 21 28,5 209 97

97ª 39,5 38,5 51,5 27,5 31,5 60,5 32 32 57 30 31,5 45 21,5 29 211 98

99ª 41 39,5 53 28,5 32,5 62 33 32,5 58,5 31 32,5 46 22,5 29,5 215 99

l

a 95ª percentil+ guante protección

X = valor medio

S = desviación estándar

I falange

II falangina

III falangeta

(medidas en mm)

Per-centil

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Fig. 4.5 Tabla de medidas antropométricas de las manos

En definitiva, se trata de conocer y utilizar las herramientas para aquello que se han diseñado, pues notienen los mismos patrones conceptuales aquellas que se han concebido para disminuir esfuerzos deloperario, que otras cuyo objetivo sea aumentar la precisión del esfuerzo, aunque formalmente sepuedan confundir.

Además, cada clase de mango tendrá asociada una longitud idónea, un tipo de material a utilizar,según nos interese incrementar o decrementar el rozamiento, lo que vendrá regulado por el tipo deagarre: de contacto, de coger o de abarcar.

La composición de los mangos vendrá definida por las características básicas a conseguir: porejemplo, los materiales compresibles amortiguan la vibración e impiden que el mango resbale, sobretodo si tiene un coeficiente de fricción elevado. Además podemos tener como premisa evitar laconducción del calor o de la electricidad... En función de estas características definiremos el tipo dematerial para la construcción del mango. Como vemos la textura es un parámetro importante ya quetiene que impedir que los mangos resbalen, reducir vibraciones, servir de dieléctrico, generar unabarrera térmica, proporcionar información para identificar la herramienta (color, forma, logotipo...),servir de dispositivo informativo (destronillador busca polos), etc. En la actualidad existen materialescon tratamientos especiales que permiten en una primera etapa fijar la huella de la mano del operario

Pellizco

Cilíndrico

Oblicuo

Distancia en cm (pulgadas) 50/50 Hombre Mujer

5 50 95Percentil Percentil Percentil

2,1 (0,8) 4,3 (1,7) 7,9 (3,1)

Máximo 10,8 (4,2) 12,5 (4,9) 15,0 (5,9)



4,5 (1,8) 5,5 (2,2) 5,9 (2,3)

Máximo 9,5 (3,7) 11,0 (4,3) 13,0 (5,1)



3,6 (1,4) 4,5 (1,8) 5,8 (2,3)

Máximo 9,5 (3,7) 11,0 (4,3) 13,0 (5,1)

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al mango, para después ser sometidos a un tratamiento que posibilita el ajustar el mango a la mano.Éste es un diseño a medida óptimo.

Fig. 4.6 Tipos de mangos y formas de asir

La forma es otro parámetro a considerar. La sección perpendicular es fundamental en los casos en losque se tiene que ejercer una torsión sobre la herramienta, mientras que la sección transversal es usualpara evitar el movimiento adelante-atrás del instrumento. No se recomiendan las marcas para losdedos, pues no se adaptan a una gran parte de la población y generan más problemas que soluciones.Sólo son recomendables para herramientas personales hechas a medida. La mejor solución alproblema originado por las diferencias de las manos de los operarios estriba en variar el diámetro delmango gradualmente haciéndolo troncocónico. De esta manera el operario puede asir en diferentesdiámetros.

Por último, una clasificación muy recurrida es la de mangos de precisión y de fuerza. Los mangos deprecisión tales como los de cuchillos, bisturis, lápices... se sujetan “de pellizco” entre el pulgar y elprimer o segundo dedo, y se apoya en el dedo pequeño o en el costado de la mano, con el mango en elinterior de la mano. En muchos casos la mano descansa sobre la superficie y sirve para guiar,transmitir presión... Hay que tener en cuenta que en muchas situaciones este tipo de mangos tienden aclavarse en la mano, sobre todo cuando necesitamos precisión y fuerza. Para evitar este problemadebemos alargar la longitud y redondearla al máximo. La precisión aumenta si se puede colocar el

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índice a lo largo del mismo (cuchillo, lápiz...). Otro tipo de sujeción en los mangos de precisión es depellizco entre el pulgar y el primer dedo, el segundo soporte se hace en el lado del segundo dedo,sobresaliendo el mango de la superficie de la mano.

Los mangos de fuerza se sujetan con cuatro dedos a un lado y el pulgar rodeándolos por el otro lado.Existen diferentes categorías de este tipo, como son los mangos de pistola donde la fuerza pararealizar la tarea se lleva a cabo a lo largo del antebrazo como en la sierra, o se opone a la fuerza comoen el taladro. La forma de los mangos de asir de mazos y martillos dependerá de la función que sedeba desarrollar y de la relación fuerza/precisión necesaria para la tarea.

radiocúbitomuñeca

arrastre de forma

arrastre poradherencia

pulgar

transmisióndirectade la fuerza

transmisióndirectade la fuerza

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Fig. 4.7 Formas de agarre y formas de empuñadura

dos manos

punto de gravedad

1 dedo

pulgar

mano

2 dedos

3 dedos

5 dedos

mano

2 dedos

3 dedos

4 dedos

manocesta de la mano

Agarre de contacto Agarre de coger Agarre de abarcar

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4.5 Patologías y microtraumatismos repetitivos

Teniendo en cuenta que los trabajadores normalmente sólo utilizan la mano en que tienen destreza, sehipertrofia la musculatura de ese hemicuerpo, y aunque no haya fatiga, se ocasionan molestiasosteomusculares, semejantes a las de la práctica de deportes que son asimétricos. Además, desde hacemucho tiempo se conoce en mecánica la teoría de la fatiga de los materiales, que explica que unapequeña fuerza aplicada muchas veces puede producir el efecto de rotura del material. La apariciónde molestias en la zonas de hombros, codos y de la mano-muñeca de carácter acumulativo tiene suorigen sobre todo en la excesiva extensión y flexión o desviación radial o cubital de la muñeca, unasposturas de flexión, extensión y abducción exageradas de los brazos, unidas a una repetitividadexcesiva de la tarea, que cobran mayor importancia cuando aparece ligadas, además, a esfuerzosexcesivos.

Podemos decir que la suma de postura, fuerza y repetitividad configurarían el círculo de fatiga de lapersona que acaba en el traumatismo repetitivo, que provoca insuficiente circulación vascular en laspartes blandas, inflamación en los tendones por exceso de rozamiento de los mismos en loscorredores anatómicos, comprensión de los nervios como consecuencia de la inflamación de losmúsculos, ligamentos y tendones, inestabilidad de las articulaciones por las posturas forzadas,lesiones o roturas de las partes blandas,... De ahí que las soluciones óptimas pasen por corregirposturas, reducir esfuerzos y bajar las cadencias de las actividades mediante el diseño de PP.TT. yherramientas adaptables a los usuarios.

De todas formas, no es siempre fiable asociar efecto y causa última ocurrida, ya que podríamos caeren el error de creer que el último grupo de esfuerzos, posturas o frecuencias han producido la lesión yolvidar, por ejemplo, el histórico del operario en el taller; o por el contario, enrocarnos en la hipótesisde que o bien no había pasado nunca, o que, cadencias y esfuerzos más elevados no handesencadenado jamás consecuencias similares. Ergo no debemos buscar ahí el problema.

A parte de este problema conceptual sobre la fiabilidad de la utilización de la hipótesis causa-efectoen la lesión, un trabajo que no haya sido proyectado correctamente, para nosostros ergonómicamente,puede producir una serie de patologías tales como: fatiga muscular, caracterizada por la incapacidaddel músculo de responder a los estímulos; un tirón, que es una ruptura de fibras musculares de uno avarios haces con hemorragia localizada; una contractura, que es una alteración histoquímica sin lesiónanatomopatológica visible; la elongación o estiramiento excesivo de fibras musculares sin ruptura; yla rutura de fibras que interesa a la totalidad de un haz o de un músculo, existiedo separación decabezas y retracción, las patologías de tendones y vainas.

4.5.1 Traumatismos más usuales

Existe una correlación positiva entre algunas profesiones y problemas fisiológicos, de ahí quepodamos generar unas tablas taxonómicas en las que aparezcan reflejadas las tres variables: actividad

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Fig. 4.8 Cuadro de tipo de trabajo, patologías y factores ocupacionales

ACTIVIDADTeclear, trabajos domésticos,trabajos de montaje, carpintería,cortar carne, cirugía, tocarinstrumentos musicales.

Atornillar, montaje de pequeñoscomponentes, jugar al tenis.

Teclear, montaje en cadena,transportar en el hombro o en lamano, empaquetar.

Soldar, pulimentar.

Conducción de camiones, cadenasde montaje aéreas, soldar porencima de la cabeza, manipulaciónde cargas, transporte de cargascon los brazos extendidos.

Presionar gatillos, utilizarherramientas manuales que tienenmangos demasiado grandes parala mano.

Carpintería, albañilería; utilizaciónde alicates; soldadura; tocarinstrumentos musicales.

Utilización de herramientas convibración; ambientes fríos.

Utilización de herramientasmanuales.

Construcción; cadenas de montajeaéreas; soldadura por encima dela cabeza; transporte y reparto decartas.

Operación de presión con lasmanos; trabajos de montaje;trabajos con cables.

Pulimentación; operaciones depresión; cirugía; serrar; cortar; usocontinuado de controles deacelerador de la motocicleta.

MOVIMIENTOSExtensiones y flexiones de lamuñeca; rotaciones rápidas de lamuñeca; movimientos de lamuñeca con fuerza y desviación.

Pronación (giro) radial de lamuñeca con extensión; extensiónde la muñeca con fuerza;pronación del antebrazo.

Postura estática prolongada decuello, hombro y brazo; transportede cargas de forma prolongadasobre el hombro y la mano.

Rápida pronación del antebrazo;pronación con fuerza, pronacióncon flexión de la muñeca.

Hiperextensión del brazo;alcances por encima de la cabeza;flexión del hombro; transporte decargas en los hombros.

Flexión repetida del dedo;mantener doblada la falange distaldel dedo mientras permanecenrectas las falanges proximales.

Extensión y flexión prolongada dela muñeca; flexión mantenida delcodo con presión del encastecubital.

Agarre de herramientas convibración; utilización deherramientas manuales quedificultan la circulación sanguínea.

Flexión de la muñeca conpronación del antebrazo.

Abducción y flexión del hombro;brazo extendido o flexionado en elcodo más de 60°; elevacióncontinua del codo; trabajo con lasmanos por encima del hombro;transporte de carga en el hombro.

Extensión y flexión de la muñecacon fuerza; desviación cubital confuerza.

Movimientos de la muñeca; flexióny extensión de la muñeca conpresión en la base palmar;rotaciones rápidas de la muñeca.

TRANSTORNOSíndrome del túnel carpiano.

Codo de tenista (epicondilitis)

Síndrome de tensión de lacervical.

Síndrome del pronador redondo.

Síndrome del conducto torácico.

Dedo en gatillo.

Atrapamiento del nervio cubital;síndrome del canal de Guyón.

Síndrome del dedo blanco;síndrome de Raynaud.

Epicondilitis.

Tendinitis del hombro.

Tendinitis en la muñeca.

Tenosinovitis; síndrome de De Quervain; ganglión

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desarrollada, movimientos más frecuentes y transtornos que aparecen en las personas. Las másfrecuentes son las siguientes:

1. Tendinitis: es la inflamación del tendón, por comprensión o rozamiento repetitivos. Puedesuceder en las vainas tendinosas y los tejidos vecinos, o en las uniones con el hueso y el músculoy puede limitar la capacidad de movimiento. El ejemplo más conocidos es la tendinitis escápulo-humeral por trabajar por encima de los hombros.

2. Tenosinovitis: es la inflamación de las vainas tendinosas y de la cápsula articular (sinovial). Losextensores de los tendones sirven de lubricante cuando pasan por encima las articulaciones y lafalta de lubricación genera una fricción del tendón sobre la funda. Afecta frecuentemente a laparte posterior de la muñeca y el más conocido es el síndrome De Quervain.

3. Síndrome del túnel carpiano: el nervio mediano, en su recorrido desde el antebrazo a la mano,pasa a través del túnel carpiano junto con los tendones flexores de los dedos así como también elplexo vascular que irriga la mano. El uso repetido de una herramienta con la muñeca enposiciones extremas, puede ocasionar la inflamación y dilatación de los tejidos a su paso por elestrecho canal óseo, así como la compresión del nervio mediano. La respuesta del organismo esla alteración sensitiva y motora de los músculos inervados por el nervio mediano, con elacompañamiento de hormigueo, endurecimiento y dolor en el miembro superior afectado.

4. Epicondilitis (es una tendinitis): es la inflamación dolorosa del codo por la realización de trabajosrepetitivos con objetos o por movimientos repetidos de cargas pesadas asociado a la flexoextensión de la muñeca, en concreto la hiperextensión de la muñeca y por la prono supinacióncon carga, “codo de tenista”, “codo ama de casa”.

5. Dedo disparador (o engatillado, o en resorte): es el desarrollo de un nódulo en el tendón flexor alque llega la vaina. Se produce por que no se abarca bien la herramienta y en vez de presionar elinterruptor con la falange media del dedo se presiona con la distal.

Como vemos, cada tipo de actividad lleva asociado unos movimientos característicos y unosrequerimientos de esfuerzos, y además el sistema productivo marca unas frecuencias de producción.De no considerarse todas estas variables en la etapa de ergonomía preventiva, puede que estemosabonando el campo para producir una determinada patología o lesión, por lo tanto el equipo deproyectos deberá, adaptándolo a cada circunstancia, diseñar el área de trabajo, las herramientas, laspausas y descansos, las rotaciones... que considere necesarias para perservar los dos puntales básicosdel sistema productivo: la salud de los operarios y la viabilidad económica de la organización.

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5 Métodos más usuales en la elaboración de esfuerzos 105

5. Métodos más usuales en la valoración de esfuerzos

5.1 Esfuerzos físicos y trabajo

Para el estudio de los esfuerzos que las personas pueden realizar y la evaluación de los límitesadmisibles, recomendados, tolerables, exigibles y/o permitidos, sin peligrar su salud, existenactualmente, ante la falta de una buena y concluyente norma sobre solicitud de esfuerzos a laspersonas, diversos métodos de evaluación internacionalmente reconocidos que son los que se aplicanpor los responsables del proyecto del diseño en tareas tanto en la fase de concepción como en la deergonomía correctiva.

Ahora bien, a nuestro entender, de momento la mejor solución para conocer si las solicitudes son o noexcesivas para las personas pasa por la aplicación simultánea de diversas metodologías conocidas ycontrastadas a una misma situación, ya que hemos comprobado que el multianálisis no siempreconduce a un solución unívoca, y que los rangos de variabilidad son, en algunos casos, tanimportantes que invalidan intervenciones teóricamente óptimas. Las diferencias entre métodos puedenencontrarse en las restricciones que cada método prima, o en sus hipótesis iniciales, pues la mayoríade estas metodologías responden a límites establecidos mediante conceptos teóricos biomecánicos,fisiológicos o psicofísicos y la casi totalidad de ellos aplican modelos de ajuste que no siempre estánestrictamente justificados. Otras veces, las discrepancias se deben a que las poblaciones de refenciano son representativas (pocos sujetos y/o ajenos a la población real), a que las pruebas se han hechoen situaciones de laboratorio (control del microclima, ruido, gases...), y otras muchas; a que lasituación que estamos analizando no responde fidedignamente a las premisas de partida del métodoelegido.

Por todo ello, es aconsejable al hacer trabajos de ergonomía el aplicar diferentes metodologías a unmismo caso para extraer conclusiones lo más amplias posibles. Ciertos procedimientos serán másfácilmente aplicables, o más coherentes con nuestra situación; pero en todos los casos, lamultiplicidad de métodos nos permitirá contrastar más hipótesis y afinar más en la toma de decisión.

De todas las metodologías internacionalmente reconocidas que se han desarrollado con los años,hemos escogido tres, que consideramos que son las que evalúan la problemática de manera más

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precisa: la norma francesa AFNOR, el método del instituto alemán REFA (Siemens) y el métodoamericano NIOSH. Además, no hemos podido ceder a la tentación de poner en el mismo nivelRegímenes de trabajo y descanso con barrera de tensión térmica (REGI) que es una metodologíadesarrollada por los autores del libro en los últimos años y que está pensada para obtener una visiónindividualizada del problema de la capacidad de trabajo físico y del gasto energético en situacioneslaborales en las que el trabajo es de moderado a muy pesado.

Debemos hacer mención a que se han dejado en el tintero otros tipos de evaluación interesantes talescomo el RULA de la Universidad de Nottingham, el método de Niveles límite de fuerzas paratrabajos manuales de la Universidad de Surrey, el Ergonomic Layout and Optimazation of Manualwork Systems (ERGOMAS), el método de NISSAN, el Ergonomics Balancing People & Technologyde DOW, OWAS, etc., pero obviamente el tiempo y el espacio siempre obligan a realizar eleccionesque muchas veces no son las más idóneas.

5.2 Método de AFNOR

El primero de los métodos que describiremos, es de hecho, la norma que para el estudio de lascondiciones ergonómicas en los puestos de trabajo, ha desarrollado la Association Française deNormalisation (AFNOR), y que constituye la norma de homologación francesa (20 de julio de 1985)a falta de una norma internacional en la materia.

Esta norma ha sido desarrollada a partir de estudios efectuados por la Régie Nationale des UsinesRenault.

5.2.1 Hipótesis y campo de aplicación

La norma AFNOR nos da los límites de esfuerzo recomendados por la acción sobre los controles,herramientas o útiles, excluidos los esfuerzos solicitados por el transporte de cargas condesplazamiento corporal del trabajador.

El campo de aplicación de esta norma es sobre las acciones elementales, en esfuerzos mantenidosmenos de 7 segundos y dentro del volumen espacial aceptable, y no pretende una evaluación de lacarga de trabajo global.

La aplicación práctica de la norma se basa en el cálculo del límite recomendado sobre unos ábacos,función del percentil de estudio, donde se grafican diferentes curvas en función de la posición deloperario en el puesto de trabajo y de las características propias del esfuerzo. El ábaco base incluye el80% de las mujeres y el 95% de los hombres; el rango llega hasta el 95% de las mujeres y el 100% delos hombres.

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Fig. 5.1 Ábaco de AFNOR. a) Cuadro de identificación de esfuerzos

NATURALEZA DEL ESFUERZO POSTURA SENTIDO DEL ESFUERZO REFERENCIA

PULSAR una mano

TIRAR una mano

BAJAR una mano

ELEVAR una mano

ROTACIÓN INTERNA

ROTACIÓN EXTERNA

CERRAR MANO

GIRAR VOLANTE dos manos

PULSAR PEDAL un pie

SENTADOcon respaldo

DE PIE

SENTADOapoyo para los pies

DE PIE

SENTADO

DE PIE

SENTADO

DE PIE

SENTADOo

DE PIE

SENTADO

DE PIE

SENTADOcon respaldo

DE PIE

B

J

G

L

N*

K*

Q*

M*

O*

P*

C

I*D*

H*E*

A

F

Reglas de corrección:– Para los esfuerzos señalados con un asterisco *, dividir por 2 el valor obtenido en los ábacos, si estos esfuerzos no sonrealizados en el volumen de trabajo BUENO, sino en un volumen ACEPTABLE.– Para esfuerzos realizados con las 2 manos:Multiplicar por 2 el valor obtenido para una mano, si el esfuerzo se realiza de pie.Mantener el valor obtenido para una mano si el esfuerzo se realiza sentado.– Para el esfuerzo de empujar en postura sentado, en ausencia de respaldo que sirva de apoyo:Utilizar los valores J en lugar de B. Utilizar los valores F en lugar de A.– Para un esfuerzo de tracción en postura sentado, en ausencia de un punto de apoyo para los pies, utilizar los valores L en lugarde G.

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Fig. 5.2 Ábaco de AFNOR. b) Abaco fuerza, frecuencia horaria, posición de trabajo

y número de manos utilizadas

5.2.2 Variables que considera el método

El límite de fuerza recomendado viene dado en función de la frecuencia horaria del esfuerzo y de lascondiciones posicionales en el lugar de trabajo.

Las consideraciones antropométricas de la norma se resumen en un cuadro de identificación de losesfuerzos y de la posición de trabajo. En este cuadro se asignan las diferentes curvas del ábaco enfunción de:

1 Parámetros del esfuerzo:- Dirección y sentido de la fuerza: quedan especificadas las tres direcciones espaciales y losrespectivos sentidos.- Dirección y sentido de giro del momento: sólo contempla dos posiciones de volante.

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2 Posición del operario: se distinguen las situaciones en que el operario trabaja de pie o sentado. Eneste último caso se detallan, para ciertos esfuerzos, las características del asiento: con respaldoy/o apoyapies.

Finalmente, el valor obtenido en el ábaco se corrige, en algunos casos, en función de:

1 Si el esfuerzo no se ejerce dentro del volumen espacial de trabajo bueno o aceptable.2 Si, en posición de pie, el esfuerzo se ejerce con las dos manos.3 Si, en determinadas fuerzas, el asiento no tiene respaldo o apoyapies.

5.2.3 Comentarios a AFNOR

El método de AFNOR es el único que presentamos que tiene carácter de norma. Por otra parte, caberesaltar que es el más pobre en cuanto a antropometría. Las variables posicionales y posturalesconsideradas son pocas y las correcciones por otros factores influyentes, poco rigurosas.

De todos los esfuerzos que podemos encontrarnos en un puesto de trabajo, la norma francesa estudiade manera completa las fuerzas, pero de forma escasa los momentos de giro.

El aspecto que la diferencia positivamente respecto a los otros métodos es la distinción posicional enel lugar de trabajo: de pie o sentado, y dentro de la posición de sentado, además con apoyo lumbar, ocon apoyo lumbar y para ejercer fuerza con los pies. Esta consideración, que es la primera decisiónque se ha de tomar a la hora de diseñar cualquier puesto de trabajo, está bien detallada. Paracompletar esta evaluación se incorporan las posibles variantes en el asiento; esto es de gran utilidaden la elección del mobiliario idóneo para ese puesto de trabajo.

Sin embargo, es un punto negro (tal vez el más criticable) que lo dicho hasta ahora sea lo único que setiene en consideración desde el punto de vista de las relaciones dimensionales, o sea, que parta de lahipótesis de patrón único de medidas antropométricas. Además, la norma AFNOR no estudia lasdiferentes posturas que puede tomar la persona: de pie o sentada; se presupone que el operarioadoptará la más cómoda para realizar el esfuerzo. Esta hipótesis subyacente al método, y a menudoutilizada por otras metodologías, es totalmente falsa pues, en muchas ocasiones, o bien por falta deentrenamiento, formación, pericia... en la realización de fuerzas, o bien por culpa de un diseñoerróneo, aunque se quiera, no es posible adoptar esa postura ideal.

Temporalmente en AFNOR sólo se tiene en cuenta la frecuencia del esfuerzo y no se determina lainfluencia de la duración de la jornada laboral, ni el horario.

Del resto de variables relevantes, no se considera ni la edad, ni la preparación física de la persona, ysólo se trata la variable sexo, con la presentación de diferentes gráficos de resultados según elpercentil de trabajo.

Operativamente, la norma AFNOR es sencilla y no presenta ninguna dificultad, ni de cálculo ni deinterpretación.

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5.3 Método de NIOSH

El National Institute of Safety and Health (NIOSH) de los Estados Unidos de América creó un comitéde expertos para revisar la metodología sobre manipulación de cargas y levantamiento de pesos. Estecomité desarrolló la NIOSH Work Practices Guide for Manual Lifting (1981) a partir de la revisión yestudio de diversas investigaciones en levantamientos manuales.

En las Revisions in NIOSH Guide to Manual Lifting (1991), revisión del de 1985, se plasmaron todoslos conocimientos referentes al levantamiento manual de cargas en una fórmula práctica queconstituye el procedimiento operativo del método.


El método NIOSH ha sido desarrollado con el fin de prevenir lesiones para un grupo de poblaciónformado por hombres y mujeres, y por esto es uno de los más restrictivo de todos los existentes.

A diferencia de otros métodos que establecen el límite sólo según uno de los conceptos queintervienen (biomecánico, fisiológico o psicofísico), este método combina los tres, estableciendo unacarga máxima que responde al menor peso obtenido al aplicar a una misma tarea los tres conceptos.Así pues, el factor limitante o criterio para cada tarea puede variar.

El criterio biomecánico limita el esfuerzo sacro-lumbar, que es el más importante en tareas delevantamientos infrecuentes. El criterio fisiológico limita el esfuerzo metabólico y la fatiga asociadacon tareas repetitivas de levantamientos. El criterio psicofísico limita la carga de trabajo basándose enla percepción que los trabajadores tienen sobre su propia capacidad de levantar una medida aplicablea casi todas las tareas, excepto con frecuencias de levantamiento muy elevadas (por encima de las 6veces/minuto).

DISCIPLINA CRITERIO DE DISEÑO VALOR DE CORTE

Biomecánica Máxima fuerza de compresión en disco 3,4 kN

Fisiología Máximo gasto de energía 2,2-4,7 kcal/min(0,153-0,328 w)

Psicofísica Máximo peso aceptable Aceptable para el 75% de mujeres y el 99% de hombrestrabajadores

Las decisiones tomadas por el comité de 1991 para la selección de los diferentes criterios se puedenresumir en:

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5.3.2 Criterio biomecánico

1 Elección de la unión entre las vértebras L5 y S1 como el lugar de mayor esfuerzo lumbar duranteel levantamiento.

2 Considerar la fuerza de compresión como el vector de esfuerzo crítico.3 Seleccionar 3,4 kN como la fuerza de compresión que define un incremento de riesgo de lesión

lumbar.

5.3.3 Criterio fisiológico

1. Fijar en 9,5 Kcal/min la medida base de capacidad máxima aeróbica para determinar el gasto deenergía límite para tareas repetitivas de levantamientos.

2. Selección del porcentaje (70%) de la capacidad aeoróbica base máxima para establecer el gastode energía límite para los levantamientos que requieren predominantemente trabajo del brazo(levantamientos por encima de 75 cm).

3. Fijar tres porcentajes (50%, 40% y 33%) de la capacidad máxima aeróbica para establecer loslímites de consumo cuando las tareas duran respectivamente 1 hora, de 1 a 2 horas, y de 2 a 8horas.

5.3.4 Criterio psicofísico

1 Elección de un criterio aceptable para el 75% de la población trabajadora femenina.2 Uso de pesos máximos aceptables para los levantaminetos y fuerza para determinar los pesos

límites recomendados.

Como nota importante cabe resaltar que como ya queda reflejado en el título de la guía, su aplicaciónes sólo para tareas de levantamientos en los que se usan las dos manos, y no se puede extrapolar aesfuerzos de características similares.

5.3.5 Variables que considera

El desarrollo de la ecuación de los levantamientos requirió:

1. Marcar una localización estándar para los levantamientos, definida a una altura vertical de 75 cmy una distancia de 25 cm desde el punto medio de los tobillos.

2. Establecer una carga constante referente al máximo peso recomendado para los levantamientosdesde la posición estándar y bajo condiciones óptimas (es decir, posición sagital, levantamientos

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ocasionales, buenos agarres, desplazamiento vertical inferior a 25 cm,...) aceptable para el 75%de las mujeres trabajadoras y el 90% de los hombres.

3. Derivar las expresiones matemáticas para cada factor usado para reducir la carga constante ycompensar las características de la tarea de levantar cuando se realiza en condiciones diferentes ala estándar u óptima.

Con todo esto, el peso límite recomendado se obtiene a partir de la siguiente fórmula:

RWL = LC x HM x VM x DM x AM x FM x CM

donde LC es el valor constante de 23 kg y el resto son factores correctores geométricos, temporales yde agarre.

Multiplicador horizontal (HM): incrementando la distancia horizontal de la carga a la columna, seincrementará la fuerza de compresión en el disco, y el límite del peso máximo aceptable decrecerá. Lafuerza de compresión axial aplicada a la columna durante los levantamientos es generalmenteproporcional a la distancia horizontal de la carga a la columna. Para satisfacer el criterio de loslevantamientos, el multiplicador horizontal (HM) se determina como sigue:

HM = 25 / H

H es la distancia en centímetros del punto original medida sobre el plano horizontal entre las manos yels tobillos.

Multiplicador vertical (VM): cuando se levantan cargas desde cerca del suelo se incrementa elesfuerzo lumbar y el gasto de energía. El comité de 1991 eligió una disminución del 22,5% parareducir la carga permitida en los levantamientos cuando se hacían a nivel del hombro (150 cm) y anivel del suelo, con lo que el multiplicador vertical resultaba de la siguiente forma:

VM = {1 - [0,003 abs(V-75)]}

V es la distancia en centímetros medida en el plano vertical entre el punto medio de les manos y elsuelo.

Tanto HM como VM se toman siempre en las coordenadas de origen de la manipulación de cargas, yaque se considera ese momento el más crítico durante la ejecución de la tarea.

Multiplicador de desplazamiento (DM): los resultados de los estudios psicofísicos sugieren unareducción aproximada del 15% de la carga máxima aceptable en los levantamientos cuando ladistancia total movida se acerca al máximo (es decir, levantamientos con origen cerca del suelo yfinal por encima de los hombros), y a mantenerse constante cuando la distancia total desplazada de lacarga es inferior a 25 cm. Como resultado, el multiplicador de distancia (DM) lo estableció el comitéde 1991 como sigue:

DM = 0,82 + 4,5 / D

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D es la diferencia de altura en centímetros de la carga a levantar, desde la posición inicial a la final.

Multiplicador de asimetría (AM): los pocos estudios sobre este aspecto informan de un descensodel máximo peso aceptable (8 al 22%) y un descenso de la fuerza isométrica de los levantamientos(39%) para tareas asimétricas de levantamientos de 90 comparadas con levantamientos simétricos.Así, el comité de 1991 recomendó una reducción del 30% sobre el peso permitido en tareas queconllevaran una asimetría de 90°.

AM = [1 - (0,0032 A)]

A es el ángulo en grados desplazado desde el origen al final del transporte en el plano sagital.

Multiplicador de frecuencia (FM): se basa en dos conjuntos de datos. Para frecuencias delevantamientos hasta 4 por minutos se usaron los datos psicofísicos de Snook y Ciriello. Parafrecuencias superiores, los valores que se muestran en la figura de la tabla adjunta se determinaron enun proceso de tres etapas usando las ecuaciones de predicción de gasto de energía de Garg.

Los valores resultantes están comprendidos entre 0 y 1 y se hallan tabulados en función de lafrecuencia (desde 0,2 levantamientos por minuto hasta más de 15), de la duración de la jornadalaboral (inferior o igual a una, dos u ocho horas) y de la posición vertical (inferior o superior a75 cm).

Jornada < 1 h < 2 h ≤ 8 h

Frecuencia(veces/día) V<75 V>75 V<75 V>75 V<75 V>75

0,2 1,00 1,00 0,95 0,95 0,85 0,850,5 0,97 0,97 0,92 0,92 0,81 0,811 0,94 0,94 0,88 0,88 0,75 0,752 0,91 0,91 0,84 0,84 0,65 0,653 0,88 0,88 0,79 0,79 0,55 0,554 0,84 0,84 0,72 0,72 0,45 0,455 0,80 0,80 0,60 0,60 0,35 0,356 0,75 0,75 0,50 0,50 0,27 0,277 0,70 0,70 0,42 0,42 0,22 0,228 0,60 0,60 0,35 0,35 0,18 0,189 0,52 0,52 0,30 0,30 0,00 0,15

10 0,45 0,45 0,26 0,26 0,00 0,1311 0,41 0,41 0,00 0,23 0,00 0,0012 0,37 0,37 0,00 0,21 0,00 0,0013 0,00 0,34 0,00 0,00 0,00 0,0014 0,00 0,31 0,00 0,00 0,00 0,0015 0,00 0,28 0,00 0,00 0,00 0,00

>15 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

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Multiplicador de agarre (CM): las cargas con agarres apropiados o asas facilitan los levantamientosy reducen la posibilidad de que se vuelque la carga. El consenso del comité fue penalizar los agarrespobres con un máximo del 10%. El coeficiente está tabulado según la altura y en tres categorías:bueno, medio y pobre.

Agarres V < 75 cm V > 75cm

Bueno 1,00 1,00Medio 0,95 1,00Pobre 0,90 0,90

5.3.6 Comentarios a NIOSH

Aceptando de antemano que sólo se trata de un método para determinar los límites de levantamientomanual de cargas, es el más completo en este campo.

Fig. 5.3 Gráfica de NIOSH

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NIOSH hace un tratamiento detallado de la columna vertebral, y distingue en el cálculo de losfactores correctores, los casos en que hay movimiento del tronco (V < 75 cm) de los que no hay(V> 75 cm).

El tratamiento temporal, aunque de forma tabulada y discreta, es completo y señala claramente lafranja de volumen de trabajo prohibido (FM = 0).

Sin embargo, este método conlleva un volumen de cálculo tal, que si no se tiene automatizadoalgorítmicamente, dificulta los trabajos iterativos de diseño y toma de decisiones.

5.4 REFA (Siemens)

El 30 de septiembre de 1924 se llevó a cabo en Berlín la fundación del Reichsausschusses fürArbeitszeitermittlung, más conocido bajo las siglas REFA.

De acuerdo con la voluntad de sus fundadores REFA tenía la tarea de recoger, examinar y ordenartodo cuanto fuera posible hallar en el campo de la determinación de tiempos de trabajo, tanto en lasempresas como en la literatura especializada, y hacerlo accesible a la opinión pública en una forma talque resultase apropiado para el estudio independiente y como documetación de cursillos.

Dentro del marco del programa de reconstrucción de las empresas después de la II Guerra Mundial, seintentó también poner de nuevo en pie la organización del trabajo y el cálculo de tiempos, dos camposmuy abandonados. A esta tarea pudieron contribuir considerablemente las asociaciones regionales deREFA, fundadas nuevamente el año 1947.

La asociación REFA ha sido reconocida como de utilidad pública y pone a disposición de lasorganizaciones su consejo y su colaboración para garantizar la capacidad competitiva de la economíaalemana y mejorar el nivel de vida de la población.

El manual REFA fue redactado contemplando todas las leyes, normas o códigos vigentes para losdiferentes temas en la, entonces, República Federal Alemana. Es por esto que se ha convertido en unaguía internacionalmente reconocida, seguida y aplicada, hoy en día, en gran cantidad de proyectos deingeniería.

El contenido queda dividido por capítulos según materias, y comprende desde la evaluación defuerzas físicas, hasta el estudio del ruido, pasando por métodos de trabajo, las condiciones visuales,controles e indicadores, clima, etc. Cada uno de los capítulos está concebido de forma que sucontenido sea aplicable a través de unas hojas de trabajo esquemáticas. Nuestro interés se ha centradoen el estudio antropométrico de los límites admisibles para las fuerzas, momentos y manutenciónmanual.

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El procedimento indicado constituye un método pautado por el cual el proyectista de los sistemas detrabajo puede determinar los valores típicos para las fuerzas y los momentos de giro límites, elconocimiento de los cuales es de interés para la planificación o el control de los procedimientos detrabajo. No se presuponen conocimientos de fisiología al encargado de calcular los valores, con locual se convierte en un método práctico pero peligroso; práctico porque siguiendo la rutina de trabajose obtienen fácilmente los valores y sus rangos de uso, y peligroso por que el número en sí no essiempre un indicador fidedigno que resuma toda la problemática del caso. De todas formas, losestudios previos y las decisiones necesarias están dentro del marco de la actividad usual del ingenieroproyectista de sistemas de trabajo.

El método deja claro que los resultados obtenidos serán válidos para los esfuerzos con o sinmovimiento, pero no para los movimentos con impulso o en los casos en que exista carga simultáneade diversos sistemas musculares.

Los límites admisibles para las fuerzas y los momentos de giro se calculan en relación con el lugar detrabajo, definido por el grupo de usuarios y las características de la actividad. Como base para elcálculo se toman las fuerzas máximas halladas por medición sobre hombres de aproximadamente 30años de edad. La situación específica se contempla mediante la aplicación de factores. Si en un lugarde trabajo, las fuerzas y los momentos de giro que tiene que ejercer la persona no superan los límitescalculados, no habrá ningún riesgo de sobresolicitación.

La selección del grupo de usuarios por sexo, edad y grado de preparación física se puede realizar deacuerdo con el campo de aplicación. Se consideran ciertas dispersiones de las fuerzas físicas en lapoblación, pero no valores extremos.

5.4.2 Variables que considera REFA

El cálculo del límite admisible se basa en unos valores de referencia tabulados según el sistemamuscular y con diversas variables de entrada. El punto de acción de la fuerza es el interfaz entre lapersona y la máquina, la herramienta o el objeto; generalmente está situado en la palma de la mano oen la planta del pie. De la situación del punto de acción de la fuerza y del grupo muscular utilizadoresulta el sistema muscular.

En el caso particular de las fuerzas ejercidas por el brazo, la tabla sigue una estructura como lasiguiente, con cinco parámetros de entrada:

1 Posición de la mano.2 Rotación del hombro.3 Altura de trabajo.

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4 Ángulo del codo.5 Dirección de la fuerza

Para el transporte de cargas se determina una fuerza máxima en función de la talla de la persona y dela distancia horizontal a que se tiene sujetado el peso, y se corrige, para obtener la fuerza dereferencia, con factores que contemplan: las alturas de agarre, la frecuencia, el número de manos, elnúmero de operarios y las tareas secundarias.

FACTOR PARA EL USO DE MANOSLevantamientos con una mano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,60Levantamientos con las dos manos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,00

FACTOR PARA CANTIDAD DE PERSONAS (levantamiento de cargas)Levanta una sola persona. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,00Levantan dos personas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,85

FACTOR PARA TAREAS SECUNDARIASLeves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,00Moderadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,90Severas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,80

Estos valores de referencia son corregidos con factores lineales, para tener en cuenta otros factoresrelevantes, y sirven para:

1 Determinar la influencia del sexo: aunque se tiene que procurar diseñar siempre para ambossexos, la restricción a hombres puede resultar necesaria para los trabajos pesados.

GRUPO DE USUARIOSHombres. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,0Mujeres / mujeres y hombres. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,85

2. Determinar la influencia de la preparación física: en este factor también se incorpora laconstitución física. El valor planificado normal es 1 aunque se contempla la modificación desdeel 80 % al 140 % del valor de referencia, según el área de aplicación.

3. Determinar la influencia de la edad y de la actividad: la edad de la persona nos restringirá el valormáximo del factor. El resto del cálculo se irá realizando según el tipo de esfuerzo y de actividad.

Como esfuerzo se tiene en cuenta toda tensión muscular ininterrumpida. En este método se distingendos tipo de esfuerzo. Entendemos por esfuerzo dinámico aquel trabajo muscular con claromovimiento, pero sin impulso, o el trabajo muscular realizado muy lentamente o sin movimiento por

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un tiempo inferior a 0,1 minutos. Este tipo lo subclasificaremos en:

1 Dinámico severo: cuando se realiza con una pierna o los dos brazos, o cuando acompaña allevantamiento de una carga.

2 Dinámico unilateral: cuando se realiza con los dedos, la mano o un solo brazo.

En este caso, el tiempo de cálculo que se toma como base para el cálculo de los valores límite es igualal tiempo que pasa entre el primer y el último esfuerzo del sistema muscular considerado. Si losesfuerzos se interrumpen por más del 50% del tiempo anterior, comenzará un nuevo tiempo decálculo. La aproximación sugerida es:

Tiempo de cálculo Aproximación

de 0 hasta 1 h 15 min. 1 hde 1 h 15 min hasta 5 h 4 hde 5 h a 9 h 8 h

Fig. 5.4 Gráfica de REFA

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Fig. 5.5 Hoja de datos Siemens para la determinación de fuerzas de referencia

para el levantamiento de cargas a mano en posición vertical sin impulso

Altura de agarre superior para Distancia de agarre con respecto al cuerpoTalla>165 Todas las t. hasta 10 cm hasta 25 cm hasta 50 cm

180 160 350 250 200160 140 450 300 200140 120 600 400 250120 100 650 400 300100 90 750 450 30090 80 900 450 30080 70 1000 550 35060 60 1000 600 45040 40 1000 700 55020 20 1000 700 600

Fuerza máxima(interpolarvaloresintermedios)

Factorpara pesode troncotambiénmovido

Levantamiento con una mano 0,6 Factor paraempleo de mano

Levantamiento con dos manos 1,0

Levanta una sola persona 1,0 Factor paracantidad de

Levantan dos personas 0,85 personas

Tareas secundarias leves 1,0 Factor paramoderadas 0,9 las tareasseveraS 0,8 secundarias

x

x

x

x

=

Altu

ra d

e ag

arre

sup

erio

r

cm 180

160

140

120

00

80

60

40

20

0

10 20 30 40 50 60 70 >70 cm Altura deagarre inferior

1,0

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,4

1

2

4

8

16

32

Sec

uenc

ia d

e m

ovim

ient

os p

or m

in.

Fuerza de referencia N

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La frecuencia es la cantidad de esfuerzos para cada tiempo de cálculo, transformado a una, cuatro uocho horas en el gráfico (siempre a ocho horas en caso de actividad dinámica unilateral).

Por otra parte se entiende como esfuerzo estático el trabajo muscular sin movimiento o conmovimiento muy lento de no menos de 0,1 minutos de duración.

El tiempo de ciclo de fuerza tcf es la suma del resultante del tiempo de la tensión muscular tt y eltiempo sin tensión estática que normalmente lo sigue.

5.4.3 Comentarios a REFA

En esta sucinta crítica distinguiremos el tratamiento que hace el manual REFA a las fuerzas y losmomentos, del que hace al levantamiento de cargas.

Desde el punto de vista antropométrico de la evaluación de fuerzas y momentos, este manualconstituye uno de los métodos más completos que existen hoy en día. Si a esto le añadimos que tieneen cuenta todas las variables relevantes que rodean cualquier actividad se entiende que sea una de lasguías más utilizadas en el diseño de puestos de trabajo.

Fig. 5.6 Gráfica de REFA

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La determinación de hasta sesenta y seis zonas de trabajo, según la postura del brazo y de la mano,cubre, de forma suficientemente precisa, todo el espacio de trabajo de la persona. Ahora bien, si en loque respecta a la postura es muy completo, no sucede así en cuanto a la posición de trabajo, pues nodistingue los casos sentado y de pie; esto comporta que la extrapolación a ambos casos no sea deltodo rigurosa.

En cuanto al transporte de cargas, REFA incorpora nuevas variables como son la talla, o el número demanos y operarios.

El tratamiento de las variables no antropométricas es similar al de los otros métodos, aunque éste esalgo más completo como ya se ha visto anteriormente.

5.5 Comparación AFNOR-NIOSH-REFA

El manual REFA es el único que incuye todos los tipos de esfuerzos que se han especificado en este

libro. La diferencia de tratamiento que esto supone obliga a analizar, desde el campo de las fuerzas y

momentos, el método alemán en comparación con la norma francesa AFNOR, y desde el punto de

vista de levantamiento de cargas con el NIOSH.

Podemos establecer dos niveles de diferencia entre unos y otros. En primer lugar, la profundidad conque trata el tema cada método y que se refleja en el número de variables que considera: en esteaspecto AFNOR es el más pobre de todos ellos. En segundo lugar, en cuanto a la filosofía subyacente,diríamos que mientras las guías europeas tienen como objectivo determinar límites de esfuerzos paraque el operario pueda realizar su tarea sin dificultad, el método NIOSH va más allá y busca laprevención de lesiones.

De forma esquemática se ha recogido en el siguiente cuadro lo que ya se ha indicado en cada una deles críticas indviduales y que puede servir al lector como guía para escoger el método más idóneo alcaso tratado.

Cuadro comparativo AFNOR NIOSH REFA

TIPO DE ESFUERZOFuerzas X X XMomentos ( X ? ) XLevantamientos X X

VARIABLESEdad X Sexo X XPosición X XPostura X X XDuración X XFrecuencia X X X Preparación ( X ? ) X

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5.6 Método REGI para diseñar regímenes de trabajo y descanso en actividades físicasen ambientes calurosos.

Para desarrollar este método E. Gregori y P. R. Mondelo (ETSEIB - UPC) parten del hecho de quecasi todos los factores presentes en el puesto de trabajo de cualquier actividad influyen integralmenteen la capacidad de trabajo físico de las personas, como son: el tiempo que dura la actividad., su gastoenergético, la fatiga acumulada, el dinamismo de las actividades, el ambiente térmico, el ruido, lasvibraciones, la iluminación, la monotonía, la desmotivación, etc.

Este método, surgido de una idea original de S.Viña (ISPJAE, La Habana), relaciona: la capacidad detrabajo físico del sujeto y el tiempo de trabajo, para determinar el límite del gasto energético delindividuo.

Partiendo de investigaciones y de trabajos de experimentación propios, del análisis de diversasopiniones y de los resultados obtenidos en su aplicación práctica en salas de máquinas de buquesmercantes, panaderías, fábricas de azúcar, fábricas de cajas de cartón, etcétera, los autores hanintroducido los siguientes aspectos:

1. Correcciones de algunos tiempos de trabajo menores de 10 minutos.

2. Incorporación del concepto "Capacidad de Trabajo Físico Modificada (CTFM)" (que más que sucapacidad de trabajo físico en el sentido tradicional del término, es el rendimiento real deltrabajador, ya que incluye todas las variables ambientales y subjetivas que son reflejadas por lafrecuencia cardíaca del sujeto).

3. Incorporación del concepto "Barrera de Gasto Energético (BGE)".

4. Incorporación del concepto "Barrera de Tensión Térmica (BTT)", con el control doble delambiente térmico: 1º implícito en el estimado de la CTFM y 2º explícito en la B.T.T. a través delcálculo del tiempo máximo de exposición a la sobrecarga calórica.

5.6.1 Capacidad de Trabajo Físico Modificada (CTFM)

La incorporación del concepto "Capacidad de Trabajo Físico Modificada" se basa en los efectosprobados que el ambiente de trabajo produce sobre la capacidad de trabajo de las personas. Por ello,la medición de la CTFM se debe efectuar a través de la frecuencia cardíaca y en el ambiente real deltrabajador, bajo el cual su comportamiento físico y psíquico están influidos y determinados por lascaracterísticas específicas del trabajo, el calor, el ruido, la pestilencia, el ambiente visual, los jefes,compañeros, etcétera, con todo lo positivo y negativo que puedan tener, individualizándolo, y que esmejor que el tradicionalmente determinado en ambiente de confort medido tanto a través del consumode oxígeno como de la frecuencia cardíaca.

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5.6.2 Límite de Gasto Energético (LGE)

El método permite visualizar de una forma clara y expresiva las posibilidades de realizar las tareaspor parte del trabajador, no sólo en la fase inicial, sino continuamente, a través del seguimientodetallado de la situación, ofreciendo una imagen del decrecimiento de las capacidades físicas delindividuo a medida que éste iría realizando su trabajo, según los tiempos empleados, los esfuerzos, yel límite individual permitido; límite establecido por la relación entre su Capacidad de Trabajo FísicoModificada (CTFM), el ambiente y el tiempo de duración, y que se ha denominado Límite de GastoEnergético (LGE).

El tiempo de trabajo de la jornada, la duración y los gastos energéticos de todas las actividades dentrode la jornada, la disminución paulatina de la capacidad de trabajo físico del trabajador debido a lafatiga y la acción del ambiente, permiten fijar, no sólo el tiempo máximo de duración de unaactividad, sino también el momento en que debe cesar para descansar o cambiar de actividad, y laduración del descanso, en los momentos realmente necesarios.

De acuerdo con los trabajos realizados, el método establece un decrecimiento gradual de la relaciónentre el LGE y la CTFM durante la jornada laboral, muy cercanos a los valores planteados porLehmann, salvo durante los 10 primeros minutos.

Aunque para estimar la CTFM en el ambiente de trabajo se puede utilizar el método que cadaespecialista considere mejor, sí es necesario que se realice en el ambiente laboral real y mediante lafrecuencia cardíaca; se sugiere el método de la Prueba del Escalón (Step Test) en el propio puesto detrabajo y bajo las condiciones ambientales reales, por su sencillez y su relativa, pero suficiente,fiabilidad. No obstante, más adelante hacemos algunas observaciones sobre determinadasprecauciones necesarias en esta prueba.

Ya se ha visto reiteradamente que utilización de la frecuencia cardíaca para pruebas submáximas, ymás en presencia de tensión térmica, aventaja el consumo de oxígeno en que mientras éste no varíacon la tensión térmica -ni con el ruido, etc.-, la frecuencia cardíaca se comporta como un espejo de lasreacciones del organismo frente a tales factores ambientales.

Como es sabido, la CTF se mide bajo condiciones ambientales de laboratorio, en ausencia de tensióntérmica, ruido y otros factores ambientales presentes en el lugar en que se realiza la actividad con elobjeto de obtener el valor máximo de energía que puede desarrollar un sujeto. Pero el rendimientofísico de un trabajador no depende solamente de su CTF y de la duración de la actividad. Los trabajosefectuados relacionados con la influencia del ambiente, etc., sobre la capacidad de trabajo físico delas personas, confirman lo expresado.

La ecuación que relaciona la CTF, el tiempo y el ambiente real, y que determina el límite de gastoenergético recomendado para una persona en un ambiente específico es:

LGE = CTF (1,2 - 0,33 log t) (1)

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donde:

LGE = límite del gasto energético en litros/min o joules/min o kcal/min.CTFM = capacidad de trabajo físico modificada, en litros/min o joules/min o kcal/min.t = tiempo de duración de la actividad en minutos.

Este límite es menor mientras mayor es el tiempo que dura una actividad, de manera que durante lajornada de trabajo se produce una acumulación creciente de energía consumida, crecimiento que se vahaciendo menor con el tiempo y que adopta la forma de un arco que se va curvando a medida que seprolonga la jornada debido "al peso acumulado de la energía consumida" (fatiga). Este arco sedenomina Límite de Gasto Energético Acumulado (LGEa) y marca el "techo o umbral" del gastoenergético de la persona que no se recomienda traspasar.

5.6.3 Límite de Gasto Energético Acumulado (LGEa)

El límite del gasto energético acumulado (LGEa), para toda la jornada laboral, es representado en estemétodo mediante la ecuación:

LGEa = CTFM (1,2 - 0,33 log t) t (2)

que permite observar el arco LGEa, por encima del cual no es aceptable más gasto energético.

Fig 5.7. Arco del LGEa

GEa litros O2

0 15 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600minutos

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Por otro lado, si trazamos el arco LGEa con la CTF, es decir, bajo condiciones de laboratorio, y locomparamos con el arco LGEa trazado con la Capacidad de Trabajo Físico Modificada (CTFM),podemos observar cómo el arco LGEa modifica su posición en el gráfico, disminuyendo los límitespermisibles debido a la presencia de los factores que intensifican la frecuencia cardíaca, reflejandouna situación más real.

Fig. 5.8. Arcos del LGEa del mismo sujeto: (A) calculado con la CTF y (B) con la CTFM

5.6.4 Barrera de Gasto Energético (BGE)

En la figura 5.9, se expone un ejemplo donde el trabajo, representado por la recta, debe serinterrumpido al ser interceptado por el Límite delimitado por el arco, debido al exceso de gastoenergético. La pendiente de la recta está determinada fundamentalmente por la severidad del trabajo,es decir: mientras mayor es la intensidad del trabajo, mayor será la pendiente de su recta, y el GastoEnergético total es:

GEtotal = (GEtrabajo + MB) x t (3)donde:GEtotal = joules, kcal o litros de O2, empleados durante la actividad.GEtrabajo = J/min, kcal/ o litros de O2/min, empleados en el trabajo.MB (para mujeres) = 2436 J/min/m2 x S.C. (equivale 40,6 W/ m2).

GEa

tiempo

(A) LGEa de una persona calculado con su CTF

(B) LGEa de la misma persona calculado con su CTFM

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MB (para hombres) = 2574 J/min/ m2 x S.C. (equivale 42,9 W/ m2).SC = superficie corporal, m2.t = minutos que dura la actividad.

El gráfico muestra el arco del LGEa de una persona, cuya CTFM es de 3 litros/minuto. La intensidadde la tarea física que debe desarrollar dicho trabajadores de 2 litros/minuto y está representado por larecta.

El tiempo que podrá dedicar a dicha tarea depende del tiempo que demore la recta a ser interceptadapor el arco LGEa, y, como se muestra en el ejemplo, es de 41 minutos. En este caso el trabajadorpuede recuperarse sólo descansando, a menos que se diseñe previamente la actividad para serinterrumpida antes de ser interceptada por el arco del Límite para pasar a realizar otra menos intensa.

Fig. 5.9. Barrera de Gasto Energético (BGE)

Ejemplo: GE = 2 l/min; CTFM = 3 l/min; la actividad debe interrumpirse a los 41 minutos, paraintercalarse un descanso de 20 minutos.

El descanso exigido por la BGE

El descanso imprescindible se muestra en la misma figura 5.9 mediante otra recta, pero con unapendiente mucho menor, ya que el gasto energético del descanso (GEd) ha sido establecido con laexpresión:

GEa

tiempos

82 litros

CTFM = 3 l/min. LGEa

GE = 2 l/min.

STOP

BGE

DESCANSO

41 61

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GEd = 1,4 MB x t (4)

en la que:GEd = joules, kcal o litros de O2, empleados durante el descanso.t = tiempo de duración del descanso.

En el ejemplo hemos supuesto que planificamos un descanso de 20 minutos para la persona dereferencia. Obsérvese como, a medida que el descanso se prolonga, la recta que lo representa se vaalejando del arco LGEa; esto significa que mientras más descanse, más apto estará el trabajadorcuando reanude su actividad (aunque es preciso tener en cuenta que en actividades físicas mientrasmás severas sean, los tiempos de descanso deben ser más frecuentes y cortos).

5.6.5 La Barrera de Tensión Térmica (BTT)

No obstante que el LGE está calculado a partir de la CTFM, existen situaciones en las que no essuficiente la utilización del concepto CTFM cuando las condiciones de sobrecarga térmica soncríticas. Para tales circunstancias es necesario, mediante otro "dispositivo" protector, evitar que laganancia de calor provoque un incremento de la temperatura interna del trabajador por encima dedeterminados límites –que puede ser de 1 °C–, a pesar de que la persona pudiera continuar trabajandosi sóo se considera su gasto energético.

Esto puede ser controlado con la expresión de Murrell que se basa en la relación entre el caloracumulado por el organismo durante un tiempo hasta que su temperatura interna se incrementa ∆ti yla ganancia neta de calor.

La duración de la actividad hasta un ∆ti que fija el especialista que esté diseñando el régimen detrabajo, está determinada por lo que hemos denominado Barrera de Tensión Térmica (BTT), cuyaaparición significa impedir el incremento de la temperatura interna del trabajador por encima delvalor establecido, y que se puede proponer en 1 ºC.

La expresión gráfica de la BTT puede ser observada en la figura 5.10 con un ejemplo; en ellapodemos ver cómo, a pesar de que desde el punto de vista energético el trabajador podía habercontinuado su actividad durante mucho más tiempo, la BTT se lo impidió.

Cuando es la Barrera Térmica la que ha interrumpido la tarea, es necesario restablecer la temperaturainterna del sujeto a su nivel normal, lo cual se puede lograr cambiando el ambiente térmico duranteun tiempo específico, ya sea realizando otras tareas o descansando. Por supuesto, sería convenienteque el especialista efectuase un análisis de la situación. Es decir: determinar el o los factores que hanprovocado la tensión calórica crítica. En la misma figura 5.10 se muestra la recuperación en unambiente no crítico, que puede ser trabajando o en reposo, según determine el especialista por lasituación existente.

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Fig. 5.10. Barrera de Tensión Térmica (BTT)

Resumiendo:

El trabajo deberá cesar o modificarse para permitir la recuperación de la persona cuando cualquierade estas dos barreras (BGE o BTT) se interponga. En el caso de que el cese de la actividad estédeterminado por ambas barreras, el técnico tendrá que tener en cuenta para resolver el conflicto laexistencia de ambas, sus orígenes, naturaleza y características.

Ya se ha visto que la Barrera de Gasto Energético aparece cuando, durante una tarea física, el gastoenergético que ésta exige alcanza el valor Límite de Gasto Energético Acumulado (LGEa) delindividuo.

La Barrera de Tensión Térmica está determinada por la tensión calórica, en caso de existircondiciones críticas por tensión calórica; el método REGI determina los tiempos de exposición y derecuperación. Para ello se ha optado por el cálculo del tiempo de exposición basado en el incrementode la temperatura corporal cuando las condiciones resulten críticas, que se basa en la ecuación debalance térmico, debido a su aceptable fiabilidad y relativa sencillez, independientemente de laslimitaciones que es necesario tener en cuenta.

Este método determina el tiempo máximo de trabajo (TT) como la relación entre el calor acumuladopor el organismo del trabajador durante la actividad laboral y la ganancia neta de calor del mismo:

TT = Ca/Gc (min) (5)

GEa

minutos

LGEa

STOPBGE∆tc

RECUPERACIÓN

A: igual GE, en un ambiente no crítico

B: menor GE, en un ambiente no crítico

C: sin trabajar, en un ambiente no crítico

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Donde el calor acumulado (Ca) está determinado por el calor específico del cuerpo, al cual se leadjudica un valor aceptable de 3.480 J/kg ºC y la ganancia neta de calor (Gc) se puede expresar por ladiferencia entre las pérdidas de calor necesarias para lograr el equilibrio térmico (Ereq) y las pérdidasde calor posibles en el lugar de trabajo (Emax).

De ahí que el cálculo del tiempo de exposición en un ambiente térmico crítico se puede expresar másindividualizado con la expresión siguiente:

TT = [3.480 J/kg ºC · PC · ∆ti] / [60 (Ereq – Emax) SC] (6)

donde:

3.480 J/kg ºC = calor específico del cuerpo humano.PC = peso corporal del sujeto (kg).∆ti = incremento máximo de temperatura interna que fija el especialista según sus criterios (ºC).Ereq y Emáx = valores de las evaporaciones del sudor, requerida y máxima, respectivamente (W/ m2).S.C. = superficie corporal del sujeto (m2).

Ereq = M ± R ± C (7)

Emáx = K3 Va0,6 (pva – 56) ≤ 390 (8)

donde:

Ereq = evaporación del sudor requerida para lograr el balance o equilibrio térmico del sujeto en supuesto de trabajo (W/m2).M = calor metabólico ganado por el sujeto realizando la actividad (W/m2).R = calor radiante ganado (+) o perdido (–) por el sujeto (W/m2).C = calor convectivo ganado (+) o perdido (–) por el sujeto (W/m2).Emáx = evaporación del sudor máxima aceptable en las condiciones donde el sujeto realiza su trabajo(W/m2). ≤ 390 W/m2 significa que, en caso de resultar Emáx mayor que 390, debe descartarse esevalor y sustituirse por 390, debido a incompatibilidad entre el resultado y la capacidad de sudoraciónde la persona.Va = velocidad del aire (m/s).pva = presión parcial del vapor de agua existente (hPa).K3 = coeficiente determinado por la ropa: para 0,6 clo K3 = 7,0 y desnudo K3 = 11,7.

La superficie corporal se puede calcular mediante la ecuación de Dubois & Dubois:

SC = 0,202 PC0,425 H 0,725 (9)donde:SC = superficie corporal (m2).PC = peso corporal (kg).H = estatura (m).

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M: el calor metabólico M se puede estimar o determinar conociendo el gasto energético del sujetodurante la realización de la actividad. Tanto si se estima a través de tablas de consumo energético,como si se mide a través del consumo de oxígeno, si se considera que la actividad implica unaeficiencia mecánica baja se puede despreciar el trabajo externo y asumir que toda la energía seconvierte en calor en el cuerpo del sujeto (M = GE). Si la actividad implica una eficiencia mecánicarelativamente alta, por ejemplo un 15%, se puede deducir del gasto energético ese 15% considerandoque de dicho gasto energético el 85% se convierte en calor en el cuerpo del trabajador (M = 0,85 GE).

Para calcular los valores de los restantes intercambios térmicos se pueden utilizar las siguientesecuaciones:

R = K1 (TRM - 35) (W/ m2) (10)

donde:

K1 depende de la ropa:para una vestimenta de 0,6 clo: K1 = 4,4para 0 clo (desnudo): K1 = 7,3

TRM: temperatura radiante media: en ºC

en el caso de existir convección natural (Va < 0, 15 m/s):

TRM = [(tg + 273 )4 + (0,25 – 108) / ε ( |tg – ta| / D)0,25 (tg – ta)]0,25 – 273 (11)

para convección forzada (Va > 0,15 m/s):

TRM = [(tg + 273 )4 + 1,1·108 – Va0,6 (tg - ta) / (D0,4ε)]0,25 – 273 (12)

donde:

tg = temperatura de globo (ºC).ε = coeficiente de emisividad del globo.D = diámetro del globo (cm).ts = temperatura de bulbo seco (ºC).Va = velocidad del aire (m/s).

Para globos con las siguientes características:

ε = 0,95 y de 15 cm de diámetro, pueden ser utilizadas las siguientes ecuaciones:

para Va < 0, 15 m/s-

TRM = [(tg + 273)4 + 0,42 · 108 (tg - ta)0,25 (tg - ta)]0,25 – 273 (13)

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para Va > 0, 1- 5 m/s-

TRM = [(tg + 273)4 + 2,5 · 108 · Va0,6 (tg - ta)]0,25 – 273 (14)

Es recomendable medir la TRM a tres niveles: cabeza, tronco y pies, utilizándose el promedioponderado como sigue:

TRM = (kc TRMc4 + kt TRMt4 + kp TRMp4)0,25 (15)

kc = 0,1 para el globo situado a nivel de la cabezakt = 0,5 para el globo situado a nivel del troncokp = 0,4 para el globo situado a nivel de los pies

C = K2 Va0,6 (ta – 35) SC (16)

donde:ta = temperatura del aire o seca, mediada con un psicrómetro de aspiración (°C),Va = velocidad del aire (m/s)para 0,6 clo: K2 = 4,60 clo (desnudo): K2 = 7,6.

Por lo mismo, el tiempo de recuperación (TR) se puede calcular con la siguiente expresión.

TR = [3.480 J/kg °C x PC x ∆ti] / [60 (Emáx' - Ereq') SC] (17)

Obsérvese que en este caso ∆ti es el decremento de la temperatura interna que se necesita, y quedepende del valor del incremento inicial y de las necesidades organizativas de la actividad que tendráque tener en cuenta el especialista. Por otra parte Emáx' y Ereq' son las evaporaciones de sudor antesdescritas, pero en este caso correspondientes al lugar y actividad donde se recupera el sujeto.

Para obtener resultados satisfactorios, las mediciones deben ser realizadas cuidadosamente. Losvalores obtenidos con este método son únicamente aplicables a sujetos físicamente aptos yaclimatados. Cuando la realización del trabajo requiera el empleo de vestimenta especial que dificulteel intercambio térmico, los tiempos máximos de exposición obtenidos por el método, no son válidos,debiendo ser fijados por un experto.

Durante el tiempo de descanso debe recuperarse la frecuencia cardíaca del reposo. Si la actividadlaboral tienen una intensidad permisible, la FC se estabiliza durante el trabajo y se recupera en unmáximo de 15 minutos.

Utilizando la FC como indicador se puede comprobar la conveniencia de las pausas cortas yfrecuentes, en comparación con el mismo tiempo de descanso distribuido en períodos de mayorduración.

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Cuando el trabajo físico se realiza en condiciones de sobrecarga térmica, la FC sigue siendo un buenindicador de la adecuación del régimen de trabajo y descanso en condiciones de sobrecarga térmicaaplicable para hombres sanos y aclimatados. En el caso de las mujeres el método considera un 20%de tolerancia a su favor.

Teniendo en cuenta que se disipan aproximadamente 2,43 kj/g (0,58 Kcal/g) de sudor evaporado sepuede, conociendo la evaporación requerida, calcular las pausas de descanso necesarias para que eltrabajador acuda al local de descanso a reponer el agua que ha perdido sudando.

Los criterios expuestos anteriormente no pueden aplicarse para el trabajo físico ligero ni para elmental. Aún en estas actividades, cuando el trabajo se realiza durante un cierto tiempo, la mayoría delos trabajadores necesitan un descanso para que la actividad no se deteriore.

El método REGI utiliza un programa informático, pero es posible aplicarlo a mano, aunque para másde una actividad puede resultar algo tediosa su aplicación manual. Por otra parte, si se desea y en casode una única actividad, sólo basta operar matemáticamente con la expresión del LGE. Obsérvese quecon esta expresión:

LGE = CTFM (1,2 - 0,33 log t) (1)

se puede:

a) conocer el tiempo máximo que puede estar realizando la tarea, a partir la CTFM del individuo y elgasto energético que consume durante su ejecución. Ejemplo: si la CTFM de la persona es de 2,5litros/min y realizando la actividad consume 2 litros/min, podrá estar realizando dicha actividad deforma continuada durante 16 minutos.

b) conocer el máximo del gasto energético recomendable para tareas habituales para una persona, apartir de su CTFM y del tiempo de la actividad. Ejemplo: si la CTFM es de 3 litros/minuto y eltiempo de duración de la actividad es 120 minutos, el máximo de consumo energético por minuto es1,54 litros/min (185 litros de oxígeno).

c) conocer la CTFM que debe poseer una persona que deba realizar una actividad en un tiempodeterminado.Ejemplo: Si deberá consumir 2 litros por minuto durante 3 horas (180 minutos), la persona aseleccionar tendrá que tener una CTFM no menor de 4,4 litros/min.

Estos cálculos son comprobables mediante un gráfico en papel cuadriculado, trazando en primer lugarel arco del LGEa de la persona específica y después la recta de la actividad.

Jornadas de trabajo con más de una actividad también se pueden representar gráficamente a mano, sise dispone de papel cuadriculado, una buena regla y una mejor dosis de paciencia y meticulosidad. LaBarrera de Tensión Térmica también se puede calcular a mano y situarla en el gráfico fácilmente.

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5.6.6 Pasos a seguir para la aplicación del método

1º. Observar las actividades que realiza el trabajador en su puesto de trabajo y de las condicionesambientales. Muchas veces es recomendable realizar tomas de vídeo y fotografías.

Para los estudios de puestos de trabajo no deben ser utilizados trabajadores inexpertos en las laboresde dichos puestos ni aprendices; se parte de la idea de que se observa al trabajador que realizarealmente la tarea. En caso de que dicho puesto sea de reciente creación, puede hacerse un estimadocon el trabajador, pero el estudio que se haga tendrá que ser convalidado posteriormente, por ejemplo,a los tres meses, con el mismo trabajador si éste continuase en el puesto.

2º. Realizar la descomposición secuenciada de las actividades en subactividades y medición de sustiempos, incluyendo almuerzo, comida, etc.

3º. Estimación o medición de los gastos energéticos de las subactividades que componen el trabajodiario del individuo en su puesto. Para la estimación pueden utilizarse tablas como las de Lehmann(debe sumarse el gasto del metabolismo basal de la persona). Si se desea efectuar mediciones puedenutilizarse medidores de consumo de oxígeno.

4º. Medición del peso y la talla del trabajador, y recogida de datos: nombre, edad y sexo.

5º. Estimación de la Capacidad de Trabajo Físico Modificada (CTFM) del sujeto. Es recomendableutilizar la "Prueba del Escalón" (Step Test). La prueba debe efectuarse en el propio puesto de trabajo,durante el horario real de trabajo, es decir: si el trabajador realiza su tarea de madrugada, su CTFMpara el diseño de su trabajo debe ser estimada de madrugada y bajo las condiciones ambientalesreales: ambiente térmico, ruido, vibraciones, etcétera, seleccionando el lugar más representativo delas condiciones.

No obstante ser la "Prueba del Escalón" una prueba submáxima, debe tenerse especial cuidado conpersonas que pueden ser afectadas por la prueba. De ahí la importancia de que la persona sea la querealmente realiza el trabajo que se está analizando.

En caso de duda se debe prescindir de la prueba y asumir un valor estimado moderado, partiendo delhecho de que la frecuencia cardíaca durante la jornada no debe rebasar las 30 ó 40 pulsaciones porminuto sobre le frecuencia cardíaca en reposo. Así pues, midiendo las frecuencias cardíacas de lapersona en reposo y realizando la actividad es posible estimar un valor que permita deducir la CTFM.

Si se cuenta con medios, se puede realizar un estudio para conocer la relación entre la frecuenciacardíaca y el consumo de oxígeno de la persona en cuestión, y con la recta resultante tener una ideamás clara de su CTFM.

6º. Medir del ambiente térmico:Medir los factores del ambiente térmico: temperatura del aire y temperatura de bulbo húmedo (ambas

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mediante un psicrómetro de aspiración) y la temperatura de globo (todas en grados centígrados) ymediante una carta psicrométrica determinar la presión parcial del vapor de agua en hectopascales.

7º. Trazar el arco LGEa del trabajador graficando la ecuación del LGEa en una hoja de papelcuadriculado situando en las ordenadas el Gasto Energético acumulado (GEa) en litros de O2, o enjoules, o en kilocalorías, dándole valores en minutos a la ecuación de LGEa a partir de 1 minuto hastalos minutos que dure la jornada de trabajo; por ejemplo, 540 minutos.

8º. Trazar la primera actividad: su gasto energético y tiempo de duración.

9º. En caso de aparecer durante la introducción de las actividades alguna de las dos barreras (BGE oBTT) significaría que la actividad dura demasiado, o que el ambiente térmico es crítico y latemperatura del trabajador se ha elevado por encima del incremento deseado por el especialista. Entales casos se puede actuar como sigue:

a) BGE (la intensidad del trabajo es demasiado intensa y si continúa realizándola se superará el LGEdel sujeto): por lo general, lo más lógico es reducir la intensidad del trabajo para hacerlo viable y siesto no es posible puede reducirse el tiempo.

La reducción de la intensidad del trabajo puede hacerse mediante un estudio que comprenda losdistintos factores que pueden provocarla, como son: la organización, los desplazamientos, las cargas yformas de llevarlas, los movimientos, el diseño dimensional del puesto incluyendo las herramientas,etc.

Si no es posible disminuir lo suficiente la intensidad de la actividad, es necesario ofrecer a partir delmomento en que se alcanza el límite, o en ocasiones incluso antes, un descanso o un cambio a otraactividad que pueda ser desarrollada (rotación de trabajadores) y que sirva para recuperarse lapersona. Si el trabajo es pesado, por lo general se recomienda el descanso pasivo; es decir, no haceractividad alguna, o realizar una muy ligera.

b) BTT (la sobrecarga calórica es crítica y si continúa expuesto el trabajador se superará elincremento de temperatura corporal dispuesto por el especialista o el tiempo de exposición máximorecomendado): observar el tiempo máximo que nos indica el programa para la tarea y analizar laposibilidad de disminuir la sobrecarga calórica mediante un estudio del ambiente térmico aplicandosoluciones adecuadas según la causa o las causas que provoquen la sobrecarga calórica.

Para ello es necesario analizar los valores del indicador utilizado, de los factores ambientales, de laEvaporación Máxima y de la Evaporación Requerida. Si no es posible modificar el ambiente térmicohay que ofrecer un descanso bajo condiciones de confort o permisibles que permitan la recuperación opasar a otro puesto de trabajo con esas condiciones (rotación de trabajadores).

Tanto para el caso en que se presente la Barrera de Gasto Energético, como en el que se presente laBarrera de Tensión Térmica, una de las posibles soluciones es la rotación de los trabajadores.

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9º. Trazar la segunda actividad, que pudiera ser, en caso necesario, un descanso.

Para ello hay que volver a trazar el mismo arco del LGEa, pero ahora con el eje de las coordenadasdesplazado situado justamente donde ha terminado la actividad anterior.

Si la primera actividad hubiese sido interrumpida por el primer arco, la recta del descanso (D = 1,4 ·MB · t) se trazará directamente a partir de ese punto de intercepción.

Si la primera actividad hubiese concluido antes de ser interceptada por el arco LGEa sí es necesariotrazar el arco de nuevo a partir del punto en que ha terminado la primera.

Como ahora estarán presentes dos arcos (arcos iguales pero no exactamente superpuestos), el arcodeterminante (el que detendrá a la nueva actividad en caso necesario) siempre será el más bajo, si enuna parte del trayecto el segundo arco está debajo del primero y más adelante lo corta y se va porencima del primero, esto significa que a partir del punto de intersección de los arcos el segundo arcono debe dibujarse pues pierde protagonismo y es inútil a partir de ese punto. Lo explicado se puedeobservar en la figura 5.11.

Fig. 5.11 Trazado de actividades

Si se cuenta con un programa informático:

7º. Introducir los datos personales y del ambiente en el ordenador a medida que van siendosolicitados.

GEa litros O2

0 15 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600minutos

ACT 1

ACT 2

ACT 3

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8º. Solicitar el trazado de la curva LGEa indicando el tiempo diario de trabajo y visualizar la curvaLGEa del sujeto.

9º. Introducir secuencialmente, a medida que son solicitadas, las actividades: su gasto energético ytiempo de duración.

Continuar como se ha explicado anteriormente.

5.6.7 Aplicación del Método REGI para la rotación de trabajadores

Incluso dentro de la rotación de los trabajadores, las variantes de solución son múltiples. En lasgráficas de las figuras se muestra un ejemplo.

El trabajador 1 debe de realizar una tarea física severa que exige un consumo de energía de 1,45litros/min. de O2. Teniendo en cuenta que su CTFM es de 3 litros/min se ha trazado el arco de suLGEa. Existen tres períodos de descanso establecidos previamente por la empresa: 20 minutos a lasdos horas de haber comenzado: 40 minutos para comer al mediodía; y 20 minutos por la tarde.

Fig. 5.12 Trabajador 1: GE = 1,45 l/min

GEa (litros)

minutos

d

TRABAJO = 300 min.

DESCANSO = 240 min.

510

480

450

420

390

360

330

300

270

240

210

180

150

120

90

60

30

060 120 180 240 300 360 420 480 540

d d d d d

Trabjador 1

GE = 1,45 l/min.

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En total debe trabajar 460 minutos (7 horas y 40 minutos). Sin embargo, al graficar la actividadprevista sólo puede trabajar 300 minutos, ya que debe intercalar varios descansos a lo largo de lajornada que, sumados a los establecidos, suman 240 minutos.

En el mismo sitio está el trabajador 2 realizando una tarea de ligera a moderada con un consumo de0,54 l/min. Este trabajador toma los mismos descansos establecidos que el anterior y puede efectuarsu trabajo sin contratiempo alguno. En la figura 5.13 puede observarse el comportamiento delrégimen del trabajador 2.

Fig. 5.13 Trabajador 2: GE = 0,54 l/min

Una de las posibles soluciones se muestran a continuación en las figuras 5.14 y 5.15: los trabajadores1 y 2 se alternan en sus actividades y ambos trabajan 460 minutos y descansan 80 minutos.

GEa (litros)

minutos

d

TRABAJO = 460 min.

DESCANSO = 80 min.

510

480

450

420

390

360

330

300

270

240

210

180

150

120

90

60

30

060 120 180 240 300 360 420 480 540

d d

Trabjador 2

GE = 0,54 l/min.

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Fig. 5.14 Trabajador 1

Fig. 5.15 Trabajador 2

GEa (litros)

minutos

d

TRABAJO = 460 min.

DESCANSO = 80 min.

510

480

450

420

390

360

330

300

270

240

210

180

150

120

90

60

30

060 120 180 240 300 360 420 480 540

d d

Trabjador 1

GEa (litros)

minutos

d

TRABAJO = 460 min.

DESCANSO = 80 min.

510

480

450

420

390

360

330

300

270

240

210

180

150

120

90

60

30

060 120 180 240 300 360 420 480 540

d d

Trabjador 2

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5.6.8 Conclusiones

El método REGI posibilita diseñar regímenes de trabajo y descanso de actividades físicas desdemoderadas hasta muy pesadas, bajo ambientes térmicos desde confortables hasta críticos, en centrosde trabajo donde existan actividades físicas con esas características.

Las ventajas del método son en principio:

1. Medición sencilla de la CTFM en el puesto de trabajo real, lo que incluye en el estimado lainfluencia ambiental sobre la CTF del sujeto, que pudiera afectar al trabajador en su puesto real,como son, el ruido, las vibraciones, la ventilación, etc.

2. Individualización del régimen, al considerar las capacidades, pericia, experiencia, reaccioneshacia el ambiente, etcétera, sexo y edad de cada persona.

3. Procesamiento informática práctico, ágil, y relativamente fácil de visualizar e interpretar.

4. Planificación de las. pausas de recuperación en los momentos y durante los tiemposespecíficamente necesarios.

5. Implicación de la tensión calórica producida por el ambiente térmico dentro de la CTFM y fuerade ella, para los casos necesarios.

6. El método introduce la posibilidad de aprovechar el análisis paralelo de tareas y establecer larotación entre los obreros que podrán intercambiarse en los puestos trabajo, lo que,indudablemente, permite la consideración en el diseño de las restricciones y necesidades de losprocesos tecnológicos y establecer un régimen de trabajo y descanso que optimice las correctadistribución de cargas de trabajo y minimice los tiempos improductivos debidos a la distribuciónerrónea de los tiempos de trabajo y descanso.

7. Posibilidad de seleccionar al obrero que va a comenzar a trabajar en cada puesto de trabajo alinaugurarse los puestos, para lo cual se debe tener en cuenta la capacidad de trabajo físico de cadaindividuo, así como el gasto energético y duración de las actividades iniciales de cada puesto detrabajo.

Las desventajas del método REGI son:

1. El método no es aplicable para trabajos sedentarios ligeros, ni en trabajos intelectuales con pocamovilidad.

2. No es totalmente fiable para actividades muy estáticas, ni se debe utilizar en aquellas en las queparticipan sólo pequeños grupos musculares.

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En el caso de las actividades muy estáticas se puede utilizar, si en la estimación de la carga de laactividad se incluye un plus por ser estático el trabajo. Este plus podría estar incluido en la fuenteoriginal o puede añadirse por el especialista al utilizar este método, pero para ello se requiere ciertaexperiencia.

Como es de suponer, no se pretende que REGI sea la solución a cualquier problema, ni mejor queotros métodos, sino una visión diferente que permite visualizar mejor la situación por parte delespecialista, de manera que éste esté en mejores condiciones para tomar decisiones. Es decir, es unaherramienta quizás más práctica, y no una varita mágica ni un manual de aplicación donde lasdecisiones ya han sido tomadas por el método y no por el especialista que lo aplica.

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6 Relaciones informativas 141

6 Relaciones informativas

6.1 La comunicación

Si una persona, cualesquiera que sean sus funciones dentro de un sistema, no sabe lo que debe saberpara interrelacionarse con el resto del sistema, éste no funcionará. Es necesario contemplar lasrelaciones informativas que deben garantizar la información del operario acerca de los puestos detrabajo desde una categoría superior: la comunicación, la cual se puede definir como la respuestadiscriminativa que da una persona, un objeto, o un mecanismo, a un estímulo, y su calidaddependerán tanto de la naturaleza del estímulo, como de la persona, del objeto, del mecanismo y delambiente.

Para establecer un vínculo comunicativo entre el sistema y el usuario partimos del supuesto de quetodo acto comunicativo se inicia con el objetivo de producir un resultado deseado, y que éste no sealcanzará tanto si el elemento emisor o el receptor funcionan inadecuadamente como si el canalinformativo funciona deficientemente o no es el apropiado. De ahí que nuestra intención al diseñarPP.TT. en cualquier sistema no es sólo emitir una información, sino además que la comunicación serealice con un determinado grado de fiabilidad, que favorezca que la respuesta esperada se produzca.

Por otra parte, en los sistemas P-M la comunicación es un proceso en el que la persona juega el papelmás crítico, al ser ésta el eslabón más frágil y a la vez más duro en las relaciones informativas; frágilporque el proceso comunicativo lleva implícito una serie de ruidos e interferencias que puedenprovocar, fácilmente, el error, ya sea en la fuente emisora, en el canal, o en el receptor, o comúnmenteen todos y cada uno de ellos; y duro porque la persona tiene una elevada capacidad de corrección, unacreatividad y unos niveles de concentración y atención que pueden, en ocasiones, subsanar lasdeficiencias de diseño en los dispositivos previstos para transmitir las relaciones informativos.

Otro factor clave en el proceso de información de los sistemas productivos es la percepción, ya que sibien la sensación algunas veces se convierte en el punto crítico (pasa - no pasa), no debemos dejar desubrayar que la percepción responde, una vez alcanzado el umbral sensitivo pertinente, al tipo decultura, a los conocimientos, al entrenamiento, a las tomas de decisión, a los juicios o valoraciones delas personas, y a la extrapolación a que pueden llegar, y ese mecanismo perceptivo se mantiene en

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cierto estado “reverberante” aportando un plus de amplitud de rango, que muchas veces protege lafiabilidad del proceso de información, y por tanto es fundamental analizar y considerar si queremosrebajar las tasas de fallo humano, pero lamentablemente, otras veces la capacidad de interpretación, elgrado de adaptación se convierten en un auténtico lastre del proceso comunicativo al interferir en lapercepción, ya sea por transtornos perceptivos provocados por la fatiga, por las preocupaciones, por lasobrecarga de información, o incluso por causas patológicas (ilusiones, alucinaciones, alucinosisalcohólica,...).

Fig 6.1 Información y ruido

Muchos de estos trastornos de la percepción entran dentro del mundo de la patología y deben serabordados desde una vertiente médica ya que el encontrarnos con intoxicaciones etílicas, o de otrotipo, como puede ser la falta de oxígeno (hipoxia) por la contaminación producida en un procesoindustrial, no son unas variantes tan irrelevantes que se deba eliminar su estudio en el desarrollo deldiseño de PP.TT. Las fotopsias son en la mayoría de los casos problemas marginales, pero si no lasconsideramos, pueden, en una situación de crisis, incidir en el incremento de la accidentalidad y en sugravedad, como también los acoasmas y alucinaciones auditivas, que pese a ser poco importantes aldiseñar dispositivos informativos pueden interferir en el proceso potenciando el incidente, odesencadenando el accidente. Por último, citaremos los problemas de discriminar entre izquierda yderecha que en algunos casos ha contribuido a propiciar accidentes graves, e incluso mortales.

Motora

Primaria

SomáticaÁrea

prefrontal

Áreas deinterpretación

somática

Área dellenguajede BrocaAuditivaprimaria

Área de Wernicke

Visualprimaria


visualÁreas de

interpretaciónauditiva

Motora

Primaria

SomáticaÁrea

prefrontal


somática

Área dellenguajede Broca Auditiva

primaria

Área de Wernicke

Visualprimaria


visualÁreas deinterpretación

auditiva

INFORMACIÓN

RU

IDO

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6.2 Sensación, percepción, representación y acción

Para que una persona pueda recibir cualquier tipo de información, considerando que ésta ha sido bienemitida y en condiciones y canal apropiados, deben funcionar adecuadamente sus mecanismosneurofisilógicos los cuales permiten la recepción y la conducción de los distintos estímulos a losdiferentes procesos perceptivos, y que provocan la señal que indica el estado o el cambio de estado deun elemento de un sistema que aporta información y es perceptible por el operario. Este complejoproceso neurofisiológico puede ser simplificado en el esquema que se muestra en la figura 6.2.

Fig. 6.2 Sensación, percepción, representación, decisión y respuesta

Primero quizás se sienta, luego quizás se perciba, es posible que se represente y finalmente se puederesponder con una acción. Pero de lo que no cabe duda alguna es que la secuencia sigue ese orden yque si falta uno de estos eslabones se interrumpe el proceso. Y hemos dicho “quizás”, “es posible”,etc., porque para sentir por ejemplo un sonido, su intensidad debe alcanzar al menos nuestro umbralauditivo, lo que no significa que lo hayamos percibido, ya que para percibirlo se debe desencadenar elproceso que nos permita tomar conciencia de que hemos escuchado el sonido, lo cual depende de quela señal se convierta en estímulo significativo para el receptor.

Percibido el sonido, debemos identificarlo; éste es el proceso de representación, que consiste enbuscar en nuestros “archivos personales de sonidos” al estímulo sonoro que hemos recibido, y si no lotenemos archivado, poco podemos hacer, es un sonido desconocido, no tiene significado y, por lotanto, para nosotros no es información relevante, ya que para tales situaciones no tenemos unareacción preparada como respuesta, por lo que, posiblemente y según las circunstancias y el lugar, enel mejor de los casos quizás nos pondremos en estado de alerta valorando la incertidumbre creadacomo posible peligro desconocido, pero sin más información.

RESPUESTATOMA DEDECISIÓNREPRESENTACIÓNPERCEPCIÓN

UMBRALSENSACIÓN

S P R AD

UMBRAL

ESTÍMULO IMPULSO

NERVIOSO

PERCEPCIÓNDEL ESTÍMULO

POR RECEPTORSENSORIAL

SEÑAL NERVIOSA

IDENTIFICACIÓNDEL ESTÍMULO

INFORMACIÓN

PROCESAMIENTO DELA INFORMACIÓN(Comparación con

patrones establecidos)

ACCIÓN

ESTÍMULOS DE RETROALIMENTACIÓN

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También ocurre con frecuencia que durante el proceso de búsqueda en “los archivos personales desonidos” hallemos otro sonido parecido que nos contamine; en este caso puede que nosequivoquemos en la identificación, o puede que, conscientes de que no es exactamente el sonidobuscado, deduzcamos, por analogía, el significado del nuevo sonido.

Estos procesos se desencadenan de forma parecida con los distintos tipos de estímulos: visuales,olfativos, táctiles, gustativos..., y el grado de experiencia, la claridad e intensidad del estímulo, elambiente y nuestro estado psicofisiológico (sereno o excitado, eufórico o adormecido, hambriento osatisfecho, cansado o relajado, atento o distraído,…) determinarán si nos equivocamos o acertamos enla recepción y valoración de la información.

Admitiendo el alto grado de simplificación que estamos haciendo de un fenómenoextraordinariamente complejo, convengamos que el sistema nervioso está formado por los nervios, lamédula espinal y el encéfalo. A su vez, para su estudio, el sistema nervioso puede ser subdividido ensistema nervioso central (SNC) y sistema nervioso periférico (SNP). El SNC está constituido por lamédula espinal y el encéfalo y el SNP por los nervios, cuyos terminales son los altamenteespecializados receptores sensoriales, que se encuentran distribuidos por todo el organismo a manerade reporteros listos para enviar al SNC todo tipo de información de intererés para el cuerpo.

La información que envían los receptores sensoriales al SNC recorre un camino por el llamadosubsistema nervioso aferente, mientras que la respuesta que envía el SNC hacia los músculos quedeben ser activados como consecuencia de dicha información lo hace a través del subsistema nerviosoeferente.

Un aspecto de mucho interés para los ergónomos es el nivel de procesamiento de la información.Expliquémonos: la información enviada por los receptores sensoriales al SNC recorre su camino através del subsistema aferente hasta alcanzar primero la médula espinal, después las zonas inferioresdel encéfalo y, finalmente, la corteza cerebral.

Ahora bien, no siempre es necesario que la información llegue a la corteza cerebral y ni siquiera a laszonas bajas del encéfalo: esto depende del grado de conciencia que requiera la reacción del organismoante el estímulo. Para el control de muchas actividades del cuerpo basta que la información alcance lamédula espinal, donde las denominadas neuronas asociativas se encargan de responder. Por ejemplo:cuando nuestra mano accidentalmente hace contacto con una plancha caliente saltamos y la apartamosrápidamente sin necesidad de procesar la información y tomar la decisión conscientemente. Estainformación no necesitó llegar a la corteza cerebral, ni a las zonas inferiores del encéfalo. Esto es loque conocemos como arco (o acto) reflejo. Otros ejemplos son la sed, el hambre, un pinchazo en undedo, el sueño, un grito en nuestro oído, una luz muy intensa frente a nuestros ojos.

Otra ventaja del arco reflejo es que las respuestas son más rápidas, al no tener que viajar lainformación por tan largo recorrido hasta el cerebro para éste procesar la información recibida, tomaruna decisión adecuada y enviar la respuesta necesaria por un camino tan largo como el primero. Alllegar la orden del cerebro de apartar la mano ésta ya estaría hecha un carbón.

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Como hemos dicho, los arcos reflejos resultan de gran interés para los ergónomos, pues con suconocimiento es posible tener en cuenta el tiempo de reacción de las persona para el diseño de losdiferentes mecanismos que garantizan las relaciones informativas en los puestos de trabajo, preveracciones motoras peligrosas, proteger al operario de accidentes motivados por actos reflejos, etcétera.Pero aún hay más: además de estos arcos reflejo llamados incondicionados existen los arcos reflejoscondicionados.

Los arcos reflejos condicionados son creados por el entrenamiento. Una persona que se entrenarealizando determinados movimientos que conforman el estereotipo dinámico de su actividad, al cabode cierto tiempo habrá creado un sistema de arcos reflejos condicionados que garantizará que realicela actividad con más rapidez, calidad y seguridad y con más economía energética y nerviosa, pues lasórdenes ya no llegarán del cerebro, sino de la médula espinal, donde se habrán especializado graciasal entrenamiento de las neuronas asociativas.

Hay ejemplos muy variados y abundantes: el obrero en una línea de producción, la judoca, el corredorde 100 metros lisos en la salida, teclear en el ordenador, el chófer, la pianista, el bailarín..., todos seentrenan horas y horas, repitiendo mil veces los movimientos hasta la fatiga, para crear y fijar arcosreflejos en sus sistemas nerviosos y de esta forma ir disminuyendo los tiempos de reacción yeconomizar energía física y nerviosa. Pero, más significativo aún, ¿recuerda los intensosentrenamientos a que fue sometido cuando era niño para que usted pueda ahora andar, hablar,escribir, leer, etc.? Por cierto, si no se hubiese entrenado de niño, a andar y hablar..., ahora ya nopodría entrenarse, pues éstas últimas son aptitudes que sólo es posible alcanzar durante los primerosaños de la infancia, en los cuales el ser humano tienen un alto grado de plasticidad y puede troquelarsu conducta.

Las neuronas son células altamente especializadas de muy variadas clases que se transmiten lainformación mediante pequeñísimas diferencias de potencial (sobre los 70 mV), conduciéndola desdeuna parte del cuerpo a otra, a través del sistema nervioso. Una neurona consiste esencialmente en trespartes: el cuerpo que contiene el núcleo, una masa de protuberancias capilares y la parte más delgadaque se denomina axón y que se ramifica en las dendritas que conectan a las neuronas entre sí. Lavelocidad de transmisión de información varía entre los 0,6 y los 120 m/s.

Los receptores sensoriales se pueden clasificar según sus funciones específicas. Los intereoceptoresinforman sobre estados de hambre, sed, etc., que en el campo de la ergonomía se tienen en cuenta,pues determinados niveles (hambre, sed, fatiga, euforia, aburrimiento...) pueden llegar a modificar yhasta interferir la información y las respuestas humanas bajo unas condiciones dadas. No suelen sercríticos, salvedad hecha de los niveles de azúcar, y los biorritmos, cuando estamos diseñando ciclosde trabajo, rotación de turnos, trabajo nocturno, etcétera.

Los propioceptores relacionan las funciones motoras: posición, partes del cuerpo y espacio. Estánestablecidos en dos sistemas críticos para la ergonomía: el vestibular y el cinestésico. El sistemavestibular se encuentra ubicado en el oido y sus funciones principales son las del mantenimiento de lapostura y el equilibrio, sus receptores se encuentran en los canales semicirculares, utrículo y sáculo,mientras que el sistema cinestésico, que se encuentra ubicado en los músculos y tendones, nos

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informa de la posición de las extremidades y de las distintas partes del cuerpo mediante lasterminaciones nerviosas pertinentes. Esta información nos ayuda a mantener las habilidades humanastales como el control, la presión, la coordinación de las extremidades, las respuestas de orientaciónespacial, los tiempos de reacción, destrezas, puntería, movimientos precisos, velocidades de muñecasy dedos, control sobre velocidad y dirección....

Por último, y también críticos para la ergonomía, tenemos los extereoceptores que reciben lainformación del exterior: ojo, oído, tacto, gusto y olfato, y nos trasmiten la información sobre la quela persona, normalmente, debe intervenir.

Como es sabido, para que un estímulo sea captado por un receptor sensorial, su intensidad debealcanzar al menos el umbral sensorial de éste. Si la intensidad de un sonido no alcanza el umbralsensorial de las células pilosas de nuestro oído, no lo oiremos. Lo mismo ocurre con la visión, eltacto, el olfato, el paladar... Existen dos aspectos muy importantes a resaltar: los umbrales sensorialesde todas las personas varían durante el día como consecuencia de un gran número de factorespsicofisiológicos, como son: la fatiga, los ritmos circadianos (la hora), el estado anímico, laconcentración en el trabajo, la motivación, diversos estados patológicos, la angustia, la desesperación,la somnolencia, la euforia, la monotonía, el pánico, la digestión, las preocupaciones, etcétera; y losumbrales sensoriales se elevan ante estímulos muy fuertes, como una forma de protección contra susefectos fisiológicos.

Por ejemplo, cuando estamos expuestos a una fuente de ruido muy intenso nuestro umbral auditivo seeleva y, en consecuencia, oímos menos, y aún finalizada la exposición seguimos oyendo menosdurante un tiempo proporcional al tiempo de exposición y a la intensidad y frecuencia del sonido(sordera temporal) hasta recuperar el umbral normal propio; de manera que si estamos durante largastemporadas de nuestra vida expuestos habitualmente a ruidos muy intensos acabaremos sordos parcialo totalmente (sordera permanente).

Otro ejemplo, quizás más claro: cuando después de comer un dulce tomamos una taza de café, nosparece que éste no tiene suficiente azúcar, aunque utilicemos nuestra dosis habitual de azucar, debidoa que nuestro umbral gustativo se ha elevado para las sustancias dulces. El primer reloj de pulsera y elprimer anillo que nos pusimos en nuestra vida, los sentimos durante un tiempo, luego los olvidamosen un lavabo y no nos damos cuenta, porque el umbral táctil de la muñeca y el dedo se ha elevado porel uso prolongado del reloj y del anillo y sentimos mucho menos que antes. Pregúntele a un amigoque sin mirarse la muñeca le diga si lleva su reloj y verá qué pasa. Con el olfato ocurre otro tanto.

La sensación viene determinada por la intensidad y la calidad del estímulo y por el órganoinvolucrado. En función del canal o canales receptores tendremos una estimulación que recibirá uncierto nivel energético para sobrepasar el umbral del sensor especializado, la energía puede provenirde una fuente mecánica, electromagnética, térmica, química..., y genera la información pertinente queposibilita y faculta a la persona para que emita, u omita, una respuesta. Mientras que el procesopercepctivo está influenciado por la experiencia (el archivo) de la persona, sus expectativas,sentimientos, deseos, etc.

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Así pues, para poder sentir un estímulo existe un límite inferior (umbral) pero también existe unlímite superior (tolerable o práctico). Van Cott y Kinkade (1972) establecieron, entre otros, losintervalos sensoriales para la vista: umbral 3,193 x10-6 cd/m2 y máximo tolerable 3,193 x106 cd/m2 , ypara el oído: umbral 2x10-5 Pa y máximo tolerable 2 x 104 Pa.

El estímulo que no alcanza el umbral sensorial del sujeto, y que por lo tanto no es detectado por éste,se denomina estímulo subliminal. No obstante, bajo determinadas condiciones, reiterandoadecuadamente el estímulo subliminal se puede provocar en la persona una reacción subconsciente, alacumularse en los receptores sensoriales los estímulos y desencadenar determinadas “órdenes”. Estaemisión de estímulos subliminales puede llegar a provocar artificialmente sed, odio, amor, hambre,etc.

Como estamos trabajando con personas y las personas nos diferenciamos notablemente entrenosotros, además de tener en cuenta los límites sensoriales, deben ser considerados otros factores quepueden incrementar o disminuir la capacidad de respuesta. De ahí que si sólo establecemoscaracterísticas psicofisiológicas (que ya hemos señalado anteriormente) e ignoramos cuestionesorganizativas, culturales, religiosas, sociales... en el diseño de dispositivos informativos, estamosabonando el campo del error humano. Una imagen o sonido determinados, no significan lo mismopara un español que para un senegalés, un tailandés o un esquimal, para utilizar casos extremos; conrelativa frecuencia no significa lo mismo una palabra para un abogado que para un médico, un taxista,o un ingeniero, pues aún dentro del mismo idioma existen diversas jergas profesionales y términosregionales.

Para que se establezca un matrimonio fructífero persona-máquina, debemos superar el nivel rato(sensación) para llegar al consumato (percepción); o sea, debemos superar el planteamiento teóricopara adentrarnos en el de la casuística, y recurrir a todas las fuentes de información posibles que nosproporcionen datos sobre el comportamiento humano ante situaciones parecidas.

La percepción es el proceso psicofísico desencadenado por la señal, que dirigido a los receptoresespecializados llevan información al SNC del operario, de donde éste obtiene su información.Podemos clasificar el proceso perceptivo en tres etapas, que irán desde la detección de la señal porparte de la persona, a la toma de conciencia de la señal detectada, y la posterior interpretación(representación), en la cual el individuo da significado a la señal que ha identificado. Y aquí, en larepresentación, volvemos a llamar la atención sobre las diferencias individuales: cada persona, segúnsus características, interpretará la señal a su manera, o incluso habrá quien no podrá interpretar nada,porque en sus “archivos” no está registrada.

6.2.1 Los códigos

Seguramente que si este libro estuviese escrito en sánscrito usted no podría leerlo, a menos queconociera el código de esa lengua. Como está escrito en castellano y usted conoce su código, es capazde recibir e interpretar la información que en él se encuentra.

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Un código escrito es un sistema de señales constituido por un conjunto de estímulos que llamamosalfabeto, que permite la transmisión y recepción de información. Un código puede ser visual, oacústico, o táctil, o incluso olfativo, etcétera. Todo está en ponerse de acuerdo el emisor con elreceptor en el significado de los estímulos convenidos. La cantidad de códigos existentes es infinita ysu evolución y generación de nuevos códigos es continua.

Los códigos pueden ir desde los muy simples hasta los muy complejos: el código empleado por lasseñales de los semáforos del tránsito es muy simple: el rojo significa “detenerse”; el amarillo,“precaución”; y el verde, “continuar”. Sin embargo, para un indígena amazónico, tal código no tienesignificado alguno, porque todo código requiere del conocimiento y entrenamiento previos de laspersonas potencialmente receptoras. Un indio amazónico puede aprender rápidamente el significadodel código del semáforo, porque es muy simple; pero no le sería tan fácil, y a nosotros tampoco, elaprendizaje de un código complejo tal como el lenguaje morse, el código de circulación o lacomunicación con banderas.

El lenguaje hablado es un código de sonidos complejo, no sólo por el significado de las palabras, sinopor el lugar que ocupen dentro de las frases y oraciones, y por la entonación, la modulación y lacadencia de los sonidos, etcétera. Con la escritura ocurre lo mismo: es un sistema de codificacióncomplejo, en este caso visual. Por cierto, en ambos casos existe un alto nivel de redundancia, lo quelos hace más fiables.

De ser posible, en la aplicación de la ergonomía se debe procurar la selección del código más simple,siempre que con él se alcancen los objetivos eficientemente, porque, en general, se reacciona másrápidamente, con menor esfuerzo mental y con más seguridad ante un código simple. Pero esodepende del tipo de información que se desee transmitir; si es compleja, un código simple seráinsuficiente y poco o nada fiable. Por ello deben analizarse cuidadosamente las características de lainformación que quiere transmitirse y el canal más apropiado para su emisión y correcta recepciónsegún las condiciones ambientales y las capacidades, limitaciones y carga sensorial y mental delreceptor.

Las personas sólo podemos recibir y procesar una limitada cantidad de estímulos. Mientras mayor seala carga, menor será la eficiencia en la recepción. La relación entre la cantidad y velocidad deinformación, y la eficiencia (o errores) es más o menos lineal, y aunque teóricamente una personapuede recibir y procesar hasta 40 ó 50 bits por segundo, en la práctica es bastante menos. R. Hartleyen 1928 definió matemáticamente la cantidad de información (I) como el logaritmo base 2 de lacantidad de alternativas equiprobables (N):

I = log2 N

De manera que si lanzamos una moneda al aire: I = log2 2 = 1 bit.

Otro aspecto de importancia son los tiempos de permanencia de los estímulos y el espaciamientoentre ellos. Los receptores sensoriales necesitan un tiempo para percibir un estímulo, y si el tiempo depermanencia del estímulo es insuficiente, no habrá percepción; de igual forma, si entre dos estímulos

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no transcurre un mínimo de tiempo, el sujeto receptor podrá confundirlos. Este tiempo mínimo deespaciamiento es muy variable y depende tanto de la naturaleza y de las características de losestímulos, como de las condiciones ambientales, y de las capacidades y limitaciones de la personareceptora; no obstante, se recomienda que nunca sea menor de 500 ms.

6.2.2 Tiempos de reacción

Con relativa frecuencia el tiempo de reacción de una persona puede determinar acontecimientosimportantes en su vida o en la de otras personas. Así ocurre en numerosas ocasiones en la conducciónde automóviles: un frenazo a tiempo o un oportuno giro del volante; o en la producción: la rápidadetención de una máquina industrial en situación de generar peligro, la retirada a tiempo de unamano... Sin embargo, también en numerosas ocasiones, el frenazo no se produce a tiempo o el girodel volante no se llega a efectuar; la máquina no se detiene lo suficientemente rápido para evitar elaccidente y el operario no puede retirar la mano y la pierde... A un conductor en posesión de susplenas capacidades conduciendo su automóvil a 100 km/h en una autopista, si se le atraviesa unobstáculo repentinamente en su camino recorrerá aproximadamente 14 metros antes de comenzar afrenar; después vendrá el frenazo con un recorrido bastante mayor que los 14 metros anteriores.Podemos suponer lo que ocurre si en vehículo viaja a 180 o más km/h, o si el encuentro es entre dosaviones...

Los tiempos de reacción no son críticos en muchas actividades humanas, pero cuando lo son, suimportancia acostumbra a ser enorme y hasta vital.

Se define el tiempo de reacción (TR) como el tiempo que transcurre desde que aparece la señal hastaque se ejecuta la acción de respuesta. Esta respuesta dependerá de muchos factores, como son: lascaracterísticas individuales, (como la edad, sexo, entrenamiento...), el sentido utilizado, la fatiga físicay mental, la carga de trabajo, las características de la señal, su ubicación y frecuencia de aparición, laexistencia de una señal previa de alerta, las características de la respuesta esperada, el tipo dedispositivo de control, etcétera. Alrededor de los 30 años de edad se tienen los TR más bajos enambos sexos y, por lo general, las mujeres poseen un TR mayor que los hombres, en igualdad deentrenamiento y edad.

Cuando el estímulo ofrece una información de un bit (sí - no), es decir, con dos únicas alternativas derespuesta, el tiempo de toma de decisión es el más breve y en consecuencia obtenemos el tiempo dereacción menor; este tiempo de reacción se denomina tiempo de reacción simple (TRS); mientras quesi hay que tomar la decisión ante más alternativas, el tiempo de reacción será mucho mayor mientrasmás alternativas presentemos al sujeto y se denomina tiempo de reacción complejo (TRC).

Parece ser que el tiempo de reacción está linealmente relacionado con la cantidad de bits deinformación. En la tabla siguiente mostramos, con objetivos puramente comparativos, los valoresaproximados de los TR según las alternativas de respuesta:

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Alternativas

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10TR(ms) 200 350 400 450 500 550 600 600 650 650

Con intención puramente orientativa, porque existen diversos criterios al respecto y además es muydifícil comparar los tiempos de reacción provocados por estímulos cuyo origen es diverso, en lasiguiente tabla mostramos los tiempos de reacción típicos que aparecen en la bibliografía consultada:

Sentido TRS - TRC (ms)

Tacto 110-155

Audición 120-160

Visión 150-200

Temperatura 150-200

Olfato 200-500

Dolor 200-1000

Por otra parte, descomponiendo el tiempo de reacción, Mc Cormick estima los intervalos probables(según la complejidad del estímulo) en que se mueven los diferentes tiempos que lo componen:

tiempo [ms]

Recepción del estímulo 1-38Trasmisión nerviosa hasta la corteza 2-100Procesamiento y decisión 70-300Trasmisión nerviosa hasta el músculo 10-20Activación muscular 30-70

Total 113-528 ms

Y para finalizar esta breve introducción, algunos aspectos que consideramos muy importantesrespecto a cómo presentar la información en los puestos de trabajo:

1. La información debe ser extrictamente la necesaria y suficiente; todo exceso de información esdesinformación que complica el proceso y, consecuentemente, incrementa la probabilidad deerrores. Por ejemplo: para conducir un coche no es necesario conocer la temperatura ambiental, elnivel sonoro y el nivel de iluminación existentes, por lo que es absurdo incluir en el salpicaderolos displays con esas desinformaciones; esto aumentaría la densidad de dispositivos en el campovisual del conductor, encarecería el valor de los coches, complicaría la lectura de los displaysútiles y lo distraería inútilmente e incrementaría el peligro de la conducción.

2. Si la información que se transmite no necesita ser codificada de nuevo para su correcta recepción,debe ser transmitida con su código original; pero si es necesario, hay que codificarla y utilizar los

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instrumentos o dispositivos adecuados. La intervención de varios códigos durante la transmisiónintroduce una mayor probabilidad de error. Por ejemplo: la traducción de un documentooriginalmente en japonés al francés, y luego del francés al castellano, seguramente contendrá máserrores que si se traduce directamente del japonés al castellano.

3. La precisión de la información debe ser la necesaria y suficiente, porque a mayor precisión,mayor probabilidad de error. Por ejemplo: leer en un dispositivo 38,26°C puede provocar máserror que leer 38°C. Por lo tanto, si para el proceso que se controla no son necesarias las décimasni la centésimas de grado, el dispositivo informativo debe poseer sólo números enteros.

4. La exactitud (veracidad) de la información debe ser siempre la máxima.

6.3 Canales y dispositivos informativos (DI)

Si bien la información es indispensable para que el usuario pueda controlar un sistema, la cantidad deinformación, su calidad, su cadencia, la pertinencia, la forma en que la recibe, etc. y laretroalimentación que debe producirse, determina la calidad del sistema de control.

Atendiendo al canal por el que se recibe la información, la visión es el sistema detector por el cual laspersonas videntes reciben generalmente más del 80% de la información exterior. De los otros canalesde información, sólo la audición y el tacto aparecen significativamente, ya que tanto el gusto, como elolfato son canales poco utilizados en el medio laboral para transmitir información, excepto casos muyconcretos y muy importantes, como son: tastadores, catadores, narices (perfumistas), donde, porsupuesto, son vitales y muchísimo más importantes que los demás canales.

A la hora de diseñar o seleccionar un dispositivo informativo, así como el mando o dispositivo decontrol correspondiente, hay que tener en cuenta el tipo de información que se ha de recibir, losniveles de distinción y comparación, la valoración de la información recibida, la importancia de losposibles errores y sus consecuencias, el análisis de estímulos definido por la carga, la frecuencia y eltiempo disponible de reacción, el tiempo compartido entre persona y máquina para dar respuesta, lasposibles interferencias, la compatibilidad entre persona y máquina, el sistema organizativo, el controlexterior, el entorno social y cultural, etc.

Los dispositivos informativos comúnmente utilizados en el diseño de PP.TT., se pueden clasificarsegún el canal utilizado en dispositivos visuales (DIV), audibles (DIA) y táctiles (DIT). Muchas vecesla implementación de éstos pasa por la combinación de una o varias categorías, lo que obliga arealizar un análisis exhaustivo de saturación y compatibilidad de los canales perceptivos por loscuales el usuario recibirá la información integral del sistema.

El canal visual es el más apropiado para recibir información compleja y larga que requiere de sumemorización, pues generalmente se recuerda mejor lo que se ve que lo que se oye o percibe a través

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del tacto, salvo excepciones importantes. También es recomendable el canal visual cuando lainformación se refiere a espacios, distancias y volúmenes. Sin embargo, si fuese necesaria unarespuesta inmediata de la persona, la información visual no es, por lo general, la mejor vía, comotampoco lo es para trabajadores que tienen que desplazarse continuamente en su puesto, ya que sucampo visual es muy variable. Por otro lado, el color de una señal luminosa no es por si sólo muyimportante para el tiempo de reacción, salvo en los casos que sirve para resaltar el contraste ydestacarse de otros dispositivos o luces; en cambio el tamaño y la intermitencia sí producen una ciertareducción del TR.

El canal auditivo posee características que hace aconsejable su utilización cuando la información quequeremos transmitir exige una rápida atención, es breve, simple y exige una respuesta rápida, ya queel tiempo de reacción es menor ante estímulos auditivos que visuales, no requiere memorizaciónposterior ni una posición fija del trabajador y resiste más la fatiga que el visual. Sus ventajas tambiénse manifiestan cuando la información se refiere a eventos en el tiempo. Sin embargo, el tono de laseñal no influye notablemente en el TR, aunque sí la intermitencia.

No obstante todo lo anterior, hay que tener en cuenta otros factores ambientales al proceder a laelección del canal de transmisión, de manera que si es necesaria una información que supuestamentesería mejor enviarla por el canal auditivo, pero el lugar es ruidoso, debe estudiarse el empleo del canalvisual o el táctil como alternativos, solos o simultáneamente como redundancia positiva. Lo mismoocurre con las señales visuales en un ambiente poco o demasiado iluminado, en el cual un letreroescrito (en el primer caso), o una pequeña lámpara indicadora (en el segundo), pasaríandesapercibidos por falta de contraste.

El canal táctil es especialmente útil cuando el operador debe identificar, por ejemplo, variosdispositivos de control y debido a la existencia de poca o mucha iluminación, y/o debe concentrar suatención en una parte muy importante. O cuando se actúa sobre un control y éste nos informa con suresistencia o suavidad que ha obedecido (o no) nuestra orden.

Por lo tanto, la utilización de dos o más canales, simultáneos o secuenciados, para emitir y recibir lainformación y así asegurar su mejor recepción, la denomina redundancia, es sumamente útil enmúltiples situaciones laborales. Por ejemplo: un display que debe ser leído cuando marquedeterminado valor crítico, puede avisar al operario de que se acerca al régimen cambiando su color,su frecuencia de parpadeo, la resistencia del mando al desplazamiento, o incorporando una alarmasonora...

Un nivel de iluminación inadecuado, la falta de contraste entre el objeto y su fondo, losdeslumbramientos directos por luminarias mal situadas, o por ventanas, o por reflexión en superficiespulidas, los colores inadecuados o mal combinados, las sombras excesivas, los tiempos deobservación demasiado breves o prolongados, y los indicadores que se mueven muy rápidamente, elefecto estroboscópico, las diferencias notables de luminancias en el campo visual, los detalles muypequeños, una distancia visual muy cercana durante demasiado tiempo, los espectros de la luzinadecuados, son circunstancias que provocan un ambiente visual de baja calidad que favorecen elerror humano. Por lo tanto hemos de analizarlas una a una y con sumo cuidado.

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En actividades que requieren de una gran precisión visual, visión cercana o muy cercana yconcentración, es necesaria una buena iluminación (que no siempre significa abundante). Cuando ladiscriminación del color con determinadas exigencias es importante resulta muy útil la luz natural,aunque existen lámparas que llegan a imitarla con relativa eficiencia. Estos son los puestos, porejemplo, de control visual de la calidad del color de productos: etiquetas de colores, vinos,fotografías, perfumes, pinturas y tintas para las artes gráficas, estampado en telas, piezas metálicaspintadas. También es posible utilizar luz de color complementario respecto al color de los defectospara la detección visual éstos, como en pequeñas zonas de óxido de hierro de piezas metálicas queresaltan al ser iluminados con luz verde. Por otra parte, para identificar irregularidades en superficiesde piezas, telas, hilos..., es necesario proporcionar una iluminación que resalte estos defectos aunquemuchas veces no pasa precisamente por incrementar el nivel de iluminación.

El problema a la hora de presentar la información visual estriba en que no sólo depende de la calidadintrínseca de percepción del usuario (presbicia, miopía, etc.), como hemos visto anteriormente, sinoademás de las condiciones externas que configuran el espacio de trabajo y que intervienen, para bieno para mal, en el proceso de captación de la información visual.

La probabilidad de error en la recepción de la información, cualquiera que sea el canal utilizado, seincrementa con la complejidad de ésta. Así pues, la elección de los dispositivos informativos visualesvendrá determinada por su sencillez, eficiencia y fiabilidad.

Los parámetros que debemos considerar para obtener repuestas eficaces en la información visual son:la visibilidad, la legibilidad, el grado de fatiga y la compatibilidad entre la fuente emisora y lareceptora; algunos de los aspectos específicos relacionados con estas cuatro variables son: nivel deiluminación en el puesto de trabajo, luminancias y contrastes en el dispositivo visual, distancia delectura y tipo, tamaño, grosor y separación de las letras y números, características de los símbolos,distribución de la luminancia en el campo visual, deslumbramientos, grado de difusión de la luz,colores, agudeza visual, tiempos de permanencia de la información y de la percepción, carga visual,carga mental, fatigas mental y física, posiciones y movimientos de la persona, cantidad y calidad delas informaciones que debe atender, importancia de la actividad, responsabilidades...

Además, debemos considerar en el colectivo específico de personas: tipo de cultura, nivel cultural,edades, deficiencias visuales, grados de agudeza visual, adaptación, acuidad, convergencia,cromatismo, aprendizaje y entrenamiento, tiempo de exposición de la información y régimen decambio de variables.

La presentación de la imagen a interpretar pasa desde el estímulo, a la formación de la imagen; deésta a sensibilizar la retina, después se produce un proceso neuroretiniano, que da paso al procesocortical, donde aparecen, primero, las imágenes de referencia acumuladas en la memoria, después elproceso informativo; de ahí se extraerá la información que permite elaborar las decisiones, pasoprevio para emitir las respuestas. Cualquier fallo en una de estas etapas es fuente de error en elsistema.

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6.4 Dispositivos informativos visuales (DIV)

“Ver para creer”, porque “vista hace fe”, nos han dicho desde siempre y nosotros lo hemos creídocomo una verdad sagrada. Pero no siempre esto es cierto. La información visual es muy rica…, perosi no está bien seleccionado el canal, diseñada la información, seleccionado el dispositivo adecuado ybien ubicado, el ambiente no es favorable o nosotros no estamos preparados para la recepción, no nosenteraremos de nada o nos podremos engañar muy fácilmente, porque “la vista engaña” aunque lohayamos visto “con nuestros propios ojos”.

En la siguiente figura 6.3 se muestran algunos DIV básicos. Su elección debe efectuarse teniendo encuenta que la información debe ser la necesaria y suficiente, sin excesos ni defectos. Si con unaalarma o un indicador es suficiente, no hay por qué utilizar un contador que sólo complicaría lainformación incrementándose con esto la probabilidad de error. A continuación se definen estosdispositivos.

DISPOSITIVOS INFORMATIVOS VISUALES (D.I.V.)

1. ALARMAS

2. INDICADORES

3. CONTADORES 2

4. DIALES Y CUADRANTES

5. SIMBOLOS

6. LENGUAJE ESCRITO

7. PANTALLAS

8. GESTOS

Fig. 6.3 Dispositivos Informativos visuales (DIV) básicos

❄

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6.4.1 Alarmas

Las alarmas visuales pueden ser lámparas de diversas formas y tamaños que emiten luces de colores(rojo, naranja...), generalmente parpadeantes; pueden incluirse símbolos, flechas y letreros, perosiempre muy simples y muy fáciles de interpretar. Su mensaje es de emergencia, crisis y peligro y,por lo tanto, para ser rápidamente y bien interpretado, debe poseer un significado muy sencillo yclaro, libre de cualquier ambigüedad que pueda dar lugar a dudas. Debe ser muy bien conocido porcualquiera de los usuarios al que pueda ir dirigido. La acción de respuesta a su mensaje tiene quecorresponder a un estereotipo dinámico esperado que, por lo general, debe de haber sido adquiridomediante el entrenamiento adecuado. Una señal de alarma debe poseer un significado único y lareacción de las personas ante su recepción por lo general también debe ser única.

6.4.2 Indicadores

Los indicadores poseen las mismas caracterísisticas de sencillez que las alarmas, pero sin elsignificado de emergencia, crisis o peligro. La información que ofrecen los indicadores debe ser de unbit: sí-no; conectado-desconectado; funcionando-detenido.

6.4.3 Contadores

Se utilizan cuando es imprescindible informar el comportamiento de un parámetro a través denúmeros. Son los más sencillos y con la menor probabilidad de error en la lectura de todos los DIVque informan mediante valores numéricos. No sirven para variables con regímenes de cambioelevados, ya que no permitirían la lectura e incluso podrían llevar a confusión de sentido en lavariación y percepción de los valores.

FiG. 6.4 Contadores

3 12 823 2 1 70 3 5 0 1 8 +6 .6

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6.4.4 Diales y cuadrantes

En función de su forma pueden ser circulares, semicirculares, sectoriales, cuadrados, rectangulares(horizontales y verticales), etcétera. Por su funcionamiento pueden ser de indicador móvil y escalafija, y de indicador fijo y escala móvil. Los de indicador fijo provocan menos errores de lectura; sinembargo los de indicador móvil permiten percibir mejor el régimen de cambio de una variable.

Fig. 6.5 Diales y cuadrantes

0

1

23

4 5 67

8

9

10

0

1

2

3

54

7

6

9

10

8

0

10

3020

50

40

60

0 1 2 3 4 5 6 76543210

3 4 5 6 7 8 9

54

3

2

1

0

6

7

8

9

10

0

312

4

10

798

6

0

10 20 3040

50

1 2 3 4 5 6 7 8 9 4 5 6 7 8

10

120

100

CALIENTE

FRIOSE

GU

RO0

1

23

4

567

89

11

10

30

40

50

600

10

20

12

3 4 5

6

7

12

3 4 5

6

7

– +

A

B C

D

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6.4.5 Símbolos

Por su sencillez y fácil comprensión son elementos a incorporar. El peligro consiste en una malautilización, ya sea por ambigüedad en el mensaje, por deficiencias en la normalización, o por no teneren cuenta las características culturales. El símbolo debe comunicar de una forma inequívoca einmediata su mensaje.

Fi. 6.6 Símbolos de seguridad

SIGNIFICADODE LA SEÑAL SÍMBOLO

COLORES

DELSÍMBOLO

DESEGURIDAD

DECONTRASTE

SEÑAL DESEGURIDAD

PROHIBIDO

FUMAR

RIESGO DE

INTOXICACIÓN

SUSTANCIAS

TÓXICAS

RIESGO

ELÉCTRICO

EQUIPO

CONTRA

INCENDIOS

NEGRO

NEGRO

NEGRO

BLANCO

ROJO

AMARILLO

AMARILLO

ROJO

BLANCO

NEGRO

NEGRO

BLANCO

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Fig. 6.7 Therbligs

6.4.6 Características generales de los DIV

Las principales características generales de los DIV se pueden resumir como sigue:1. Su precisión debe ser la necesaria y suficiente. 2. Su exactitud la mayor posible.3. Deben ser lo más simple posibles.4. Las escalas numéricas deben ser directamente utilizables, evitando los cálculos. A lo sumo

utilizar factores multiplos de 10. 5. Las divisiones de las escalas deben ser 1, 2 y/o 5.

Fig. 6.8 DIVs: escala incorrecta y escala correcta

NOMBREDEL SÍMBOLO

SÍMBOLOSDE LOS

THERBLIGS

EXPLICACIÓN DEL SÍMBOLODERIVADA DE

Buscar

Imán que mantieneuna barra de hierro

B Ojo buscando

Elegir Ele Ir hacia el objeto

Coger Cog Mano abierta paracoger el objeto

Transporteen vacío TV

Mano vacía

Transporteen carga TC Mano que lleva algo

Mantener M

Dejar caeruna carga D

Volcar el contenidode la mano

Posicionar P Objeto colocadopor la mano

NOMBREDEL SÍMBOLO

SÍMBOLOSDE LOS

THERBLIGS

EXPLICACIÓN DEL SÍMBOLODERIVADA DE

Pre-posicionar

Persona golpeándose lanariz involuntariamente

PPBolo colocado en eljuego de bolos

Controlar Con Lente de aumento

Ensamblar Ens Muchas cosas juntas

Desen-samblar DE

Una parte del ensam-blaje fue retirada

Utilizar U La primera letra deutilizar

Esperainevitable EI

Esperaevitable EE

Persona en huelga debrazos caídos

Meditar M Persona meditando conla mano en la frente

Reposo R Persona sentadacomo para descansar

0 3 6 9 12 15 18 18

DIVISIONES DE 3

0 10 20

DIVISIONES DE 1, 5 y 10

MAL BIEN

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6. En las escalas sólo deben aparecer números en las divisiones mayores.7. La lectura de los números debe ser siempre en posición vertical y en el caso de los contadores

con varios dígitos siempre deben estar ordenados horizontalmente.

Fig. 6.9 DIVs: lectura de los números

8. El tamaño de las marcas debe de estar de acuerdo con la distancia visual a de la siguiente forma:altura de las marcas grandes = a/90altura de las marcas medianas = a/125altura de las marcas pequeñas = a/200grosor de las marcas = a/5000distancia entre dos marcas pequeñas = a/600distancia entre dos marcas grandes = a/50.

9. La distancia de la punta del indicador al número, o a la división, debe ser la mínima posible,evitando siempre el enmascaramiento

10. La punta del indicador debe ser aguda, y formar un ángulo de 20°.11. Los planos del indicador y de la escala deben estar lo más cercanos posible para evitar el error de

paralaje.12. Siempre que se pueda se deben sustituir los números por zonas identificadas por colores o por

letras.

Fig. 6.10 DIV display marcado por zonas o letras

2 1 70

0

5

10

15

05

10 15

A

B C

D

– +BIEN

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13. A veces resulta muy útil combinar estas lecturas con dispositivos sonoros de advertencia previa.14. Las dimensiones de las letras y números se deben adecuar a la distancia de visión y a la agudeza

visual de los destinatarios.15. En códigos alfanuméricos las combinaciones que se pueden efectuar con los números y las letras

son prácticamente infinitas. Se utilizan para valoraciones, descripciones e identificaciones, y elcontraste debe ser superior al 75-80%. En ocasiones puede ser útil su combinación con colores,luces y sonidos para acentuar su capacidad de información cualitativa.

16. El conjunto de colores, incluidos tonos, matices, textura, etc., son prácticamente ilimitados. Serecomienda, sin embargo, utilizar los colores normalizados para la seguridad e higiene en eltrabajo, y si se puede simplificar: rojo, amarillo, verde, azul, blanco y negro. Se aconseja suutilización en indicadores cualitativos y para tareas de emergencia y búsqueda.

17. Aunque se pueden emplear diez colores diferentes en las luces, se recomienda limitar suutilización a cuatro: rojo, verde, “amarillo” y blanco de flash. Se utilizan en displays cualitativos,como apoyo a los cuantitativos y en señales de alarma. El parpadeo se utilizará en señales dealarma, la frecuencia de parpeo se debe mantener en menos de 1 parpadeo/segundo y ser mayorque la frecuencia crítica de fusión.

18. El brillo se debe limitar a tres (muy opaco, normal, intenso). Los flashes se deben limitar a dos ytienen importancia en señales de alerta.

19. Respecto a las formas geométricas, aunque se ha comprobado que se pueden utilizar hasta veinte,se recomienda utilizar: triángulo, círculo, estrella, rombo, y semicírculo. Se utilizan enrepresentaciones simbólicas: identificación. Si se quieren figuras descriptivas se recomienda quesean: definidas, cerradas, simples y unificadas.

20. Su agrupamiento, la secuencia de lectura y la correspondencia espacial con los procesos acontrolar debe ser planificada para que los operarios tengan que realizar el mínimo deoperaciones e inferencias.

6.4.7 Lenguaje escrito

Las descripciones pueden ser escritas o dibujadas en forma de planos, esquemas, dibujos,fotografías..., según lo que se quiere describir. La selección del lenguaje depende absolutamente deello. Para describir un nuevo coche debemos en primer lugar mostrar un dibujo, después esquemas yplanos de sus partes y, finalmente, con el lenguaje escrito, explicar lo que los dibujos y planos no hanpodido explicar, o enfatizar aspectos y matizarlos. Lo mismo ocurre con un edificio o un objetodoméstico. El lenguaje escrito posee características muy propias y no puede ser sustituido por undibujo, o una tabla de valores, y viceversa, por lo que, para cada descripción debe utilizarse ellenguaje apropiado.

El lenguaje escrito utilizado debe estar libre de supertecnicismos ampulosos, ser sencillo y sinambigüedades. Es una epidemia endémica propia de los círculos “del conocimiento” la creacióninnecesaria de términos nuevos para evadir el uso de los ya existentes y con ello realzar lacomplejidad de nuestras ideas, como si las ideas perdieran valor por ser inteligibles. Y no nosreferimos a los necesarios términos profesionales.

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Muchas veces se crean innecesariamente términos y significados ya existentes y resulta imposiblepara quien no pertenece a esos círculos comprender un diagnóstico médico, una sentencia judicial,una ley..., por lo que siempre debemos acudir a los “entendidos en la materia”, para que nos“descodifiquen” lo incomprensible y nos lo traduzcan a un código más simple.

Las reglas para el uso del lenguaje escrito se deben apoyar en la selección cuidadosa de las palabras,del modo de usarlas, de la construcción de las frases y del idioma empleado. Respecto a lastraducciones de manuales de máquinas, de procedimientos a seguir para el mantenimiento, etcétera,éstas deben ser hechas por especialistas en la materia específica, que conozcan la terminología propiadel lugar y no sólo del idioma, y que traduzcan a su lengua materna.

La utilización del lenguaje escrito en avisos, instrucciones, advertencias, etcétera, debe basarse en:1. Utilización de oraciones sencillas, cortas, activas y afirmativas (excepto para evitar conductas

arraigadas).2. Uso de frases y palabras conocidas, propias de la región y teniendo en cuenta a todos los posibles

usuarios a los que va dirigido el texto.3. Organización de secuencia temporal.4. Evitar la ambigüedad.5. Legibilidad.

Es importante recordar que cuando los avisos están muy generalizados y aparecen por todas partes dela misma forma y durante mucho tiermpo, se convierten en letra muerta que nadie ve. Algunosejemplos de estos son: “No pisar el césped”, “No fumar”, “No se admiten perros”; por lo que en estoscasos es necesario modificar la forma de emitir el mensaje de manera que rompa el esquemaconvencional y llegue al destinatario. Esto también ocurre, pero con la intención de provocar el“efecto saturación”, en las grandes superficies, que saturan el campo visual con informaciones detodo tipo sobre sus productos y precios, o ambigüamente la dirección de salida y escaleras, de maneraque los compradores se vean obligados a transitar desorientados de un sitio a otro frente a lasmercancías antes de hallar la que necesitan. Así pues, vamos a comprar una caja de leche y salimosdel lugar dos horas más tarde con una compra mixta innecesaria, pero esta estratégia propia delmarketing de ventas no es recomendable cuando queremos señalizar paneles de control, escaleras deincendio, un extintor...

Mc Cormick propone para textos de instrucciones y advertencia en equipos, para una distancia delectura entre 350-14000 mm usar letras negras sobre fondo blanco; las letras con una relación óptimagrueso/altura (G/H) de1/6 hasta1/8, donde:

H = 0,056D + k1 + k2

si

G: grueso de las letrasH: altura de las letras en milímetrosD: distancia de lectura en milímetrosk1: factor de corrección según la iluminación y las condiciones de visión como sigue:

Cap. 6 28/9/99 16:05 Página 161


k1 = 1,5 mm para un nivel de iluminación > de 10 lux y condiciones de lectura favorables.k1 = 4,1 mm para un nivel de iluminación > de 10 lux y condiciones de lectura desfavorables.k1 = 4,1 mm para un nivel de iluminación < de 10 lux y condiciones de lectura favorables.k1 = 6,6 mm para un nivel de iluminación < de 10 lux y condiciones de lectura desfavorables.k2 = factor de corrección según la importancia del mensaje 1,9 mm para situaciones de emergencia

Por su parte, Sachs, Teichert y Rentzsch proponen las dimensiones que se ofrecen en la figura 6.11.

Fig. 6.11 Proporciones para números y letras (tomado de Ergonomische Gestaltung

mobiler Maschinen, de Sachs, Teichert y Rentzsch. Ecomed 1994)

6.4. 8 Selección y ubicación de DIV

Los dispositivos visuales requieren de una atención especial a la hora ser ubicados, ya que debensituarse dentro del campo visual de la persona y tener en cuenta los desplazamientos a que ésta puedaestar obligada por su actividad en el puesto.

Para la ubicación de los DIV es preciso considerar al menos:1. Tipo de DIV a ubicar.2. Su importancia.3. Frecuencia de uso.4. Densidad y características de otros DIVs existentes en el puesto.5. Carga visual del operario.6. Características personales del operario.7. Posible agrupamiento con otros DIVs según su función, o según sus controles correspondientes.8. Secuencia de las lecturas.9. Dimensiones y geometría del puesto de trabajo.

12937

ERGONOMIA

E R G O N O M I ADISTANCIAS INCORRECTAS

DISTANCIAS CORRECTAS

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10. Carga de trabajo mental.11. Carga de trabajo físico.12. Movilidad del usuario en el puesto.13. Nivel de atención y concentración de la persona en su tarea.14. Ambientes visual y acústico existentes.15. Posibles interferencias con los puestos de trabajo vecinos.

Para tomar decisiones sobre la ubicación de los DIV en el campo visual se hace necesario analizar laselipses visuales que se muestran a continuación.

Fig. 6.12 Elipse visual para una distancia de 50 cm. En la zona A, situada dentro de la elipse pequeña, se

encuentra el área preferente para situar las señales que requieren de mayor y mejor atención, y la zona B

es la secundaria, aunque de buena visión. Estas elipses no consideran los movimientos de la cabeza.

Fig. 6.13 Vista lateral.

B

A

B

Sección a 500 mm del ojo

B

B

A

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Fig. 6.14 Vista superior

En la siguiente figura 6.15 se muestra una forma de detectar fácilmente una desviación en algúnparámetro, colocando los DIV en columnas, en filas o en bloques, con todos los indicadoresorientados en el mismo sentido cuando la situación es normal en cada uno.

Fig. 6.15 Distribuciones de DIV en columnas, en filas y en bloques, con los indicadores orientados en el mismo

sentido informando de una situación normal.

En la siguiente figura 6.16 se muestra un esquema con las alturas recomendadas para situar los DIVen un puesto de trabajo, según la línea de visión del operario y la importancia y frecuencia de uso delos dispositivos.

B B

A

A

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Fig. 6.16 Alturas recomendadas para situar los DIV en un puesto de trabajo

En las figuras 6.17, 6.18 y 6.19, se muestra el diseño por ordenador del campo visual de un puesto detrabajo real para la industria, mediante el programa Taylor de los autores de este libro.

Fig 6.17 Vista de perfil de la figura diseñada por ordenador por los autores

para un puesto de trabajo real en la industria, según la norma Afnor.

70°

50°

10°

30°Línea devisión

DIV de poca frecuencia de utilización

DIV de uso frecuente

DIV de uso constante

Zona óptima para DIV

Dispositivos de control

Plano para trabajo ligero

Plano para trabajo sentado

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Fig 6.18 Vista superior de la figura, según la norma Afnor

Fig 6.19 Vista de perfil de la figura, según la norma ISO

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Lomov y Venda sugieren en las rectas de la figura 6.20 las alturas para la colocación de los DIV enlos puestos de trabajo, así como las alturas del plano de trabajo según la intensidad de la actividadfísica, y las alturas de las personas.

Fig. 6.20 Altura de los DIV en el puesto de trabajo según la estatura de la persona. 1) alturas recomendadas de

la superficie de trabajo según sea la actividad, 2) ligero, 3) moderado y 4) pesado.

6.4.9 Las pantallas

La rápida, y hasta cierto punto inesperada, aparición de los ordenadores personales en la vida del serhumano ha sido, sin duda alguna, violenta, y ha sorprendido a nuestras capacidades visuales ymentales. De manera que nos hemos tenido que ir adaptando a fuerza de padecimientos, porque estosprocesos de adaptación psicofisiológica no pueden ir tan rápidos como el desarrollo de la tecnología.

Existen recomendaciones exhaustivas para el uso de pantallas de ordenador personal y monitores,pero de todas formas rescatamos de la bibliografía al uso las siguientes:

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1500 1600 1700 1800

Talla del hombre (mm)

Alt

ura

de

la

ub

ica

ció

n (

mm

)

ALTURA DE LOS DIV

TRABAJOLIGERO

MODERADO

PESADO

ALTURA DELPLANO DETRABAJO

1

2

3

4

Cap. 6 28/9/99 16:05 Página 167


1. El borde superior de la pantalla debe coincidir con la altura de los ojos del operador y éste nodebe estar a menos de 50-60 cm de distancia de ella.

2. Las pantallas y demás elementos del puesto deben poderse inclinar vertical y horizontalmente confacilidad, pues es necesario orientar las pantallas de los ordenadores en una posición compatiblecon las fuentes luz para evitar deslumbramientos por las reflexiones que dificultan la lectura de lapantalla, teclado, papeles, etc., ya que provocan molestias, demoras y errores de interpretación ocomprensión de la información. Estas reflexiones se producen tanto por la luz del sistema deiluminación artificial del local como por la luz natural que entra por las ventanas. Losdeslumbramientos por luz natural directos o por reflexión se evitan no situándonos ni de frente nide espaldas a ventanas o utilizando cortinas regulables según la hora del día; debemos recordarque los efectos de la luz diurna varían durante el día por el desplazamiento del sol.

3. Es imprescindible que el operador pueda controlar la luminosidad y el contraste de la pantalla.4. El local debe estar siempre iluminado.5. El tamaño de los caracteres debe estar entre 3,5 y 4,5 mm. 6. La mejor relación de contrastes compatible con la mayoría de los documentos impresos en papel,

está en los caracteres negros sobre fondo blanco, aunque algunos especialistas recomiendancaracteres amarillos con fondo marrón-ámbar.

7. Son recomendables las siguientes condiciones de luminancias y nivel de iluminación:- luminancia media de la pantalla con texto: 15 cd/m2

- luminancia media de los caracteres: 48 cd/m2

- luminancia media del fondo de la pantalla: 11 cd/m2

- nivel de iluminación sobre los documentos en papel: 300 lux- relación de luminancias caracteres/fondo de la pantalla: 6:1- relación de luminancias alrededores/pantalla: 1

Fig. 6.21 Versatilidad necesaria para un puesto de trabajo con ordenador

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Fig. 6.22 La iluminación y el puesto de trabajo con ordenador (tomado de Mondelo y Gregori

en La ergonomía en la ingeniería de sistemas)

En el caso de los monitores de televisión para controlar procesos industriales o de investigacionescientíficas, o de vigilancia (archivos, bancos, metro, tránsito) o para informar datos numéricos otransmitir textos (como es el caso de los monitores de información en los aeropuertos, terminales deferrocarriles, etc.) hay que decidir su orientación teniendo en cuenta las reflexiones, la posiciónrespecto a los usuarios, los colores y contrastes, el lenguaje escrito utilizado y el tamaño de loscaracteres.

Otros aspectos a considerar al instalar pantallas, sobre todo de ordenador, son los campos eléctrico ymagnético, cuyos efectos sobre las personas aún no están del todo claros. Aunque no parecenpeligrosos, es conveniente mantener una distancia de visión (ojos-pantalla) al menos de 50-60 cm ymayores aún (180-200 cm) entre las partes posterior y laterales del monitor y las personas máscercanas si no estamos seguros del blindaje. A partir del uso de las pantallas LCD este riesgodesaparece.

6.4.10 Los gestos

Los gestos cotidianos, con manos, dedos y brazos, y las expresiones del rostro, sin palabras o juntocon ellas, son transmisores insustituibles de información valiosísima que pueden reafirmar o graduaro modificar totalmente el significado de las palabras acompañantes. Para indicar: “hacia allí o haciaallá, un poquito, pequeño, grande, más arriba o más abajo, todo marcha bien (o mal), adiós, me

Luminarias con rejillas

Distribución adecuada de laluminancia

Pantalla: contraste regulablereflexiones controladas

Reflexiones en tecladocontroladas

Iluminación ajustable

Manus-crito

NI: 200-500 luxPosibil idad deatenuar la luz

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marcho, acércate, sube un poco o baja un poco”, etc., como una sonrisa, una mirada severa que nosadvierte, son buenos ejemplos de la utilización de los gestos, ademanes y expresiones en todasnuestras actividades. El director de orquesta controla la misma mediante las expresiones de su rostroy los movimientos corporales; como el policía del tránsito controla el flujo de los vehículos. Nosatrevemos a decir que sin los gestos y expresiones nos resultaría muy difícil vivir y trabajar, y no sóloen lugares ruidosos.

Fig. 6.23 Gestos codificados generales

6.5 Dispositivos informativos audibles (DIA)

El sonido es la transmisión de las ondas mecánicas producidas por una fuente sonora (cuerdasvocales, timbre, motor, tambor, cuerda de piano, sirena, trino de aves, ladridos...) a través de lasvibraciones de las moléculas de un medio (aire, agua, vidrio, ladrillo, madera...). Mientras que ruidoes el sonido que molesta o afecta de alguna forma. Así pues, el ruido es sonido; pero el sonido nosiempre es ruido. Incluso un sonido en ocasiones puede no ser ruido y en otras serlo; tal es el caso delHimno de la Alegría de Beethoven: es sonido cuando estamos en el teatro o en casa apaciblementesentados disfrutando de la música; pero es ruido cuando estamos haciendo la declaración de la rentael mismo día que vence y no nos cuadran los números.

El sonido se caracteriza por su frecuencia y su presión sonora. La vibraciones mecánicas audiblesposeen una frecuencia desde aproximadamente los 16 Hz (bajas frecuencias) hasta los 16.000 Hz(altas frecuencias). Fuera de este rango de frecuencias el sonido es inaudible y pasa a denominarseinfrasonido y ultrasonido respectivamente. La presión sonora audible está entre los 2x10-5 Pa y los2x104 Pa aproximadamente, y varía dentro de este intervalo según el estado de salud del sistemaauditivo de la persona y su edad.


Siginificado

ComienzoAtenciónToma de mando

AltoInterrupciónFin del movimiento

Fin de las operaciones

IlustraciónDrescripción

Los dos brazos extendidosde forma horizontal, laspalmas de la mano haciaadelante.

El brazo derecho extendidohacia arriba, la palma de lamano derecha haciaadelante.

Las dos manos juntas a laaltura del pecho.

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Además de dañar fisiológicamente desde afectaciones sin importancia hasta muy graves y letales, elruido puede interferir la comunicación e impidir o deformar la información. Tal es el caso delenmascaramiento y del ruido de fondo en las industrias ruidosas y el ruido exterior, bien sea deltráfico, de obras o de locales vecinos, que penetra por las ventanas en fábricas, oficinas, hogares,escuelas, etcétera, o que se sufre directamente en la calle.

El ruido de fondo provoca en el operador distintas molestias, como son fatiga temprana, pérdida de laconcentración y errores. Aunque no existe unanimidad de criterios, consideramos que para tareas degran concentración en general (y esto es válido para todo tipo de tareas con carga mental importante yno sólo con ordenador) el ruido no debe rebasar los 60 dB(A), mientras que para las de menosconcentración este límite pudiera extenderse hasta un máximo entre 65 y 70 dB(A). El criterio ISO,para este tipo de tareas, con ruidos de fondo constantes, propone que para el expectro audible elmáximo no debe sobrepasar los 40 dBN, mientras que para el ultrasonido el máximo lo sitúa en los 80dBN (recordemos que las pantallas de ordenador emiten ultrasonidos de 15-16 kHz).

Llevando estos valores de dBN del criterio ISO a las distintas frecuencias, tendremos los siguientesmáximos en dB y en dB(A) para las bandas de octava:

F 31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000 Hz

LdB 83 68 58 50 44 40 38 36 35 73 dB

LdB(A) 43,6 41,8 41,9 41,4 40,8 40 39,2 37 33,9 66,4 dB(A)

Por otra parte, con el sonido se informa el operario de cuándo su máquina funciona correctamente ocuándo algo funciona mal; ésta, sin duda, es una magnífica fuente de información muchas veces únicae insustituible, que para una persona ajena a la máquina podría ser un molesto ruido y no significarnada.

6.5.1 Timbres, campanas, sirenas

Los dispositivos informativos sonoros pueden ser timbres, campanas, chicharras, sirenas, etc.., y ellenguaje hablado.

Cuando son señales de alarma que transmiten la información urgente de forma rápida y clara, semanejan con un bit de información (si-no) sin otras alternativas. Su significado debe ser conocido, almenos, por todos los operarios del lugar de trabajo. Acostumbran a estar relacionados con alarmasvisuales para llamar más la atención por redundancia.

Las señales audibles de peligro son tratadas por la norma UNE EN 457. Está especialmente pensadapara aquellos lugares en que existe un alto nivel de ruido ambiente, y pretendemos llamar la atencióndel operario de forma fiable sobre un peligro. Normalmente, se recomiendan unos niveles sonorosponderados (A) superiores en 15 dB al ruido ambiente, cuando el lugar supera los 65 dB.

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Fig. 6.24 Cálculo del umbral de enmascaramiento en un espectro de octava dado

La sirena, el timbre y la campana, pueden ser alarmas, pero no siempre. La diferencia fundamentalentre alarmas e indicadores estriba en que éstos no llevan añadido el componente de urgencia; el restode las características es el mismo. La información audible se puede resumir de la siguiente forma:1. Es temporal.2. No requiere de una posición fija del trabajador.3. Resiste más la fatiga.4. Llama más la atención.5. Sólo se utiliza para alarmas o indicativos de un máximo de dos o tres situaciones, con excepción

del lenguaje hablado, que se utiliza para impartir instrucciones, etc.6. Se puede utilizar en combinación con dispositivos visuales.7. Su nivel de presión sonora debe estar 10 dB por encima del ruido de fondo.

6.5.2 El lenguaje hablado

La enorme riqueza del lenguaje hablado con frecuencia no está bien reconocida en el ámbito laboral.Sin embargo el habla ofrece posibilidades inalcanzables por otros medios en la comunicaciónpersonal: conversaciones, órdenes, instrucciones, alarmas, advertencias, orientaciones, explicaciones,conferencias, clases, informaciones. En el lenguaje hablado tienen una gran importancia elvocabulario utilizado, la pronunciación, la entonación, la modulación de la voz, la cadencia(velocidad), el nivel de presión sonora, el ruido de fondo del lugar y los gestos, las expresiones, losademanes y los movimientos corporales, que son acompañamiento redundante muy útil, cuando lapersona que habla es visible por las personas que escuchan. Esto es: no puede ser el mismo lenguajehablado cuando estamos “cara a cara”, que cuando hablamos por radio o amplificación o teléfono. Enestos últimos casos la expresión hablada tiene que ser más enfática, clara y detallada por sí misma, alcarecer de la rica ayuda de la expresión visual.

Nivel por banda de Nivel del umbral deNúmero de banda Frecuencia central octava del ruido Valor intermedio enmascaramiento

de octava de la banda de ambiente LTn-1 – 7,5 por banda deoctava f LN,oct octava

LN,oct

n Hz dB dB dB

1 125 60 60 60

2 250 70 52,5 70

3 500 58 62,5 62,5

4 1000 71 55 71

5 2000 60 63,5 63,5

6 4000 52 56 56

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Fig. 6.25 Intervalo audible de frecuencias y nivel de presión sonora,

para personas sanas entre 18 y 25 años de edad

La comunicación oral sin amplificación está en un rango de potencia sonora entre 46 dB (susurro) y86 dB (grito), y la audición máxima se obtiene alrededor de los 3400Hz.

La comunicación hablada puede ser fácilmente enmascarada por el ruido de fondo. En la figura 6.26se muestra un ejemplo de esto.

Fig. 6.26 Enmascaramiento de varias frecuencias de la voz provocado por un ruido de fondo de banda estrecha

centrado en 1200 Hz para varios niveles de presión sonora del ruido, desde 20 dB hasta más de 100 dB.

L (dB)

Frecuencia (Hz)

Hz20 Hz 50 100 200 500 1K 2K 5K 10K 20K

120

100

80

60

40

20

0Umbral de la percepción auditiva

Umbral del dolor

Intervalo de audición

Música

Habla

Frecuencia

Niv

el d

e pr

ecis

ión

sono

ra L

(

dB)

T

50 100 200 500 Hz 1 2 4 8 KHz 16

100

80

60

40

20

0

100

90

80

70

60

50

40

30

20

Nivel máximo de ruido L = 110 dB

Umbral de audición

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6.5.3 Pruebas de inteligibilidad del habla

Para comprobar la inteligibilidad de la información oral se puede recurrir a pruebas con números osílabas sin sentido en el puesto de trabajo bajo condiciones habituales de ruido; si el 95% de vocales yconsonantes son bien recibidas se puede decir que la inteligibilidad es normal; para el 80% se diceque permite la comprensión; cuando es del 75% para ser inteligible se requiere alta concentración ypara menos del 65% hay mala inteligibilidad.

Fig. 6.27 Monosílabos para pruebas de inteligibilidad del habla.

Se deben realizar tablas de comprobación silábicas teniendo en cuenta los idiomas, dialectos, jergas ypoblaciones, ya que las diferencias interpoblacionales son importantes.

También se utilizan tablas y gráficos como los del nivel de interferencia del habla (NIH) que semuestra en la figura 6.28, que es el promedio del nivel de presión sonora en las bandas de octava confrecuencia central de de 500, 1.000 y 2.000 Hz y el de interferencia de la comunicación oral (ICO)que se muestra en la figura 6.29.


MONOSÍLABOS PARA LA PRUEBA DE INTELIGIBILIDAD DEL HABLA

PREC DRO BRE LON GOR JAR TIN CER TRO DRI MUL

NAL BIN FUS CHOR PAL LUM BLE CLA JAC LIN JIM

MER RAL DUS CES TEL MOS AL AU LOI CLE COT

MIS FEL GUI LAR ÑAR CHON SA FAR TAS LES BE

BIAR TUN PEC JUE ÑAL ÑIS TIL QUI GRE JUS QUEL

LLIN DUR SIM SUA FAU CLI PAC QUES MAT AR CIU

BUR BRI FO JU NUN BLA CHU IS FLA DIS SIS

PEI CER ZAN PRU REN FIS GA AT TAI NER DRA

SIT TIL MER JO LAM NEL DUL CLA GLO DES ROB

POT

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Fig. 6.28 Límites de comunicación hablada con interferencia del ruido de fondo

(Nivel de interferencia del habla: NIH)

Fig. 6.29 Interferencia de la comunicación oral (ICO)

4

2

1

0,5

0,25

Dis

tanc

ia e

ntre

inte

rlocu

tore

s (m

)

N R VL SH

NIH 40 50 60 70 80 90 100 110 125

Posible con voz normal

Difícil Imposible

Límite para la voz amplificadaEsfuerzo vocal

máximo

GritoMuy alto

Normal

Nivel de voz habitual

Comunicación hablada

Normal

Alta voz

EXCLAMACIÓN

110

100

90

80

70

60

50

400,25 0,5 1 2 4 8

Distancia en m

Rui

do d

e fo

ndo

dB (

A)

GRITANDO

CASI GRITANDO

VOZ ALTA

VOZ NORMAL

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6.6 Dispositivos informativos táctiles (DIT)

La información táctil se origina en el estímulo generado por la textura, la forma y los contornos de lasuperficie de los objetos que entran en contacto con la piel. Desde el punto de vista laboral, lacomunicación se efectúa particularmente a través de las manos, los dedos y los pies, para comunicaral operario determinada información. La señal debe estar configurada de tal forma que permitadetectar la presencia de un objeto, una pieza, o un dispositivo de mando (teclas, botones, palancas,pedales, volantes...), y de identificarlo por su forma, peso, posición en el espacio y resistencia, y acomprobar si responde a nuestra actuación correctamente.

Pero, además, el tacto interviene en las relaciones ambientales entre la persona y su entorno,produciéndole sensaciones agradables o desagradables en el contacto con sillas, mesas, cubiertos,vajillas, vasos, ropas, pomos de puertas y ventanas, llaves, y objetos en general.

A veces se pasa por alto la importancia y la calidad de los estímulos táctiles en las relacionesinformativas que se establecen entre la persona y su puesto de trabajo, las cuales, pueden serdecisivas. Una superficie puede resultar agradable o desagradable al tacto y el individuo tendrá estoen cuenta, aunque generalmentede de forma inconsciente, según el grado de importancia del estímulotáctil dentro del conjunto de tipos de estímulos que en tal situación recibe, la frecuencia, etc.

Como es sabido, en muchas ocasiones el rechazo será inconsciente, pero se manifestará, sin dudaalguna, aunque de diferentes maneras, según la actividad. Está claro que, cuando la actividad es deesparcimiento, y por lo tanto abandonable o sustituible por otra a voluntad, la posibilidad demarcharse cuando hay insatisfacción es mayor, pero el que sea soportable o tenga que ser“soportable” debido a que se trata de una tarea laboral, no quiere decir que no disminuya la calidady/o la cantidad de la misma, o sea, la satisfacción de la persona con su puesto de trabajo.

La palma de la mano y la yema de los dedos son áreas del cuerpo altamente sensibles y frecuentes altacto, ya que los receptores de diversos tipos corpúsculos táctiles de Pacini, Meissner, Krause sonmuy abundantes en la yema de los dedos. El tacto permite reconocer la forma, la textura, laresistencia a la presión,…, de una superficie, que el sistema nervioso evalúa como agradable odesagradable, con más o menos precisión, en función de los intervalos de sensaciones complejas queprovocan el estímulo al contacto con la superficie de los dedos.

Generalmente un coeficiente de fricción demasiado alto resulta desagradable, sin embargo lo mismoocurre con un coeficiente muy bajo y "húmedo". El tacto requiere del movimiento de la yema de losdedos sobre la superficie, y la suma de las sensaciones recibidas determina si la sensación esagradable o desagradable, independientemente de que pueden existir gustos y preferencias originadospor factores culturales o desarrollados por acontecimientos y experiencias personales anteriores, quepueden haber llegado incluso de la infancia.

De acuerdo con investigaciones efectuadas por estos autores con una muestra de 226 personas(71 mujeres y 155 hombres), el orden de preferencia táctil de los materiales industriales analizados es

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el siguiente:

Gusta (%) No gusta (%)

1 Madera DM pintada 92,16 7,84

2 Aglomerado 91,00 9,00

3 Resina fenólica 90,19 9,81

4 Metacrilato 82,35 17,65

5 Aluminio liso 72,00 28,00

6 Plástico policarbonatado 71,00 29,00

7 Plástico ABS 66,00 34,00

8 Acero inoxidable 59,00 41,00

9 Aluminio rugoso 50,98 49,02

10 Hierro pintado oro 47,00 53,00

11 Hierro acabado pintura 37,00 63,00

12 Goma 28,00 72,00

Es significativo que, aunque existía una tendencia similar en hombres y mujeres en los resultadosobtenidos, había curiosas diferencias. Estas diferencias estaban más acentuadas en el alumnio rugoso,que las mujeres evaluaban negativamente mientras que los hombres lo hacían positivamente.

Los dispositivos informativos táctiles (DIT) generalmente se utilizan para identificar controles enlugares con baja iluminación, cuando hay gran densidad de controles, o como estímulos redundantesen controles muy importantes para incrementar la fiabilidad del sistema, o para trabajadores ciegos.

Por otra parte, la forma del dispositivo de control debe guardar determinada analogía con su funciónsiempre que sea posible.

En la figura 6.30 se muestran algunos ejemplos de controles cuyas formas y/o texturas informan aloperario sobre su identificación, siempre que la persona esté debidamente entrenada.

Naturalmente que los estímulos táctiles no sólo son utilizados en mandos o controles; un buenejemplo es la escritura Braille para ciegos, que de un uso inicial estrictamente limitado a algunospocos textos ya ha comenzado a extenderse en productos de mercado cuyas etiquetas los identificantambién mediante éste lenguaje táctil, gracias al cual se crea un plus de información que permite unaidentificación más fiable a videntes e invidentes.

Sin embargo, aún cuando no existan condiciones extremas como las citadas, la utilización de laredundancia de estímulos (visual-táctil o táctil-acústico...) puede resultar un método excelente paraevitar el error de manipulación de controles, por distracción, prisa o fatiga, sobre todo cuando este

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error puede tener graves consecuencias. Es posible con esos fines combinar dispositivos sonoros convisuales, visuales con táctiles, o táctiles con sonoros. La redundancia bien utilizada además dedisminuir la probabilidad de actos inseguros por olvido, confusión o retraso, etcétera, provoca unincremento en la velocidad de reacción del sujeto.

Fig. 6.30 Dispositivos informativos táctiles utilizados en controles.

Como se puede comprender, las relaciones informativas están estrechamente vinculadas con el restode las relaciones, fundiéndose todas como un solo ente dentro del sistema P-M. ¿Hasta dónde sonrelaciones informativas o relaciones de control o dimensionales o ambientales, o energéticas...? Noexisten fronteras definidas. Una palabra escrita o pronunciada, un gesto, una imagen en una pantalla,o un timbre, son informaciones para quienes las reciben, pero controles para quienes las emiten. De lamisma forma la información y el control no pueden ser efectivos si los espacios, volúmenes,distancias, espesores, ambientes visual y acústico, etcétera..., no armonizan con los mandos, con losdisplays, con las voces, con la organización del trabajo, con los movimientos de las personas, con lascargas de trabajo mental y físico...


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7 Relaciones de Control 179

7 Relaciones de Control

7.1 La etapa de control

Controlar es dominar, guiar, conducir. Todo sistema debe estar proyectado para que pueda serperfectamente controlado para de este modo garantizar la fiabilidad de su funcionamiento dentro delos límites previstos. El control de un sistema, o de parte de un sistema, manual o mecánico,generalmente es el principal objetivo de la persona a él integrada. Para poder ejercer dicho control elusuario debe poseer la información necesaria del sistema y de su funcionamiento, tal como se ha vistoen el capítulo anterior.

Las relaciones informativas y las relaciones de control, como todas las relaciones en un sistema,tienen que estar perfectamente compatibilizadas, pero en este caso y aún con mayor motivo se debenminimizar las discrepancias ya que su comunión debe ser total.

Las capacidades y las limitaciones físicas y mentales del operario son determinantes en el control deun sistema y de obviarse las mismas podrían, y ocurre desgraciadamente, aparecer incompatibilidadesy, como consecuencia de ello, errores y accidentes.

En lo que respecta a la persona, el control de un sistema debe ser compatible con su capacidad depercepción y procesamiento de la información, con sus tiempos de reacción (de los cuales ya hemoshablado en el anterior capítulo), con su capacidad de movimientos y fuerzas, con el grado de fatigafísica, mental y nerviosa, consecuencia de las cargas y tensiones de la actividad, con los horarios detrabajo, con la experiencia, edad, etcétera, y con las condiciones ambientales existentes.

Pongamos un ejemplo: para diseñar y ubicar el control de parada de emergencia y el dispositivoinformativo correspondiente, de una máquina de funcionamiento potencialmente peligroso, el tiempode reacción a considerar debe ser el mayor, es decir, cuando se supone que los operarios están enpeores condiciones psicofisiológicas: fatigados después de varias horas de trabajo realizando laactividad específica en turno de noche y, además, tener en cuenta sus edades y la confusión y elestupor que siempre se crea ante situaciones críticas.

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Se debe pues, seleccionar el dispositivo informativo adecuado e instalarlo en el lugar idóneo, eldispositivo de control muy sencillo, fácil de activar, bien visible y accesible, y estaremos atentos quesu fácil activación y accesibilidad no provoquen detenciones accidentales de la máquina, que en elcaso de grandes plantas e instalaciones industriales (refinerías de petróleo, centrales nucleares,fábricas de azúcar, líneas de montaje de automóviles, etcétera) pueden crear estados de confusión,propiciar accidentes, generar pérdidas económicas importantes y retrasos en la producción.

Con el esquema siguiente pretendemos simplificar con un golpe de vista el realmente complejofenómeno del control:

Fig. 7.1 Etapas de la función de control

donde:Ii es la información inicial que recibe el operario del sistema sobre el mismo y sus objetivos, sucantidad y complejidad dependerán de las necesidades del operario.

C es la concepción de las distintas metas que puede alcanzar su sistema; el operario debe conocer lasposibilidades de su máquina, equipo o puesto de trabajo en general;

S es la selección de la meta específica deseada, de acuerdo con los objetivos planteados previamente;

P es la programación que debe efectuar la persona para poder alcanzar dicha meta seleccionada, esdecir, los pasos y secuencia que deben seguirse en las fases del control del sistema.

E es la ejecución de dicho programa;

In son las informaciones que comienzan a fluir como consecuencia de la marcha del sistema y que a

Ii

In

C S P E

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manera de retroalimentación necesita el operario para mantener el control, rectificando o confirmandoanteriores decisiones y tomando otras nuevas, en un flujo ininterrumpido.

Sin duda, los seres humanos nos pasamos nuestras vidas aplicando este proceso de control en todasnuestras actividades, una veces mejor y otras peor: inspeccionando piezas en una industria,caminando, conduciendo un coche, leyendo un libro, conversando, torneando una pieza, comiendo,picando carbón en una mina, impartiendo una clase, haciendo un proyecto e incluso durmiendo. Ycuando repetimos muchas veces un proceso, su estereotipo dinámico, compuesto por las acciones ytomas de decisión del mismo, se va perfeccionando con la retroalimentación y fijando en nuestrosistema nervioso (arco o acto reflejo condicionado): es la experiencia, habilidad y destreza de unoperario de máquinas herramienta, de un deportista, de un chofer, de un cirujano, después de variosaños en la profesión.

Estos procesos de control requieren de la experiencia desarrollada por el entrenamiento y cuando sonanalizados científicamente no son nada simples. Para un aparentemente sencillo aparcamiento de uncoche, dar en el blanco a veinte metros con un arco y una flecha, golpear una pelota en un frontón enuna dirección imprimiéndole cierto efecto y velocidad determinados, escribir una carta a mano, lagran cantidad de rápidos cálculos mentales que debe realizar la persona son comparables a complejasintegraciones y diferenciaciones matemáticas.

Cuando caminamos, para controlar nuestro cuerpo no necesitamos instrumentos artificiales; perocuando tenemos que controlar una taladradora para hacer un agujero ciego, un coche en una carretera,un ordenador, etcétera, son indispensables los llamados dispositivos de control, mandos osimplemente controles.

El tipo de dispositivo de control a utilizar dependerá en primer lugar de la función que hay querealizar y, en segundo lugar, de las condiciones ambientales, de las características del puesto detrabajo y de las capacidades y limitaciones del operario.

Las funciones básicas de los controles son:

1 activar o desactivar el sistema o parte de él (activar un torno, un coche, un ordenador, encender laluz eléctrica en un local...),

2 impartir órdenes al sistema con valores discretos (seleccionar los canales en un receptor detelevisión),

3 impartir órdenes al sistema con valores contínuos (controlar el volumen de sonido de una radio),

4 impartir órdenes al sistema ininterrumpidamente (controlar la dirección de un vehículo),

5 introducir datos en el sistema (utilizar un programa informático en un ordenador personal).

Para ejecutar estas funciones existen diferentes tipos básicos de controles que pueden combinarseentre sí para obtener dispositivos más prácticos.

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7.2 Tipos básicos de controles o mandos

Los principales tipos básicos de controles son: los botones pulsadores de mano, botones pulsadores depie, interruptores de palanca, perillas, selectores rotativos, volantes de mano, manivelas, volantes (debrazos), palancas, pedales, teclados, ratones, lápices electrónicos, etcétera, de cada uno de los cualesexisten y pueden existir un gran número de variantes (formas, tamaños, sensibilidad, precisión,etcétera). Por otra parte, la voz, la expresión del rostro y los gestos, de los cuales ya hablamos en elcapítulo de las relaciones informativas, son inapreciables como controles en determinadassituaciones: los movimientos corporales y la expresión del rostro en una fábrica muy ruidosa, en ladirección del tránsito y en la dirección de una orquesta, son buenos ejemplos de la eficiencia de estoscontroles en la conducción de sus sistemas.

Como ocurre con los dispositivos informativos, mientras más sencillo es un control y menor (perosuficiente) su precisión, menos probabilidad de error existe, siempre y cuando el control seleccionadosatisfaga totalmente los objetivos previstos. De manera que la complejidad sólo se justifica cuando noes posible utilizar un dispositivo más sencillo. Con un botón de mano basta para detener un molino derodillos para moler tintas para las artes gráficas y sería absurdo utilizar, por ejemplo, un selectorrotativo.

Los botones pulsadores de mano son los controles más simples, su función es ordenar si o no,encender o apagar, arrancar o detener. Por otra parte no requieren de fuerza apreciable para seractivados y responden rápidamente a una acción bien simple como es la ligera presión de un dedo, ode varios, o de la mano o puño, según sea el diseño de su superficie y sus objetivos. Además, laacción con un dedo es la más económica y rápida, siguiéndole por orden creciente de gastoenergético, la mano, el brazo los pies y las piernas: mientras mayor masa muscular deba ser activada,habrá mayor consumo de energía y más lentitud. No obstante, un botón grande de parada deemergencia que pueda ser accionado por un golpe de puño o con la palma de la mano requiere muchamenos precisión en la acción que un pequeño botón para un dedo y esto puede, en ocasiones,aventajar al dedo en rapidez.

Fig. 7.2 Botones pulsadores de mano

7.4

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Por todo lo anterior, los botones pulsadores son ideales para encender-apagar y para alarmas yemergencias. No obstante, su ubicación debe ser cuidadosa, pues su propia sencillez y sensibilidadpueden provocar, y han provocado, su accionamiento accidental por descuido con el roce de la mano,el codo, la rodilla, la espalda...

Los botones pulsadores de pie se utilizan cuando las manos están ocupadas o sobrecargadas deactividades, o cuando deben realizar esfuerzos considerables; entonces hay que acudir a los pies, ysiempre que no se abuse de su frecuencia de uso, su utilización está plenamente justificada. Tambiénexisten situaciones en que el botón de pie es imprescindible, como es el caso de alarmas anti-robo. Noobstante no se debe olvidar que su accionamiento es más lento porque la masa muscular activainvolucrada en los movimientos y el propio peso de las extremidades inferiores son mucho mayoresque en las extremidades superiores. Además, los mandos de seguridad en los pies permiten actuarsalvando el acto reflejo de asistir con las manos un atrapamiento de cabellos, ropas, mano…, de estaforma, aunque el tiempo de reacción es mayor, se evitan las reacciones aberrantes que impediríanactuar sobre el elemento de seguridad.

Fig. 7.3 Color de los botones pulsadores luminosos

COLOR

ROJO

AMARILLO(ÁMBAR)

VERDE

AZUL

BLANCO /INCOLORO

FUNCIÓN

PARADAREARME

PUESTA EN MARCHAde una operacióndestinada a suprimircondiciones peligrosas.

MARCHA (1)

Ejecución en marchamanual de:-una secuencia-un movimiento deretorno.

AUTORIZACIÓN (2) DEINICIO DE CICLOAUTOMÁTICO

MARCHA(3)

Ejecución en marchamanual de:-una secuencia-un movimiento de ida.

PUESTA EN TENSIÓNDE UN CIRCUITO

PUESTA EN MARCHADE UNA FUNCIÓN

SIGNIFICADO DEL BOTÓN ILUMINADO

Alarma.Condición anormal que necesita de unaacción inmediata del operador.Indicación funcionamiento.

Atención.Aviso.

Indicación funcionamiento.

Confirmación de que la orden ha sidobien ejecutada.

Confirmación de funcionamiento.

Indicación funcionamiento.

Confirmación de que la orden ha sidobien ejecutada.Confirmación de funcionamiento.

Confirmación permanente de que laorden ha sido bien ejecutada.

Confirmación de funcionamiento.

EJEMPLOS DE UTILIZACIÓN

Parada y rearme grupo hidráulico.Falta de engrase, rearme alimentaciónentrada.

Una magnitud (corriente, temperatura)se acerca al límite permitido.Nota: El uso del botón amarillo puedeanular otras funciones que hayan sidoordenadas anteriormente.

Desbridado, soltar, pieza, retorno detransfer, rotación de platos, retrocesode unidad, retroceso de muela, retornode eyector.

Embridado, pieza colocada, avance detransfer, cierre de plato, avance deunidad, avance de muela, avanceeyector, engrase mecafluido(deslizadera).

Puesta en tensión general, puesta enservicio, rotación de brochas, marchade rociado, engrase permanente (cajasde engranajes).

(1) Función que puede igualmente ser asegurada por la asociación de un botón-pulsador no luminoso amarillo y un piloto verde.(2) Función a asegurar preferentemente por la asociación de un botón-pulsador negro y un piloto verde.(3) Función que puede igualmente ser asegurada por la asociación de un botón-pulsador negro y un piloto azul.

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Fig. 7.4 Color de los botones pulsadores no luminosos

Fig. 7.5 Botones pulsadores de pie

COLOR

ROJO

AMARILLO

VERDE

AZUL

NEGRO

FUNCIÓN

PARADAFUERA DE SERVICIOSIN TENSIÓN

MARCHAINTERVENCIÓN

EJECUCIÓN

MARCHAPUESTA EN SERVICIOEN TENSIÓNEN PREPARACIÓN

TODA FUNCIÓN SIN COLORESPECÍFICO

MARCHAPUESTA EN SERVICIOEJECUCIÓN

UTILIZACIÓN

Parada inmediataParada diferidaParada generalParada de urgencia

Mando de funcionesdestinadas a suprimircondiciones anormales.

Mando de movimientos deretorno que no están en lasecuencia habitual.

Inicio de una secuenciamanual “retorno”.

Puesta en tensión de loscircuitos de mando.

Arranque de los aparatos parafunciones auxiliares.

Registro de un programapreparado.

Composición de un programa.

Arranque del aparato principal.Comienzo de un ciclo.

Comienzo de una secuenciamanual “IR”

Marcha a impulsos.

EJEMPLOS

Parada de ciclo, parada bomba hidráulica.Anulación de carga.Anulación ciclo mecanización.

Anualción defecto: engrase, isotermo, etc.Recuperación ciclo mecanización avance después deuna retención.Parada claxon.

Retorno general de las unidades.

Retorno de los órganos de la máquina (cabezales,etc.), a su posición de origen, aflojar pieza,desbridado, retorno de la unidad, apertura de puerta.

Armario con tensión, marcha grupo alta frecuencia,etc.

Marcha bomaba hidráulica, marcha recogida virutas,marcha lubricación, etc.

Marcha automática, manual, vaciado, ciclo por ciclo(selección por botón-pulsador).

Test de lámparas, más rápido, menos rápido, etc.

Rotación brochas, rotación muela.Arranque ciclo automático, marcha cargas, rotaciónplato, engrase, etc.Avance transfer, cierre puerta, avance unidad,diamantado, posicionamiento, penetración muela,rotación cabezal, puesta al par, descenso prensa, etc.Marcha pieza: bloqueo, embridado, etc.

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Los interrumptores de palanca de dedos, son rápidos y prácticos. Pueden utilizarse para dos o tresórdenes.

Fig. 7.6 Interruptores de palanca de dedos

Fig. 7.7 Perillas o botones rotativos y selectores rotativos

Las perillas o botones rotativos, de valores discretos o contínuos, pertenecen a la familia de loscontroles rotatorios y se emplean cuando es necesario hacer crecer una variable múltiples valores.

Los selectores rotativos, de valores discretos y de valores contínuos: es conveniente realizar ensayossegún su uso, el tiempo de selección es menor, y son preferibles los selectores de escala fija. Loserrores cometidos son menos (del orden de la mitad) cuando se utilizan escalas móviles.

Los volantes de mano y las manivelas: el diámetro de los volantes de mano dependerá de laproporción C/D que se precise aunque diámetros comprendidos entre 15 y 20 cms. suelen ser válidospara muchas operaciones. Los momentos óptimos se encuentran entre los 40 y 65 Newton-metro.

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La situación de las manivelas dependerá de su utilización y posición del usuario. Si este permanece depie el eje de rotación será horizontal, si permanece sentado, el horizontal o inclinado en un ángulopróximo a los 45°. Existen manivelas y volantes con posiciones graduables.

Fig. 7.8 Manivelas y volantes de mano

Los volantes de brazos: se utilizan para abrir y cerrar válvulas de gran tamaño en fábricas deprocesos químicos y similares y para controles ininterrumpidos de vehículos. El diámetro de losvolantes no sólo depende de la fuerza que se requiere aplicar para su accionamiento, fuerza que puededisminuirse mediante automatismos de asistencia. Para volantes de brazos de control ininterrumpido,que el controlador debe manipular durante tiempos prolongados, que pueden ser hasta de varias horasy en condiciones peligrosas (vehículos), el díametro y resistencia del volante no pueden rebasarciertos límites. Un volante, por ejemplo, de coche, no debe rebasar los 50 cm de diámetro exteriorporque obligaría al conductor a una separación de brazos exagerada durante mucho tiempo y éstoprovoca fatiga, dolores musculares en hombros y brazos, relajamiento en el agarre del volante,inseguridad en las maniobras rápidas y amplias, etcétera. Un diámetro apropiado para estos casossería no superior a la distancia codo-codo del conductor. Existen vehículos industriales, comocarretillas, en los que el volante tienen un díametro entre 40 y 46 centímetros, aunque también existendiseños extremos de volantes de 18 cm de diámetro y de 53 cm que al parecer son eficientes. Con estareferencias reforzamos la llamada de atención hecha más arriba, que las decisiones sobre losdiámetros de los volantes de vehículos no sólo dependen de la distancia codo-codo del operario, sinodel tipo de vehículo, de las fuerzas que debe desarrollar, del tiempo de duración de éstas y deduración del control, del tipo de tarea que desarrolla la persona, del ámbito de desplazamiento delvehículo (carretera, vías urbanas, nave industrial, almacén, obras en construcción, etcétera).

Por otra parte, los mecanismos de asistencia actuales han llegado a prever la posibilidad de girosdemasíado bruscos, y por lo tanto peligrosos, como reacción humana errónea ante una emergencia;para tales reacciones peligrosas existen los mecanismos que incrementan progresivamente laresistencia del volante con el incremento de la rapidez y magnitud del giro. Otro aspecto a tener encuenta en los volantes es su ángulo de inclinación; al respecto sólo diremos que para efectuar grandes

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fuerzas sobre el volante es mejor una posición horizontal de éste y que para fuerzas menores es mejorvolantes inclinados. Debido a ello existen vehículos donde las funciones del operador son diversas, enlos que el volante puede ser graduado en su altura y en su inclinación.

Fig. 7.9 Volantes de brazos

Las palancas: si la relación C/D está comprendida entre 2,5 y 3, una longitud de palanca de 30 a75 cm es indiferente en cuanto a velocidad de respuesta y precisión. En un estudio realizado paragrúas puente se llegó a la conclusión que las palancas de 30 cm y movimientos de 35° o 50° son lasproporciones más aconsejables.

Fig. 7.10 Palancas

Los pedales: la mayoría de los especialistas consideran que los pedales pueden afectar la salud. Losúnicos pedales que no resultan perjudiciales a las personas son los de bicicleta; todos los demásobligan al pie a adoptar posiciones y esfuerzos no naturales que a la larga, al menos pueden provocarmolestias; tales son los casos del pedal de las máquinas de coser mecánicas, de las planchadorasmecánicas, de muchas máquinas industriales y, aunque no lo parezcan, los pedales de losautomóviles.

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Sin embargo, el pedal es prácticamente imprescindible en muchas ocasiones. Existe una gran variedadde pedales. A manera de ejemplo observemos los tres pedales de los coches: embrague, freno yacelerador, y veamos las diferencias entre ellos, pues el diseño del pedal depende de su función, de larelación C/D, de la situación, del ángulo que forma el pie con la tibia y del esfuerzo que se estimanecesario para su accionamiento; estas variables están interrelacionadas.

Pensemos en lo qué ocurriría si los tres pedales del automóvil fuesen iguales en su forma, geometría,sensibilidad, ángulo y punto de apoyo. Es decir: el acelerador y el embrague fuesen como el freno, oel freno y el embrague como el acelerador, y tuviésemos que conducir durante cuatro horas o realizarun frenazo inesperado.

Se ha comprobado que el pie es muy sensible para seleccionar posiciones y mantenerlas, al mismotiempo que tiene un gran poder cinestésico. Debido a ello, la resistencia puede ser mínima. El eje delmomento de giro del pedal se puede situar en casi todos los casos, bajo el talón. Si el pedal no es debisagra, el talón deberá apoyarse en el suelo y el pedal presionará o accionará algún elementodirectamente como palanca.

Fig. 7.11 Pedales

La textura de la superficie del pedal, su resistencia al accionamiento, área y ángulo de inclinación ylas distancias entre pedales, son otros aspectos a considerar. Un pedal no puede poseer una superficieresbaladiza, ni resistirse demasiado a su accionamiento, pero tampoco debe accionarse con demasiadafacilidad, su área será lo suficientemente amplia para permitir su fácil localización y opresión, pero notanto que provoque errores por actos inseguros, por pies enganchados…. El ángulo de inclinacióndebe ser próximo al de la planta del pie respecto al suelo en el puesto de trabajo y manteniendo unángulo de 90°-100° entre el pie y la pierna, según sea de pie o sentado, y si es para operar sentado deacuerdo a la inclinación del asiento.

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Los teclados (conjunto de teclas) en general pueden ser de dos tipos: a) de alta velocidad y frecuenciade uso, y gran número de teclas, como son los del piano y de escritura (ordenadores, máquinas deescribir...); y b) los de baja velocidad y frecuencia de uso, con pocas teclas ( máquinas industriales,cajeros automáticos, máquinas de juegos ).

Los teclados de alta velocidad y fecuencia de uso y muchas teclas pueden ser fuente de lesiones(tendinitis) cuando el tiempo de utilización habitual es importante, como es el caso del piano, elordenador, etc. , pero en el caso de los teclados de baja velocidad y frecuencia de uso y pocas teclasesto está muy lejos de ocurrir.

En ambos tipos los teclados las relaciones dimensionales deben garantizar su compatibilidad con lasalturas codo-suelo menores y con los valores mayores de los alcances mínimos del brazo (derecho eizquierdo) hacia delante, para una acción refleja que no necesite concentración. La altura de las teclasrespecto al suelo debe mantener una relación con los valores menores de la altura codo-suelo de sususuarios.

Fig. 7.12 Distancias entre las teclas para máquinas.

A manera de ejemplo, comentamos un reciente estudio realizado por los autores de este libro condeterminados colectivos de trabajadores en máquinas de trabajo con teclados de baja velocidad, bajafrecuencia de uso y pocas teclas.

En dicho estudio determinamos que para un tipo de máquina que dispone de teclado con varias teclas(entre tres y seis), para trabajar en posición de pie/sentado el teclado debía de situarse a una altura delsuelo de 90-110 cm, mientras que para siempre sentado la altura debía de estar entre 70-80 cm,aunque alertamos que estos valores no pueden generalizarse y que deben efectuarse las medicionesnecesarias sobre la población específica.

(17-20 mm)

(17-20 mm)

(22-25 mm)

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Por otro lado, es recomendable que el teclado sea fácilmente manipulable por ambas manosindistintamente, no sólo para favorecer con el diseño a las personas zurdas o diestras, sino tambiénporque el operario si se cansa pueda cambiar de mano.

Frente al sujeto la distancia a las teclas debe permitir que éste no tenga que extender excesivamente elbrazo hacia delante, pudiendo por lo tanto manipularlas a partir de la distancia de alcance mínimo delbrazo calculado para las personas del grupo con valores mayores de alcance mínimo. Para lasmáquinas indicadas anteriormente, la zona apropiada, resultó estar desde 5 cm hasta 30 cm del bordedelantero de la máquina. Este aspecto cuando se está en posición de pie no es muy importante, porcuanto al sujeto le resulta intuitivo el acercarse o alejarse del teclado muy fácilmente. Pero cuandoestá sentado, ya sea en taburete o en silla, esta facilidad de acoplamiento se reduceconsiderablemente.

Respecto a la inclinación del plano de las teclas, en ocasiones pudiera resultar útil para sumanipulación que tuviese una inclinación en pendiente hacia el individuo de alrededor de 5° a 10°, nodebiendo exagerarse ésta con ángulos que pudieran obligar a la muñeca a realizar posturas forzadas(extensiones).

Las teclas de máquinas pueden tener cualquier forma que sea coherente y compatible con la superficiede ubicación, y sus dimensiones pueden variar desde 1,7 cm2 hasta 25 cm2 como máximo, de maneraque puedan ser manipuladas con uno y hasta tres o cuatro dedos juntos, o con la zona inferior de lapalma de la mano más cercana a la muñeca.

El color de las teclas también es importante, y son válidos tanto los significados culturales antesindicados como los normados y que se mostraron anteriormente para los botones pulsadores de mano,cuidando siempre de evitar brillos y crear un buen ambiente visual.

Sobre los materiales y la textura de las teclas, es recomendable que sean de materiales mórbidos ylisos, considerando que en las superficies con textura excesivamente rugosa o con huellasantideslizantes, aspecto a nuestro entender innecesario, se acumula polvo, suciedad y sudor. Susbordes y puntas, si los hay, deben ser ligeramente redondeados.

Por otra parte, a los usuarios les resulta necesario sentir determinada resistencia y escuchar la “voz”de la tecla, como respuesta a su acción de oprimirla; es lo que se le llama feeling o sensibilidad de latecla. Es una de las mejores maneras que tiene el usuario de enterarse de que “ha vencido” a una teclay que ésta lo ha obedecido; es la retroalimantación o feedback indispensable para el controlador decualquier sistema persona-máquina.

Es fácil comprender que si el feeling de la tecla fuese demasiado alto (lo que significa una altasensibilidad), cualquier acción o roce involuntario del operador podría ser causa del accionamientoaccidental de la máquina, por lo que, para reforzar lo dicho anteriormente, es imprescindible que latecla ofrezca determinada resistencia frente a la presión que se ejerce sobre ella.

Por lo tanto, la acción de control ejercida por la persona es respondida por la máquina que informa alindividuo mediante dos estímulos redundantes (táctil y, a ser posible, sonoro) de que ha sido

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obedecido. En relación con el tipo de sonido, es recomendable que se corresponda con el sonidotípico de las teclas, como modelo o patrón ya conocido y esperado por el individuo, aunque puedeninvestigarse nuevos sonidos.

7.3 Tipos específicos de controles

Existen otros controles para solucionar situaciones concretas cuando los básicos no resultansuficientes; su forma y funcionamiento están estrechamente relacionados con el tipo de operación arealizar, y con la función a que deben responder.

Los mandos concéntricos: las dimensiones óptimas se muestran en la figura. Dichas dimensionesdeben ser objeto de revisión según la población, aunque en principio no se esperan grandesdiferencias, y pueden ser válidas.

Fig. 7.13 Mandos concéntricos

Fig. 7.14 Ratón y joystick

6 MIN

12 OPT

20 OPT

20 OPT

5°

44 OPT

74 OPT

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El ratón y el joystick: poseen una o más teclas constituyendo un sistema que es desplazado deacuerdo a las necesidades del usuario en todas las direcciones; se debe vigilar su compatibilidadespacial, su velocidad, su precisión y la adaptabilidad a la mano (zurdos y diestros). La superficiesobre la que se desplaza el ratón debe estar libre de suciedad y polvo, y poseer el coeficiente defricción necesario para favorecer su actuación sobre el ordenador.

Los mandos a distancia representan una variante extremadamente útil de varios de los mandosanalizados anteriormente, fundamentalmente botones o teclas. Si algo debe señalarse adicionalmente,consideramos que es el diseño del propio mando que agrupa a los controles. Creemos que muchasveces la identificación de los controles (generalmente teclas) no es la mejor. Por encuestas realizadaspor los autores, son pocas las personas que identifican plenamente las teclas o botones del mando adistancia de las TV y vídeos y la mayoría de ellas no las utilizan todas.

Respecto a los puestos de trabajo, los mandos a distancia son dispositivos útiles especialmente enactividades donde por cuestiones de comodidad y seguridad las personas no deben acceder oacercarse; esto posibilita aislar o cercar de forma absolutamente segura zonas de alto riesgo.

Por otro lado, apretar un botón desde 30 metros de distancia es fácil, pero si nos equivocamos debotón, o el mando cae al suelo y se acciona, puede resultar algo indeseable y provocar así una simapeligrosa entre la función y la representación mental del operador. Así pues, es conveniente prevenirque la extrema facilidad de uso que ofrece este tipo de control a distancia, pueda provocar errores deaccionamiento y ejecuciones accidentales. Esto se corrige seleccionando y diseñando mandos adistancia seguros que suministren información redundante sobre el tipo de orden que emitie elusuario.

7.4 Compatibilidad

La compatibilidad es la relación armónica que debe existir entre los elementos de un sistema para queéste funcione correctamente. Desde un punto de vista ergonómico, la compatibilidad puede ser devarios tipos: espacial, de movimiento, conceptual o cultural, temporal, energética, ambiental, etc. Eneste capítulo nos interesaremos en las cuatro primeras.

La compatibilidad espacial, se refiere a la armonía que debe existir entre los espacios, dimensionesy geometrías de los elementos de un sistema. En el caso específico del control y de la información delsistema, la compatibilidad espacial entre los dispositivos informativos visuales y los controlessignifica una correspondencia entre las distribuciones espaciales y geometrías de ambos tipos dedispositivos, de manera que resulten fácilmente identificables por el operador por su situación en elespacio, sin probabilidad de confusión por ambiguedad, las parejas DIV-Control.

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Fig. 7.15 Incompatibilidad espacial

Fig. 7.16 Compatibilidad espacial

La compatibilidad de movimiento es la correspondencia armónica que debe existir entre losmovimientos de los elementos de un sistema, en este caso entre el sentido de los deplazamientos delos dispositivos de control: palancas, volantes, perillas y selectores rotativos, y el sentido de losdesplazamientos de escalas e indicadores de los displays que responden a los controles.

La compatibilidad conceptual o cultural es la correspondencia armónica que debe existir entre lasinterpretaciones y los conceptos de los distintos componentes de un sistema: específicamente, entre el

0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5

0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5

CONTROLES

CONTROLES

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significado de la información y la interpretación que haga el operario. Las personas poseemosreferencias culturales que ponemos en funcionamiento ante determinados estímulos, por ejemplo elcolor rojo para parar, peligro..., si cambiamos el referente estamos introduciendo en el sistema unaposibilidad de error. La compatibilidad conceptual no sólo se limita a los colores, también considerael sentido del desplazamiento de un control y del dispositivo informativo visual correspondiente, lossonidos, gestos, forma y figura.

Así pues, para culturas como la nuestra, tanto en los DIV como en los controles, los deplazamientoshacia delante o hacia la derecha, o en el sentido de las manecillas del reloj, de palancas, volantes yselectores rotativos e indicadores de displays de todo tipo, significan incremento, mientras que losmovimientos en sentido contrario significan decremento. En estos casos, la compatibilidad esconceptual o cultural entre las personas y los dispositivos de control e informativos, y escompatibilidad de movimiento entre los dispositivos de control y los dispositivos informativosvisuales. Existe una excepción: las válvulas de líquidos, en las que el movimiento en el sentido de lasmanecillas del reloj disminuye y corta el flujo.

Se debe tener cuidado en el diseño de productos transculturales, ya que el diseño que no tenga encuenta los aspectos culturales de la población destinataria podría provocar errores tanto deinformación como de control.

.

Fig. 7.17 Compatibilidades de movimiento y cultural

a)

b)

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La compatibilidad temporal es la armonía que debe existir entre los tiempos del estímulo y de surecepción y respuesta correspondiente entre los componentes de un sistema. Es decir, que lainformación permanezca el tiempo suficiente para que pueda ser recibida, procesada y respondidacorrectamente. Este tipo de compatibilidad se basa en las limitaciones de recepción y reacción de laspersonas, cuyos sentidos necesitan un tiempo para percibir los estímulos y un tiempo para responder(tiempo de reacción). La compatibilidad temporal depende de una buena selección y ubicación tantode los dispositivos informativos como de los controles.

7.5 Relación Control/Display (C/D)

Se define como relación C/D (control/dispositivo información o control/display) a la relación entre laamplitud del movimiento del control y la amplitud del movimiento de respuesta del display. En otraspalabras: la relación C/D indica el nivel de sensibilidad del control. Si con una palanca se efectúa unpequeño movimiento y el display responde con un recorrido grande, la sensibilidad será alta. Cuantomayor sea C/D menor será la sensibilidad.

Fig. 7.18 Relación C/D

7

6

5

4

3

2

1

0

Tie

mpo

, seg

undo

s

Baja Alta(alta sensibilidad) (baja sensibilidad)

Tiempo de ajuste

Tiempo de trayecto

Movimiento cortode palanca

Movimiento largo deldisplay

Movimiento limitadoo rotación limitada

Proporción C/D baja(alta sensibilidad)

Movimiento largode palanca

Movimiento largoo varios giros

Proporción C/D alta(baja sensibilidad)

Movimiento largo deldisplay

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Para palancas y displays linealesC/D= (2a x L) / Rd x 360

siendo,a = grado del desplazamiento de la palanca en grados sexagesimalesL = Longitud de la palanca en milímetrosRd = Recorrido del indicador del display en milímetros

Para botón giratorio C/D= 1 / (Rd/Rev)

siendo; Rd = Recorrido del indicador del display en milímetrosRev = vueltas del botón giratorio

El tiempo y el movimiento de ajuste del control puede descomponerse en dos fases:

1 Tiempo o movimiento de ajuste basto o grueso (movimiento de aproximación)

2 Tiempo o movimiento de ajuste fino

Por regla general, los sujetos al accionar un control realizan estos dos movimientos: el primero deaproximación será rápido; el segundo, de ajuste, suele ser más lento y se realiza por tanteo.

En los controles con C/D baja, el tiempo de aproximación será breve pero el de ajuste fino es másdifícil, pues la sensibilidad es alta. La optimización de estos dos tiempos es compleja, por ello,cuando la frecuencia de actuación es elevada y se necesita una gran precisión, es recomendablesustituir este tipo de control por otros de sensibilidad progresivamente mayor C/D2, C/D3, C/Dn.

Para seleccionar el C/D óptimo se requiere tener en cuenta el tipo de control, la tolerancia o precisiónrequerida y el retraso entre Control y Dispositivo.

7.6 Accionamiento accidental de controles

Ha ocurrido algunas veces: el piloto del avión ante la señal de avería en uno de sus motores decidepararlo, pero confunde el mando y actúa sobre el que está operando correctamente; el accionamientoaccidental de controles debe ser analizado en la fase de diseño para evitar situaciones de riesgo comoésta.

Muchos otros accionamientos accidentales reales han acontecido; los siguientes ejemplos hablan porsí solos: en un barco mercante, al ser accionada la sirena del barco por la espalda de un marino que seapoyó en uno de los botones pulsadores situado en cubierta, provocó cierta confusión en dos barcos

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más que navegaban cercanos en el puerto; una planta refinadora de petróleo se paralizó totalmente alsentarse un trabajador sobre la seta de paro de emergencia, provocando pérdidas millonarias; en unaindustria de producción de tintas para las artes gráficas se produjo la amputación de cuatro dedos dela mano de un obrero cuando un compañero que fue a hablar con él apoyó un codo sobre el botón dearranque del molino que el primero estaba limpiando; un obrero de mantenimiento de una fábrica deazúcar murió cuando su ayudante activó con el hombro el interruptor eléctrico y puso en marcha latrituradora de caña que estaba reparando y destrozó al obrero; en el laboratorio fotográfico de uncentro científico, se produjo la pérdida irreparable de veinte carretes fotográficos con más desetecientas imágenes de una expedición científica geológica de cuatro meses de trabajo en regionesmontañosas cuando uno de los fotógrafos con la espalda oprimió el interruptor y se encendió la luz ylas películas que estaban en las espirales fuera de los tanques preparadas para ser procesadas sevelaron..., desgraciadamente hay muchos más ejemplos.

Existen, entre otras, las siguientes medidas para evitar estas situaciones:

1 Identificación del control: forma, color, tamaño, textura, métodos operacionales, etcétera.

2 Aplicación de los principios de compatibilidad

3 Ubicación fuera del alcance accidental.

4 Empotramiento.

5 Recubrimiento (protección).

6 Orientacion de su accionamiento

7 Sensibilidad adecuada (resistencia que ofrece el control al accionamiento)

8 Mecanismos de retén, trabazón o tope.

7.6.1 Identificación de Controles

Los controles deben estar perfectamente identificados visualmente, incluso cuando el movimiento sehace sin mirar los controles, aunque siempre influyen de forma importante el aprendizaje, la pericia,el tacto (forma y textura) y el sonido que puedan emitir, esfuerzo, movimiento, disposición y displaysde comprobación.

En algunos casos, y si ello es posible, se puede disponer un recorrido en vacío de los controles, perocon diferentes niveles de esfuerzo a ejercer por el usuario. La dirección del movimiento de controlespuede, en este caso, servir de identificación, pero se debe tener en cuenta la compatibilidad.

Para interruptores colocados en un plano vertical, una separación de 13 cm entre ellos es suficientepara evitar errores. Si están situados en un plano horizontal dicha distancia deberá ser 20 cm.

En ocasiones se pueden colocar displays cualitativos dentro del campo visual del operador, oauditivos que le concreten o señalicen el control que comienza a actuarse. En este caso también esconveniente la existencia de un recorrido en vacío, en el cual actúa el indicador.

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El color está indicado en la distinción de controles cuando están dentro del campo visual. Si lailuminación es tenue, o debe serlo, los controles tendrán iluminación localizada o autoiluminación.Asimismo, la utilización de señales o inscripciones dentro del DIV pueden ser útiles.

7.7 Reglas de selección y ubicación de controles

Aunque un control haya sido bien diseñado, no puede ser eficiente si se utiliza para funciones ajenas asus objetivos, o si no está bien ubicado, o cuando no se tienen en cuenta un sinnúmero decircunstancias específicas del puesto de trabajo, del operador y de las tareas que éste debe ejecutar.

Por ello se recomiendan, entre otras consideraciones:

1º Seleccionar y distribuir los controles para que ninguna extremidad se sobrecargue. Las funcionesque requieren controles de ajuste rápido y preciso se deben asignar a las manos. Las querequieran aplicaciones de fuerzas grandes (empujando) y contínuas se deben asignar a los pies. Alas manos se les puede destinar una gran cantidad y variedad de controles siempre que norequieran operaciones simultáneas, pero a cada pie sólo debe asignarse uno o dos controles conempuje frontal o flexión del tobillo.

2º Seleccionar y ubicar los controles de forma compatible con los dispositivos informativos delpuesto de trabajo. Los desplazamientos de los controles como volantes, palancas, interruptores,selectores rotativos, manivelas, deben ser compatibles con los desplazamientos en losdispositivos informativos visuales. Por lo mismo, deben respetar el principio de la compatibilidadconceptual o cultural.

3º Seleccionar controles multirrotativos cuando se requiera un ajuste preciso en un amplio intervalode ajuste, ya que los lineales estan limitados por la amplitud del movimiento. Con el controlrotativo se puede lograr cualquier grado de precisión, aunque el tiempo de operación puede verseafectado.

4º Seleccionar controles de ajustes discretos por pasos con retención, o botoneras cuando la variablede control se puede ajustar a valores discretos (sólo se requiere un número limitado deposiciones, o la precisión permite que todo el espectro se puede representar por un númerolimitado de posiciones).

5º Seleccionar controles de ajustes contínuos cuando se necesite precisión o más de 24 ajustesdiscretos. Los ajuste continuos requieren mayor atención y tiempo.

6º Cuando la fuerza y el intervalo de ajuste tienen prioridad, la selección puede basarse en la tablasiguiente.

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Fig. 7.19 Tabla

7º Seleccionar controles que sean fácilmente identificables normalizando sus ubicaciones. Todos loscontroles críticos o de emergencia deben identificarse visualmente y por el tacto. Laidentidficación no debe dificultar la manipulación del control ni provocar una activaciónaccidental.

8º Combinar los controles relacionados funcionalmente para facilitar la operación simultánea o ensecuencia, o para economizar espacio en el panel de mando.

Las zonas de ubicación de los controles dependen de las dimensiones antropométricas de las personasinvolucradas en el proceso, de la posición de trabajo, de las características de las tareas que debedesempeñar, de la cantidad y tipos de controles, de su frecuencia de uso e importancia, de lascaracterísticas específicas del puesto de trabajo, y de otros factores no menos importantes que hansido señalados en los demás capítulos de este libro.

En las figuras 7.23 y 7.24 se ofrece una idea de estas áreas para controles habituales de lasextremidades superiores.

Las relaciones de control están sufriendo una sorprendente revolución dentro del campo de laingeniería de sistemas, una orden puede ser lanzada desde la Tierra a una nave espacial, tripulada ono, aunque se encuentre a muchos millones de kilómetros de distancia, y la nave cambiar su rumbo talcomo le hemos ordenado; pero puede que no obedezca y acarrear, al menos pérdidas científicas yeconómicas. Con un teléfono o un ordenador desde casa podemos ordenar una habitación en un hotelde Singapur, abrir la caja fuerte de un banco, penetrar en los ordenadores de la NASA, comunicarnoscon nuestros antípodas solicitar un chequeo médico y desde el hospital, por la misma vía, nos hacen

Para fuerzas pequeñas:

2 ajustes discretos Botón o interruptor de palanca

3 ajustes discretos Interruptor de palanca o selector rotativo

de 4 a 24 ajustes discretos Selector rotativo

Intervalo pequeño de ajustes continuos Perilla o palanca

Intervalo grande de ajustes continuos Manivela o perilla multirrotativa

Para fuerzas grandes:

2 ajustes discretos Palanca con retén, botón de pie

de 3 a 24 ajustes discretos Palanca con retenes

Intervalo pequeño de ajustes continuos Timón, pedal rotativo o palanca

Intervalo grande de ajustes continuos Manivela grande

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un electrocardiograma; con un simple teléfono, desde el Caribe, ordenar que se enciendan las luces dela terraza de nuestra casa que está en Barcelona, o la radio y el televisor, con el fin de despistar a losladrones.

Fig. 7.20 Diagrama de ayuda para seleccionar controles

Pero por otro lado, la distancia que hemos introducido entre el usuario y el mecanismo a controlar, lapotencia de nuestra orden, la falta de esfuerzo para desplazar grandes cargas, en resumidas cuentas laentrada del ser humano en el campo virtual, plantea nuevos problemas que debemos abordar ysolucionar, ya sea mediante dispositivos informativos paralelos, mandos que reproduzcan a escalavariables que estamos manipulando, o cualquier otra estratégia que recuper las funcionespsicofisiológicas del operario para el sistema de control.

< 2-3ALTERNATIVAS

SI NO

ACTIVACION(velocidad y precisión)

FIJACION DE UNVALOR DISCRETO

FIJACION DE UNVALOR CONTINUO

CONTROL ININTERRUMPIDO

ENTRADA DEDATOS

MANOSOCUPADAS

BOTON MANO

INTERRUPTORDE PALANCA

SI NO

MANOSOCUPADAS

SI NO

APLICACIONFUERZA

MEDIANA-GRANDE

NO SI

RAPIDEZ,PRECISION

SI

NOVOLANTE

MANO

PERILLADISCRETA

SELECTORROTATIVO

BOTON PIE

INTERRUPTORDE PALANCA VALORES

DISCRETOS

SI NO

PERILLAVOLANTE MANO

VOLANTE

SELECTORROTATIVO

MANIVELAVOLANTEPALANCA

PEDALES

RATON

TECLADO

ESCANER

VOZ

LÁPIZÓPTICO

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Fig. 7.21 Algunas dimensiones recomendadas para los controles

TIPO

Tecla o botón basculante de 2 posiciones

Tecla o botón basculante de 3 posiciones

Botón pulsador emergente con 1 posiciónde reposo

Botón pulsador sobresaliente o de tecla

Tecla sensitiva

Tecla de cursor

Botón rotativo emergente por el anillo

Botón de cursor

Botón pulsador tipo champiñón

Botón rotativo liso o moleteado

Botón rotativo con muescas

Botón rotativo de dos espesores o de llave

Manipulador (pequeña palanca)

DIMENSIONES (mm)

L ≥ 10

H = 7 hasta varias decenas de mm según lautilización.

L ó ø ≥ 20

Botón pulsador: L ó ø ≥ 20Tecla de teclado: L ó ø ≥ 12

L ó ø ≥ 20

L ≥ 15

Según utilización

L ≥ 15 - H ≥ 7

ø ≥ 40 deseable 70-80

ø = 7 (dos dedos), hasta 80 (toda la mano)

ø = 15 a 80

L = 20 a 80

ø = 10 a 15L = 60 a 100

EJEMPLOS

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Fig. 7.22 Algunas dimensiones recomendadas para los controles

TIPO

Manilla o empuñadura

Palanca oscilante en un plano

Cursor de empuñadura

Palanca oscilante en más de unplano

Manivela

Volante-manivela

Volante

Cabrestante

Botón pulsador de pie

Pedal con apoyo del talón

Pedal sin apoyo del talón

Tapiz de contactoBarra y placa oscilanteCable tendidoCélula fotoeléctrica u otrodispositivo inmaterial

DIMENSIONES (mm)

ø = 15 a 25L ≥ 100

ø = 20 a 35Longitud según utilización

ø = 20 a 60Longitud según utilización

ø A = 15 a 35En caso de rotación rápidaR ≤ 100, si no, según utilización

ø A = 20 a 35ø R = 150 a 500

ø A = 20 a 35ø B según utilización

H según postura

H ≤ 50Anchura ≥ 90

H según posturaAnchura ≥ 90

Según utilización

EJEMPLOS

H

H

H

A

B

A

A

R

RR

Ø

ØØ

Ø

E

L

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Fig. 7.23 Vista lateral de un puesto de trabajo: espacios para controles manuales.

Fig. 7.24 Vista superior de un puesto de trabajo: espacios para controles manuales.

CS

de

pie

CS

sen

tado

~~ 20 cm~~ 20

Zona paracontroles demás esfuerzo

Altura máx. decontroles de usofrecuente

Zonavedada

Zon

a ac

epta

ble

Zon

a óp

tima

Zon

a ve

dada

A máx. B

A mín. B

30°

Controles bajafrecuencia de uso

Zonavedada

Am

áx.B

aga

rre

Am

áx.B

ded

os

Zona vedada

Zona óptima

Zona vedada

Zona máxima para dedos

Am

ín.B

aga

rre

Am

ín.B

ded

os

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8 Otras variables relevantes en el diseño de PP.TT.: ambiente físico y organización del trabajo 205

8 Otras variables relevantes en el diseño de PP.TT.: ambiente físicoy organización del trabajo

8.1 Consideraciones generales

Cuando se habla de sistema P-M hay que recordar que la definición ergonómica de sistema incluye alambiente (ruido, calor, vibraciones, luces, olores, turnos, horarios, monotonía, iniciativa, roles, climalaboral, status...), y no sólo el ambiente físico y psicosocial generado por el propio puesto de trabajo,sino también el generado por los puestos vecinos e incluso muy alejados y exteriores.

Ningún sistema P-M está totalmente cerrado, ya que la mayoría de los sistemas son abiertos o cuasiabiertos y que, por lo tanto, siempre interaccionan de una forma u otra con otros aunque permanezcanaparentemente ajenos, y que por principio forman parte de otro sistema P-M mayor en el que sepueden generar agresiones e incompatibilidades hacia los subsistemas que lo configuran.

No sólo vemos mejor o peor por el estado de nuestra vista y el tipo de dispositivo informativo visualutilizado y su ubicación, sino también por el ambiente visual donde nos encontremos, es decir: el tipode iluminación, las lámparas, las luminarias y su ubicación, los colores, las luminancias y loscontrastes de superficies, paredes, techos, cortinas,… el grado de difusión de la iluminación, etc. Lomismo ocurre con la audición: oímos mucho mejor en un lugar sin ruidos de fondo que en unoruidoso. Pero aún más: en un lugar muy ruidoso disminuye nuestra agudeza visual y el ángulo visualse estrecha, pues existe una fuerte interrelación entre nuestros sentidos regida por el sistema nerviosocentral.

Los beneficios que reporta un ambiente de trabajo confortable, se manifiestan claramente en unamejor eficiencia del sistema productivo y en un incremento de la satisfacción de la persona. De ahíque podamos afirmar que en un puesto de trabajo donde el individuo se siente confortable lasfunciones que tiene encomendadas y que debe desempeñar se realizarán con mucha menorprobabilidad de errores de percepción, de decisión y de actos inseguros.

Un PP.TT. aislado con un trabajador dentro de una nave grande, por más que posea todas lascomodidades imaginables y que la nave esté muy bien diseñada, resultará nocivo para el obrero por la

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sensación de soledad en un espacio grande. Por el contrario, un área de trabajo donde los operariosestén hacinados, sin la intimidad mínima necesaria, tampoco resultará cómodo, ni los operariosproductivos. El problema está en encontrar la densidad apropiada, lo que depende de muchos factorescomo son: las exigencias de las actividades que se desarrollan en los puestos (nivel de concentraciónnecesario, grado de monotonía, desplazamientos y movimientos de los trabajadores, etcétera), lainterrelación entre los puestos, la logística dentro del local, la geometría, el tamaño y lascaracterísticas en general de los PP.TT. vecinos, características personales de los trabajadores comoson la edad, el sexo, el carácter y el tipo de cultura, el ambiente (la iluminación, el ruido), etc. Comose comprende, no siempre resulta sencillo tomar decisiones acertadas a la hora de diseñar PP.TT.

Es práctica frecuente disponer los PP.TT. en filas y columnas, pero por lo general no esrecomendable. La mayor parte de las veces resulta mejor agruparlos en forma celular. Sin duda quepara tomar estas decisiones sobre la configuración geométrica de las áreas de actividad no puedenpasarse por alto otros aspectos de suma importancia y que no tratamos en este libro, como ladistribución en planta, la cual depende del tipo de producción que se realiza o se realizará en el lugar,es decir, si la producción es en cadena, si es por procesos o por funciones, si por posición fija, o si ladistribución es mixta; la geometría del local, las ventanas y puertas: su cantidad, disposición, área yforma; y hasta la orientación geográfica del edificio y las características climáticas y naturales de laregión donde está situado…

Fig. 8.1 Fuerza muscular en función de la edad y el sexo

Por otro lado, tomemos como ejemplo una actividad que obliga a enroscar manualmente 260 tapas enfrascos en una hora: es agotador. Pero estar una hora observando cómo una máquina hace ese mismotrabajo también agota. Tener una actividad física o mental demasiado intensa es estresante y provocafatiga (física o mental o ambas a la vez), pero tener muy poca actividad física o mental provoca losmismos resultados por aburrimiento y monotonía. La solución idónea está en diseñar PP.TT. donde elindividuo tenga una carga de trabajo proporcional a su capacidad física y mental, pero tener encuenta, en la etapa de diseño de la actividad, el tiempo de duración de la carga y el ambiente no es unobjetivo fácil de lograr.

10 20 30 40 50 60 Años

120

100

80

60

40

20

0Fue

rza

en %

de

la fu

erza

máx

ima

Edad

Hombre

Mujer

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Además, sabemos que la edad es un factor importante en un trabajador; pero pocos proyectistas lotienen en cuenta cuando se diseñan puestos y métodos de trabajo. Con los años en un mismo puestolas personas ganan en experiencia y en actos reflejos condicionados. No obstante, pierden encapacidad de trabajo físico, velocidad de movimientos, resistencia física en general, capacidadauditiva y visual, etcétera; es raro encontrar personas de más de 25 años de edad sirviendo en unahamburguesería, ni en la caja de un supermercado que tenga un alto flujo de compradores, ya que laintensidad del trabajo es muy elevada. Las líneas de montaje de las fábricas de automóviles,electrodomésticos, etc., son otro buen ejemplo del sesgo que proporciona la edad al tipo de actividada desarrollar.

Para paliar el problema de tener que limitar el acceso a PP.TT. a determinada población por la edad,es necesario tener en cuenta a la hora de planificar la zona de trabajo las capacidades de las personas,pues un diseño transgeneracional, en muchos casos, posibilita igualar el rendimiento de trabajadoresmayores y jóvenes. Entendemos por diseño transgeneracional de PP.TT. aquel que requiere el mínimocomún de las capacidades psicofíscas que deben aportar los trabajadores para actuar eficientementeen el sistema, obviamente sin limitar la entrada a ninguna persona por motivos de edad. Para ellodeberemos tratar de compensar el deterioro de algunos aspectos psicofísicos, que efectivamente sedegradan con la edad, con el diseño de áreas que compensen ese deterioro, y crear puestos deactividad que lleven enquistadas soluciones tales como herramientas menos pesadas, polipastos parala sujeción, apoyos de descanso para las posturas (taburetes, apoya brazos, reposa pies...), etc.,además de facilitar y potenciar aquellos aspectos de las tareas que se han ido consolidando con eltiempo, tales como el primar el predominio de la experiencia, la pericia, la reflexión, el conocimientoglobal, etcétera, que lógicamente han ido mejorando con el tiempo; en resumidas cuentas, elconocimiento holístico que el individuo posee de su entorno laboral.

Al proyectar PP.TT. no debemos tampoco restringir el pliego de definiciones funcionales de losmismos por entender que en él van a operar mujeres o hombres; de todas formas, el sexo es otravariable a considerar y que puede ayudar a mejorar aspectos productivos, ya que las personas, enalgunos casos, actuamos y reaccionamos distinto en función del sexo: no mejor ni peor, sino distinto.Por ejemplo, generalmente las mujeres son más meticulosas y esmeradas en trabajos que exigendelicadeza, sus tiempos de reacción son ligeramente mayores, son más sensibles a los ruidos, soportanmenos la sobrecarga térmica, poseen una capacidad de trabajo físico y capacidad vital menores quelos hombres, su metabolismo basal es menor, los ángulos de los movimientos articulares son másamplios, su piel es menos gruesa, más delicada y más fina al tacto, poseen menos masa muscular ymayor concentración de grasa en glúteos y caderas, al poseer menos glóbulos rojos en su sangrerequieren de una frecuencia cardíaca mayor, poseen mejor razonamiento verbal, etc. Estaespecialización sexual tiene su base en que estamos “diseñados por la naturaleza” para cumplir conéxito una función natural: garantizar la supervivencia humana. Estas diferencias entre sexos seacentúan cuando una mujer está en estado de gestación; de ahí que los ergónomos deban contemplar yprever qué variables pueden cambiar si alguna de las operarias está embarazada, y se deba tenerprevisto desde la rotación de los turnos, hasta la flexibilidad horaria necesaria para adaptar ese puestoa los nuevos requerimientos de la persona que lo ocupa, pasando por todo el resto de variables queesta nueva situación aporta al sistema. Debe, pues, realizarse el análisis pormeniorizado del total devariables que afectan a esa trabajadora, estas medidas preventivas acostumbran a tener un nivel de

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bondad tal que una vez transferido al sistema suele ser elemento de mejora de condiciones de trabajopara el resto de operarios.

Parte de estas afirmaciones las han confirmado los autores de este libro en varios trabajos de camporealizados en los que, en encuestas realizadas en una misma sección de varias industrias donde elambiente no resultaba del todo agradable, las mujeres siempre se han mostrado mucho más críticasque los hombres respecto al calor y al ruido, a los colores de los puestos y de las paredes y techo, a lasuciedad y olores desagradables, a la distribución de los puestos de trabajo y a los aspectos estéticos,y bastante más cuidadosas, ordenadas y limpias en la organización de sus puestos; estos parámetrosno son en manera alguna pueriles ya que conllevan un nivel de policía e higiene que mejora, porejemplo, los índices de accidentalidad y productividad.

Como vemos, el diseño de áreas de actividad exige al equipo de ergonomía conocer no sólo lo qué seva a hacer en los mismos y cuáles son las características de los materiales del puesto, susdimensiones, etc., sino también tener previsto un perfil de las personas que lo van a ocupar; ya queuna persona, afortunadamente, no es una máquina, tiene infinitamente más matices, y es un entemucho más complejo: posee sentimientos, carácter, temperamento, estados de ánimo lábiles,capacidades y limitaciones físicas y mentales, edad, sexo, nacionalidad, deseos y necesidadesmediatos e inmediatos, gustos y preferencias, opiniones, criterios, prejuicios, ignorancia yconocimientos, complejos, experiencia e inexperiencia, preocupaciones, éxitos y fracasos, virtudes ydefectos, dificultades, odia y ama..., siente frío y calor; el ruido y las vibraciones, la pestilencia, lasposturas incómodas y la mala iluminación lo pueden afectar, molestar, irritar e inducir al error, y todoeste complejísimo sistema que es cada ser humano se extiende más allá del orden personal paraalcanzar la familia, los amigos (y enemigos), jefes y compañeros de trabajo, la colectividad y lasociedad.

A lo largo del presente libro se exponen una serie de métodos para evaluar y controlar una serie defactores físicos y fisiológicos críticos al proyectar los PP.TT.; pero si bien algunos de ellos se hantratado con más profundidad no quiere decir que los restantes no tengan el mismo peso o inclusomayor, todo depende del tipo de puesto a proyectar. En este capítulo se abordan algunos factores quehan sido considerados hasta el momento de forma sucinta, ya que la mayoría han sido o serán tratadosen profundidad en diferentes libros de la presente colección.

8.2 Ambiente térmico

Un ambiente térmico confortable es un objetivo que debe perseguir el equipo de ergonomía ya que eldiseño negligente del microclima laboral puede causar: deshidratación, aumento de las enfermedadesde las vías respiratorias, reducción del rendimiento físico al limitar la capacidad de trabajo físico,irritabilidad, incremento de errores, reducción del rendimiento mental, incomodidad por sudar enexceso o temblar, y es seguro que un tratamiento negligente del mismo producirá un aumento de lainsatisfacción laboral y una disminución del rendimiento.

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Todo trabajo físico repercuten en el sujeto incrementado su metabolismo; de ahí, que debamosdiseñar los PP.TT. de tal forma que dicho incremento se mueva siempre dentro de los parámetrosasumibles por la persona. Afortunadamente contamos con un eficiente mecanismo termorregulador enel hipotálamo, que es el encargado de estabilizar la temperatura interna del cuerpo entre los 36°C ylos 38°C, siempre que hayamos diseñado los PP.TT. de forma que el individuo pueda responderfisiológicamente a los criterios de referencia.

La temperatura interna de las personas, como vimos en el capítulo 5, en condiciones críticas de estréscalórico no debiera incrementarse por motivos del trabajo más de 1°C, aunque hay especialistas quesitúan este límite en 1,8 °C. En actividades laborales la temperatura interna puede incrementarsedebido sobre todo a un elevado gasto energético del trabajo y/o al microclima laboral.

Para controlar estas variaciones, el organismo dispone de un eficiente centro termorregulador en elhipotálamo el cual, cuando las condiciones son de calor, ordena el incremento de la circulaciónsanguínea en los vasos capilares de la piel, y si esto no es suficiente para impedir que la temperaturacorporal continúe ascendiendo, ordena la sudoración.

Mientras que, ante un ambiente frío, cuando la temperatura corporal puede descender, ordena ladisminución del flujo sanguíneo en los capilares de la piel, y si esto no es suficiente provoca elincremento de la actividad metabólica mediante los temblores.

Los factores que definen el ambiente térmico son:1. La temperatura del aire (o seca), ta (ts) (°C)2. El contenido de vapor de agua en la atmósfera, que puede expresarse como humedad relativa,

HR (%), o como presión parcial del vapor de agua, (pa) hPa.3. La temperatura radiante media, TRM (°C).4. La velocidad del aire, Va (m/s).

Además, influyen decisivamente el tipo de vestido y las actividades que se realizan.

Estos factores del ambiente térmico pueden afectar a las personas de forma diversa, ya que dependende otras variables individuales, además del sexo y la edad. Generalmente, son tres los indicadoresfisiológicos para evaluar la tensión térmica: el ritmo cardíaco, la temperatura interna, y la pérdida depeso por sudoración.

Pero debemos considerar que una persona aclimatada al calor soportará mejor la sobrecarga térmicaque una que no lo está, e incluso, lo que para uno puede resultar tensión térmica, podría no serlo paraotro, o al menos sólo una tensión térmica ligera.

Como las combinaciones posibles entre los cuatro factores de microclima laboral (ts, TRM, humedad,Va) pueden provocar multitud de resultados, los especialistas siempre han procurado encontrar uníndice térmico que resuma en un sólo valor la situación microclimática de un área de actividad.

Una explicación amplia de los cálculos y métodos de valoración se pueden encontrar en el libro deesta colección Ergonomía 2: confort y estrés térmico donde aparecen desarrollados los siguientes

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índices, y la forma de calcularlos: índice de sobrecarga caloríca (ISC), Wet Bulb Globe (WBGT),índice de valoración media de fanger (IVM), índice se sudoración requerida (SWreq.).

Las medidas preventivas, jerarquizadas, más usuales se centran en tres aspectos:1. Controlar las fuentes de calor en su origen ya sea apantallándolas, aislándolas o generando las

medidas preventivas adecuadas.2. Actuar sobre el ambiente aplicando ventilación natural o artificial, humedeciendo o secando el

aire,...3. Y por último, actuaciones sobre el individuo rotándolo, gestionando la ingesta de líquidos,

protegiéndolo con vestidos adecuados...

En la tabla de la figura 8.2 ofrecemos una muestra de algunas actividades laborales con ambientetérmico extremo, y algunos de los efectos y tipos de exploraciones médicas habituales en estos casos.

Exposición:Trabajadores de hornos, panaderías, cocinas, cámaras frigoríficas, trabajos ala intemperie (pescadores)...

Efectos: Eritemas, sabañones, astenia, calambres, parestesias, morbilidad porenfermedades cardiovasculares, anomalías vasculares...

Exploraciones: temperaturas, hemograma, ionograma, EGG, estudios equilibrio ácido-base.

Fig. 8.2 Exposición, efectos y exploraciones ante el ambiente térmico

8.3 Ambiente acústico y vibraciones

El ámbito de acción del ruido es el mismo que el de la persona y ataca a ésta en cualquier sitio: en lasfábricas, el hogar, el centro de estudios, los lugares de esparcimiento y descanso, y la calle. Estosignifica que cuando un trabajador que desarrolla su actividad en un ambiente ruidoso termina sujornada, no cesa con ello su exposición al ruido, sino que simplemente cambia de un ambienteruidoso a otro que también puede serlo, aunque ocupe su tiempo en el descanso o recreación.

A pesar de todo, en los estudios sobre ruido que se efectúan en las empresas se pasa por alto esto quedebería de ser tan obvio y habitualmente se calcula el nivel sonoro equivalente diario (LAeq,d)teniendo en cuenta sólo el ruido que incide sobre el individuo durante su permanencia en el trabajo.

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Tanto el ruido como las vibraciones son los agentes físicos agresores más generalizados en lasempresas y ciudades, y sus consecuencias son frecuentemente despreciadas. El ruido puede alterar deforma temporal o permanente la audición en el hombre; provocar errores, daños a las actividadeseconómicas por acciones incorrectas debido a la recepción defectuosa de órdenes, instrucciones einformaciones; potenciar el estrés; producir alteraciones en el sistema nervioso, elevación de losumbrales sensoriales de la persona, constricción de los vasos sanguíneos, úlceras duodenales,problemas cardiovasculares, disminución de la actividad cerebral y, en general, disminución de lasdefensas del organismo frente a diversas enfermedades.

De acuerdo con las normativas (R.D. 1316/1989), 8 horas de exposición a un nivel sonoro de 85dB(A) es el límite permisible, hasta el cual se considera que no existe daño para la salud. Sinembargo, está demostrado que, a pesar de que al parecer no existen perjuicios a la salud hasta esenivel de 85 dB(A), sí existen molestias psicológicas que provocan la disminución de la atención, de laconcentración y del interés y, en consecuencia, el incremento de decisiones erróneas, y la pérdida dela calidad en las actividades y de la satisfacción personal. El daño que puede provocar depende delnivel sonoro y de la frecuencia sonora, y de múltiples circunstancias propias de las actividades quedeben ser realizadas, como son: los objetivos de la actividad, la exigencia de concentración yatención, la responsabilidad, la importancia de la actividad, etc; y de circunstancias subjetivasdependientes de las características personales, como son: el sexo, la edad, la motivación, el carácter yel temperamento, la salud, etcétera.

Las medidas preventivas que debemos tomar frente al ruido al diseñar PP.TT. pasan por el análisis de,por ejemplo, las diferentes situaciones que se pueden producir por efecto de la reverberación y elenmascaramiento, con programas de modelación, y según los resultados prever situaciones yrecomendar la sustitución de materiales, cortinas y paneles, etc. Existen unas consideraciones sobreestos factores que debemos aplicar en todos los proyectos, y que podemos resumir en:

1. Eliminar la fuente de ruido, ya sea sustituyéndola por otro tipo de maquinaria, o porenclaustramiento, o por cualquier método que rebaje el nivel acústico en el origen.

2. Recubrimiento de superficies para evitar la propagación del sonido por reverberación, colocandomateriales absorbentes en techos, paredes y suelos.

3. Protecciones personales, utilización de elementos de protección individual (tapones, orejeras,cascos y cabinas).

4. Regímenes de trabajo y descanso.

Otro factor crítico en algunos PP.TT. son las vibraciones. Los motores, máquinas, equipos de aireacondicionado, ventiladores, ordenadores, etcétera, provocan vibraciones y éstas pueden, y así sucedecon mucha frecuencia, transmitirse hasta superficies que están en contacto con el operador. Enocasiones ocurre que la transmisión se efectúa a gran distancia de la fuente (20 metros y hasta más),debido a suelos metálicos y a algunos tipos de estructuras que facilitan la transmisión. Es común quelas vibraciones alcancen a los trabajadores por las plantas de los pies, por los glúteos a través delasiento, y por los brazos cuando están en contacto con los planos de trabajo.

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Las oscilaciones mecánicas propagadas a través de superficies que están en contacto con las personas,pueden llegar a provocar diferentes dolencias o al menos malestares e incomodidad. Las vibracionesde baja frecuencia (2 Hz) producen problemas tales como mareos; las producidas por carretillas,tractores, etc., de (2-20 Hz), incrementan los tiempos de reacción, y afectan al oído interno; y las dealta frecuencia (20-1000 Hz) generadas por máquinas neumáticas y rotativas tales como martillos,motosierras, remachadoras... producen problemas articulares y vasomotores en las extremidades.

El daño se agrava cuando la frecuencia de dichas vibraciones coincide o es cercana a las frecuenciasnaturales de las diferentes partes del cuerpo (ojos, corazón, riñones, articulaciones, etcétera), situaciónen que se puede desarrollar el fenómeno denominado resonancia, es decir, la parte del cuerpo afectadacomenzará a vibrar incrementado la amplitud de sus oscilaciones peligrosamente. Ante talessituaciones es posible, a veces de una forma relativamente fácil, tomar medidas para evitar dichastransmisiones, interponiendo materiales que absorban las oscilaciones e interrumpiendo así supropagación antes de alcanzar a las personas.

Las medidas preventivas contra las vibraciones en la fase de concepción pasan por: modificacionesdel proceso evitando que las herramientas transmitan las vibraciones mediante la planificación delmantenimiento preventivo con el control de los estados de los ejes, cojinetes, engranajes...;desincronizar las vibraciones para evitar frecuencias de resonancia; interposición de materialesaislantes que atenuen la transmisión; etc. Con la tabla de la figura 8.3 se muestran algunas de lascausas de las vibraciones, sus efectos y exploraciones médicas habituales.

Exposición:Trabajadores que utilizan taladradoras, remachadoras, martillosneumáticos, conductores, prensas, textiles, mineros, mecánicos,carpinteros...

Efectos: Lesiones auditivas y osteoarticulares, hipoacusia, angioneurosis de losdedos, afectaciones de los nervios cubital, radial y medio, irritabilidad,falta de concentración, cefaleas persistentes, sensación de cansancioexcesivo, alteraciones digestivas, sordera profesional...

Exploraciones: Audiometrías, radiografías, ecografías, inducción de la crisis de Raynaudcon agua fría, microscopia capilar, medición de la velocidad deconducción de los nervios afectados...

Fig. 8.3 Exposición, efectos y exploraciones ante el ambiente ruidoso

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8.4 Ambiente lumínico

La capacidad de nuestros ojos de adaptarse a condiciones deficientes de iluminación nos ha llevado arestar importancia a esta variable; sin embargo, más del 80% de la información que reciben laspersonas es visual, por lo que aquí radica la enorme importancia de la iluminación. La vista disponede dos mecanismos básicos denominados acomodación y adaptación; mientras que la acomodaciónpermite enfocar la vista en un punto específico según la distancia, de acuerdo con el interés y lanecesidad del operario, la adaptación hace posible ajustar la sensibilidad de la vista al nivel deiluminación existente.

El punto débil de la visión aparece cuando se hace necesario observar pequeños detalles muycercanos con un nivel de iluminación bajo; en estas circunstancias se incrementan los errores, ysurgen la fatiga visual y la fatiga mental, por lo que es explicable que para tareas visuales con esascaracterísticas se busquen soluciones tales como incrementar el nivel de iluminación y/o el tamaño delos detalles.

El conjunto de factores que determina las relaciones entre la iluminación y la visión son: el ángulovisual, la agudeza visual, el brillo o luminancia, el contraste, la distribución del brillo en el campovisual, el deslumbramiento, la difusión de la luz, el color, y el tiempo.

El ángulo visual también se puede denominar tamaño de la imagen que se forma en la retina. Elconcepto nos da la medida del tamaño del objeto y de la distancia que nos separa de él.

La agudeza visual está determinada por la visión del detalle más pequeño que es capaz de distinguircorrectamente el ojo; depende en cada persona del nivel de iluminación y del contraste entre el objetoy su fondo, y disminuye con las fatigas física y mental. La agudeza visual comienza a decrecerpermanentemente a edades tempranas.

El brillo o luminancia es la intensidad luminosa de una fuente emisora o de una superficie reflectoraen una dirección determinada.

El contraste es la relación entre el brillo de un objeto y el brillo de su fondo. De él depende que unobjeto destaque o se enmascare.

La distribución del brillo en el campo visual del sujeto debe ser lo más homogénea posible, pues elojo debe adaptarse según la intensidad luminosa y si esta adaptación es muy frecuente provoca dañosen la percepción visual y fatiga. La homogeneidad del brillo prácticamente es imposible de lograr. Porlo tanto, considerando tres zonas en el campo visual (centro de la tarea, alrededores inmediatos yalrededores mediatos), las diferencias entre los brillos de las tres zonas no debe ser superior a larelación 10:3:1, o a la inversa: 1:3:10.

El deslumbramiento: cuando el brillo es excesivo, bien sea la luz que emite una fuente luminosa o querefleja una pared blanca, metal, plástico o cristal, el ojo no puede controlar mediante sus mecanismos

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de adaptación el exceso de luz que penetra en él y se produce el deslumbramiento, que puede ser dedos tipos: el molesto, que reduce la agudeza visual y que con el tiempo produce afectacionesmayores, como cuando trabajamos en un escritorio con un plano de trabajo muy blanco; y elperturbador, que produce una rápida y violenta disminución de la visión, como el producido por losfaros de un coche, o el reflejo especular de una fuente luminosa en una superficie muy pulida. Eldeslumbramiento puede producir desde simples molestias fisiológicas, dolores de cabeza, errores depercepción, daños irreversibles en la vista, ceguera total, hasta accidentes mortales.

Difusión de la luz: cuando la luz proviene de varias direcciones como cuando el sol se oculta tras lasnubes la iluminación es suave y muy difusa y no produce sombras fuertes. Podemos lograrartificialmente el mismo efecto, con un alumbrado de muchas luminarias fluorescentes ocupando todoel techo del local, o mediante iluminación indirecta: la iluminación es difusa. En general esrecomendable para trabajar una iluminación difusa, sin llegar a la difusión total sin sombras, ya queresultaría muy plana y aburrida; además hay actividades en que las sombras son indispensables y sedebe utilizar la iluminación rutilante, como en el caso del control visual de la calidad de telas, piezasde plástico o metal donde se buscan imperfecciones. Porque precisamente son las sombras las quedelatan los fallos buscados. Esta iluminación se obtiene con sistemas de alumbrado donde la luzprovenga de una determinada dirección con lámparas potentes y puntuales.

El color es cómo visualizamos la longitud o longitudes de onda de la luz que emite o refleja uncuerpo. La luz blanca posee todas las longitudes de onda entre los 380 nm y los 780 nm. La luz negrano existe como luz, pero pudiera pensarse en las fronteras del espectro visible (las radiacionesultravioletas e infrarrojas, porque no se ven). Una superficie es roja porque sólo refleja la luz de esecolor que incide sobre ella y absorbe el resto de las longitudes de onda, y si es iluminada con luzverde la absorbe toda y no refleja nada, por lo que se verá negra. Es muy notable la función de loscolores en la vida del ser humano, por lo que su uso debe ser inteligente. Cuando la iluminación esartificial, generalmente se recomienda la luz blanca lo más parecida posible a la luz día (másexactamente del mediodía); de esta forma, además de ser la más saludable, los objetos se verán consus colores verdaderos. Pero en ocasiones se utilizan fuentes de luz cuyos espectros distan mucho dela luz blanca; éste es el caso del alumbrado público con luces de vapor de sodio, cuyo espectro esnaranja, pero que resulta más barato y al parecer no presenta molestias ni peligros para la circulación.

El tiempo que tarda en ser visualizado un objeto depende de todos los aspectos tratados, de la propiapersona (edad, fatiga, estado emocional, grado de concentarción, etcétera), y naturalmente, del tiempoque dicho objeto permanezca en nuestro campo visual. Si pasa muy rápido (una bala) no lo vemos,porque su velocidad es mayor que la de nuestro proceso visual.

La reflectancia -factor de reflexión- de las superficies situadas dentro del campo visual habitual delhombre, generalmente plantea los siguientes valores: para los techos alrededor del 80%; para lasparedes un 60%; para mesas, superficies de trabajo, etc., el 35% como valor central del intervalo26%-44%; y para máquinas y equipos, entre 25-30%.

El tipo de iluminación más adecuado es la luz natural, pero no podemos estar pendientes de trabajarsólo en presencia de ella; además en el área de trabajo la intensidad de la luz natural dependerá de laestación, la hora, la nubosidad...

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8.4.1 Recomendaciones visión-iluminación-color

1. Una excesiva variedad y cantidad de colores llamativos en el puesto de trabajo, provoca ladispersión de la atención ante la exagerada cantidad de focos de interés, y consecuentemente sepierde la acapacidad de captar la atención del trabajador. Por otra parte, una homogeneidad totalconvierten los PP.TT. en lugares monótonos y aburridos, carentes de la mínima estimulación.

Es recomendable la realización de diseños con un apropiado balance de superficies y colores querealmente llamen la atención sobre los puntos de interés.

2. Las superficies altamente reflectoras en los puestos de trabajo pueden hacer incidir sobre la vistadel operario reflexiones indeseables procedentes tanto del sistema de alumbrado del local comodel exterior del mismo. Estas reflexiones, además de provocar molestias visuales generalmentemuy fuertes (deslumbramiento agudo), y en otros casos más débiles pero que también afectan lavista (deslumbramiento crónico), dificultan la visión de DIV’s, objetos en proceso yherramientas.

Se recomienda utilizar para las superficies de los puestos de trabajo materiales, tonos y colores, conun brillo aceptable y jamás especular. En este último caso, si es necesario incluir en el puesto espejos,láminas de vidrio, plástico o metal, altamente reflectantes, deben situarse de manera que nunca losreflejos se dirijan hacia los ojos de los operadores.

En la tabla de la figura 8.4 se relacionan algunos puestos de trabajo donde la tarea visual resulta deespecial interés, así como las consecuencias de un mal diseño.

Exposición:Trabajadores de control de calidad visual, oficinas, textil, laboratorios, trabajosnocturnos e intemperie...

Efectos: Conjuntivitis, vista cansada, pesadez de cabeza, falta o exceso de lágrima, dolor a lapresión de los globos oculares, inyección y lagrimeo conjuntival, pesadez de lospárpados, diplopia, visión borrosa, alteraciones cromáticas del campo visual,...

Exploraciones: oftalmológicas en función del tipo de alteración, tarea e iluminación

Fig. 8.4 Exposición, efectos y exploraciones ante el ambiente visual

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8.5 Radiaciones

Existen puestos de trabajo en los que son necesarios equipos, instrumentos o procesos emisores dedistintos tipos de radiaciones electromágnéticas. El daño que pudieran provocar dichas radiacionesdepende de su frecuencia y energía. A los efectos podemos clasificar estas radiaciones dividiendo elespectro electromagnético en dos partes: radiaciones no ionizantes y radiaciones ionizantes(radiactivas).

Situado en orden creciente de energías y de frecuencias (y decreciente de longitudes de onda) elespectro electromagnético es el siguiente:

Radio y T.V. - microondas - radar - infrarrojos - luz - ultravioletas - rayos X - γ - α - ß.

Desde las ondas de radio hasta los rayos UV, son radiaciones no ionizantes, mientras que a partir delos R-X ya son ionizantes (radiactivas). Comencemos, pues, por las primeras.

Fig. 8.5 Espectro de radiación electromagnética

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Longitud de onda m

Energía eV

Frecuencia Hz

Rayos γ

Rayos X

Ultravioleta

Infrarojor

Visible

Onda corta

TV

FM

UHF

Onda larga

Onda m

edia

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8.5.1 Radiaciones no ionizantes

Las ondas de radio y televisión (λ ≥ 0,1 m) no provocan lesiones biológicas.

Las microondas y el radar (0,1≥ λ ≥ 0,001 m) ejercen una acción térmica que puede provocardeterminados daños por quemaduras y cataratas en la córnea de los ojos, en la vejiga y en el sistematractogastrointestinal. Este daño depende de la longitud de onda, de la energía, del tejido del cuerpo ydel tiempo de las exposiciones y reiteración de las mismas. Las personas más expuestas son lastripulaciones de aviones, operadores y técnicos de rayos máser, de hornos de radiofrecuencia, demicroondas y de radar, esterilizadores de alimentos y drogas y lanzadores de proyectiles. Las medidasde protección son: gafas protectoras con película de oro y protección lateral de malla metálica y, parasituaciones más extremas, ropa metalizada o malla de nylon y metal.

Los rayos infrarrojos (IR) ( 10-5 ≤ λ ≤ 10-2 m), sólo afectan la piel, pues son poco penetrantes. Sonposibles las lesiones en la córnea, y conjuntivitis y calambres (enfermedad de Edsall). Lostrabajadores más expuestos son los obreros que trabajan en altos hornos y en procesos donde laradiación de calor es importante. Las medidas a aplicar son el apantallamiento, el alejamiento de lasfuentes radiantes y la ropa reflectante.

La luz (400 nm ≤ λ ≤ 750 nm), obviando las afectaciones visuales que puede provocar un sistema dealumbrado cuantitativa o cualitativamente deficiente, ya sea natural o artificial, puede provocar dañoscuando es portadora de calor (no de infrarrojos). La luz sólo es portadora de calor cuando la fuenteemisora está a una temperatura cercana a los 6.000 °C, que es el caso del sol. En tal caso puedeprovocar quemaduras, ceguera y hasta la muerte por insolación. Las personas más expuestas son loscampesinos, marinos y pescadores, y las medidas a adoptar son el apantallamiento, ropas apropiadas yexposición limitada, sobre todo durante el mediodía.

Los rayos ultravioletas (UV) ( 10-8 m ≤ λ ≤ 10-6 m) son producidos por el sol, lámparas germicidas,aparatos médicos, equipos de soldadura, lámparas de tostar la piel. Son altamente peligrosos;provocan graves lesiones en la piel, incluso hasta cáncer, y en los ojos. Las personas más expuestas,entre otras, son: marinos, campesinos, soldadores de oxiacetileno y electricidad, operadores de hornoseléctricos, fundidores de metal, sopladores de vidrio, etc. Las medidas de protección son: control delos tiempos de exposición, en el caso del sol según la hora del día, lociones para la piel, cremasabsorbentes de UV y gafas oscuras.

Los rayos Máser y Láser, siglas cuyos respectivos significados son: Amplificación de Microondas porEmisión Estimulada de Radiación y Amplificación de la Luz por Emisión Estimulada de Radiación,pueden ser de muy diferentes frecuencias, aunque no mezcladas, y su singular característica está en lacoherencia de sus energías. Pueden provocar quemaduras sobre la retina y en cualquier tejido delcuerpo humano. Este daño depende de la intensidad y frecuencia de la emisión (a mayor frecuenciamayor efecto), del grado de incidencia del haz y del tiempo de exposición. Las medidas de protecciónson: impedir la incidencia de los haces peligrosos sobre las personas, blindar las partes de alto voltajede las máquinas, pantallas para los ojos (pantallas que deben comprobarse periódicamente pues

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modifican sus características) y examinar al personal que trabaja con dichas emisiones o que puedanestar expuestas por cualquier motivo a las mismas.

8.5.2 Radiaciones ionizantes (radiactividad)

Para prevenir las radiaciones ionizantes debemos ajustarnos al reglamento sobre Protección Sanitariacontra Radiaciones Ionizantes (Real Decreto 2519/1982, BOE nº 241) y a la Ordenanza de Seguridade Higiene en el Trabajo, artículo 140, que limitan el tiempo de exposición y dosis en función del sexo,edad y estado de gestación.

Las radiaciones ionizantes siempre provocan lesiones por ionización de las células del cuerpo,pudiendo llegar a provocar la muerte. Por tal importante motivo su uso siempre debe estarseveramente justificado, controlado y restringido a casos donde sean absolutamente imprescindibles yen la cantidades imprescindibles. Generalmente son utilizadas en centros de investigación científica,equipos, máquinas e intrumentos que utilizan energía nuclear, equipos de R-X (hospitales, aparatos detelevisión, pantallas de ordenadores, etcétera) y de alto voltaje eléctrico, etcétera.

Los Rayos-X, y las partículas alfa (α), beta (ß), gamma (γ), neutrones, protones, núcleos pesados,etcétera, todos pueden poseer distintas energías y el daño que producen depende de la dosisabsorbida, la velocidad de radiación, el área del cuerpo expuesta, la sensibilidad de los tejidos ycélulas, y determinadas características individuales de las personas. Los síntomas y efectos quepueden aparecer son: náuseas, vómitos, pérdida de peso, hemorragias, cataratas, alteración del cuadrosanguíneo, afectaciones en la fertilidad, carcinogenesis, acortamiento de la vida, mutilacionesgenéticas y muerte. Las medidas contra estas radiaciones son por orden de mejor a menos mala: noexponerse jamás, alejarse lo más posible, blindajes de vidrio o plástico para radiaciones de bajaenergía, hasta muros de plomo, hormigón y ladrillos, de buen espesor y bien calculado, para las altasenergías.

Exposición:Trabajadores de centrales nucleares, laboratorios de investigación, hospitales,militares, radiólogos, personas que usan isótopos radioactivos…

Efectos: Leucemia, cataratas, neoplasia, esterilidad, caída del cabello...

Exploraciones: Revisiones periódicas con protocólos, análisis de sangre...

Fig. 8.6 Exposición, efectos y exploraciones ante radiaciones

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8.6 Contaminantes químicos y biológicos

Los contaminantes químicos son sustancias constituidas por materias inertes presentes en el aire, yasea mediante un grupo de moléculas aerosoles o nieblas, o en forma de moléculas individuales gaseso vapores; los contaminantes biológicos son organismos vivos virus, bacterias, protozoos, hongos,...que al introducirse en el cuerpo de las personas provocan la aparición de enfermedades de tipoinfeccioso o parasitario. A la hora de diseñar PP.TT. debemos analizar los posibles riesgos ymitigarlos en la fase de proyecto. O sea, un contaminante es un producto, una energía o unmicroorganismo presente en el medio que puede afectar la salud de las personas.

A nivel internacional existen diferentes metodologías e índices de prevención y referencia. Uno de losmás utilizados son los Threshold Limit Values (TLV-TWA, TLV-STEL y TLV-C) que son losniveles techos que las personas pueden soportar en su puesto de trabajo sin que por ello sufran efectosnocivos para su salud, y a pesar de no ser normativos son de gran utilidad y prestigio. En el terreno delos contaminantes biológicos el Biological Expusure Indices (BEI) muestra los valores de referenciapara la evaluación de riesgos potenciales para la salud. Los dos índices han sido establecidos por laAmerican Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH).

Algunos contaminantes químicos se distribuyen en el organismo a través de la sangre afectando aaquellos organos que ofrecen menos defensa, las diferentes vías de entrada de contaminantesquímicos son: vía respiratoria (es la principal ya que con el aire que respiramos pueden penetrar ennuestros organismo polvos, humos, aerosoles, gases, etc.), vía digestiva (a través de la boca,estómago, intestinos), vía dérmica (por la superficie de piel expuesta a la penetración decontaminantes), vía parental (mediante la penetración del contaminante por heridas, llagas, etc.).

Las repercusiones tóxicas de los contaminantes químicos en el organismo humano producen múltiplesefectos: corrosivos mediante la destrucción del tejido, y la irritación de piel y mucosas; asfixiantes

CONTAMINANTES QUÍMICOSMATERIA

FORMAMOLECULAR

FORMAAGREGADOSMOLECULARES

GASES - NO HAY EVAPORACIÓN

VAPORES - HAY EVAPORACIÓN

AEROSOLES LÍQUIDOS-NIEBLAS

SÓLIDOS FIBRAS (Ø ≤ 1/3 L)

PARTÍCULAS POLVO (> 1 µ, Generación mecánica)HUMOS (< 1 ó 0,1 µ Generación térmica)

COMBUSTIÓN (Combustión incompleta)SOLDADURA (Humos metálicos)

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por un desplazamiento del oxígeno del aire; cancerígenos, mutágenos y teratógenos, produciendocáncer, modificaciones hereditarias o malformaciones en la descendencia; neumoconióticos, poralteraciones pulmonares por partículas sólidas; anestésicos y narcóticos, generando depresión delsistema nervioso central; sensibilizantes, por efectos alérgicos del contaminante ante la presencia detóxicos; tóxicos sistémicos, por alteraciones de órganos o sistemas específicos.

Exposición:Personal hospitalario, jardineros, agricultores, trabajadores de la cerámica y el vidrio,laboratorios de investigación en microbiología, joyeros, veterinarios, curtidores de piel,lecheros...

Efectos: En función del contaminante: amianto y asbesto, benceno, arsénico, plomo, mercurio,sílice, brucelosis, fibre Q....

Exploraciones: En función de los riesgos del PP.TT.

Fig. 8.7 Exposición, efectos y exploraciones ante contaminantes químicos y biológicos

Las medidas preventivas, una vez más, pasan por una actuación sobre el foco de contaminación paraimpedir la emisión; una actuación sobre el medio de difusión para evitar la propagación y por unaactuación sobre la persona para evitar los efectos, sin por ello olvidar que si utilizamos este últimoescalón jerárquico nunca solucionaremos el problema, ya que no evitamos la presencia delcontaminante en el ambiente de trabajo.

Si no podemos intervenir en el proceso y nos vemos obligados a diseñar el PP.TT. de tal forma quedebamos proteger al operario, hay que recordar que debemos concebir el sistema de protecciónadecuado para el contaminante que tenemos; proteger las vías de entrada, hacer que sea confortable,que se utilize adecuadamente, que sea de fácil mantenimiento, homologado, y que cada operariodisponga del suyo; además debemos recordar que existen limitaciones en el uso de algunosprotectores debido a enfermedades tales como epilepsia, diabetes, asma, …

RELACIONES EXPOSICIÓN (DOSIS) / EFECTO

AGUDOS Y CRÓNICOS

REVERSIBLES E IRREVERSIBLES

ESTOCÁSTICOS (CUANTALES) Y NO ESTOCÁSTICOS (GRADUALES)

INDEPENDIENTES, SINÉRGICOS Y ANTAGÓNICOS

LOCALES (TÓPICOS) SISTÉMICOS Y GENERALES

ACUMULATIVOS, NO ACUMULATIVOS Y PARCIALMENTE ACUMULATIVOS

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Fig. 8.8 Categorías de peligro

8.7 La organización del trabajo

Por muy adapatado a la persona que esté un PP.TT., el operario siempre deberá realizar unas tareas enun tiempo determinado, con una cadencia, con un grado de precisión, etc... y entrará en relación conotros compañeros, con la cadena jerárquica, con los requerimientos de la producción..., o sea, con losfactores implicados en toda organización del trabajo. Para que el trabajo sea valoradosatisfactoriamente por las personas implicadas en él, debe tener un sentido, y lógicamente debe exigiralgo más que el aporte de una carga de energía física; de ahí que al proyectar PP.TT. intentemos queéstos sean enriquecedores, creativos y potencien la iniciativa de los trabajadores.

CATEGORÍAS DE PELIGRO PARA SUSTANCIAS Y PREPARADOS PELIGROSOS

Categoría Definiciones Símbolo Indicación Pictogramade peligro

Propiedades Muytoxológicas tóxico

Tóxico

Nocivos

Corrosivos

Irritantes

Sensibilizantespor inhalación

por contactocutáneo

Efectos espe- Cancerígenoscíficos sobre Categorías 1 y 2la salud humana Categoría 3

MutagénicosCategoría 1 y 2

Categoría 3

Tóxicos para lareproducciónCategoría 1 y 2

Categoría 3

Las sustancias y preparados que, por inhalación, ingestión o penetración cutánea en muy pequeña T+ Muy tóxicocantidad puedan provocar efectos agudos o crónicos e incluso la muerte.

Las sustancias y preparados que, por inhalación, ingestión o penetración cutánea en pequeñas T Tóxicocantidades puedan provocar efectos agudos o crónicos e incluso la muerte.

Las sustancias y preparados que, por inhalación, ingestión o penetración cutánea puedan provocar Xn Nocivoefectos agudos o crónicos e incluso la muerte.

Las sustancias y preparados que, en contacto con tejidos vivos puedan ejercer una acción destructiva C Corrosivode los mismos.

Las sustancias y preparados no corrosivos que, en contacto brave, prolongado o repetido con la piel o las Xi Irritantemucosas puedan provocar una reacción inflamatoria.

Las sustancias y preparados que, por inhalación, o penetración cutánea, puedan ocasionar una Xn Nocivoreacción de hipersensibilidad, de forma que una exposición posterior a esa sustancia o preparado Xi Irritantedé lugar a efectos negativos característicos.

Las sustancias y preparados que, por inhalación, ingestión o penetración cutánea, puedan producir T Tóxicocáncer o aumentar su frecuencia.

Xn Nocivo

Las sustancias y preparados que, por inhalación, ingestión o penetración cutánea, puedan producir T Tóxicoalteraciones genéticas hereditarias o aumentar su frecuencia. Xn Nocivo

Las sustancias y preparados que, por inhalación, ingestión o penetración cutánea, puedan producir efectos negativos no hereditarios en la descendencia, T Tóxicoo aumentar la frecuencia de éstos, o afectar de forma negativa a la función o a la capacidad reproductora. Xn Nocivo

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Luego considerar las diferencias individuales al diseñar un área productiva se muestra aquí como unode los problemas angulares a solucionar, ya que la variabilidad interindividual es muy amplia, eincluso los cambios de una misma persona a lo largo de la jornada laboral puede tener valores muydistantes, y además no es normal que tengamos perfilados perfectamente a los operarios, ya que éstoscambia.

De todas formas, un primer factor que se debe analizar analizar en el diseño de la organización deltrabajo es la posibilidad de comunicación: ya que el ser humano es esencialmente social, debemosdotar al puesto de trabajo de conexiones para la intercomunicación, y si bien es verdad que el ruido aveces limita esta variable, no lo es menos que puede haber otros factores totalmente diferentes en elproyecto que restrinjan la capacidad de relación como una tarea que requiera elevados niveles deconcentración y atención, un trabajo que se realize en solitario, unos planos de trabajo en columna,etcétera.

Como medidas de diseño debemos pensar en el nivel de ruido ambiental y su espectro de frecuencias,la distancia física a que colocaremos a los operarios y la posibilidad de establecer contacto visual yconversación, el grado de concentración y atención que requerirá la tarea, la posibilidad de establecerrelación durante las pausas de trabajo, los canales de comunicación ascendentes, paralelos ydescendentes dentro de la organización, la facilidad para establecer consultas y sugerencias...

La automatización que ha tenido lugar con los avances tecnológicos han generado procesos de trabajomuy pautados y gobernados y autoregulados por la propia máquina, cosa que ha generado situacioneslaborales en las que la persona se ha convertido en una parte más del proceso, y en muchas ocasiones,no la más importante. Sin lugar a dudas esta situación ha generado innumerables ventajas en cuanto acalidad y cantidad, pero debemos procurar que en nuestros proyectos de puestos de trabajo la personano pierda el control de su trabajo, no trabaje en solitario, que la tarea no pierda significado y que eloperario pueda implementar su habilidad y pericia. En suma, debemos dotar a la tarea de elementosenriquecedores y creativos que alejen los estados de monotonía y aburrimiento propios de lossistemas hiperautomatizados.

Otra variable típica es la participación, una de las ventajas competitivas de las organizaciones actualeses el grado de flexibilidad y adaptación. Para ello necesitamos de la participación activa de todos losoperarios ya que este elemento es un indicador de éxito de la organización, y un facilitador deldesarrollo personal. Por lo tanto, los PP.TT. deben aceptar y promover la participación de losoperarios en el control de su tarea, y en el aporte de mejoras continuas que ayuden al éxito de laempresa.

Otros parámetros que se deberán controlar irán desde el estilo de mando previsto, (diseñaremos aquelque cohesione mejor al grupo); a aumentar la iniciativa, entendida ésta como la posibilidad real quetiene el operario para organizar su trabajo; a la identificación con la tarea o imagen que el trabajadorposee de la importancia de lo que hace dentro del contexto global de la organización; pasando por unanálisis del status social requerido por el PP.TT. según el prestigio que la tarea realizada tiene para losdemás; hasta la propia estabilidad en el empleo que debemos intentar prever con una fidedignainformación para el operario, que le permita adaptarse a los cambios con tiempo suficiente.

Cap. 8 28/9/99 16:25 Página 222


De forma sintética podíamos resumir parte de las medidas preventivas básicas en: 1. Diseñar procesos en los que el operario sea su propio controlador de calidad y dotarlo de

elementos que le permitan intervenir en caso de error o incidente.2. Flexibilizar las operaciones para que el trabajador pueda modificar el orden de las operaciones.3. Enriquecer el trabajo mediante ciclos que posibiliten a los operarios realizar diferentes cometidos

con diferentes operaciones.4. Generar sistemas de rotación que rebajen el aburrimiento y la monotonía.5. Facilitar que el operario pueda marcarse sus tiempos de autonomía sin mermar la producción.6. Favorecer el trabajo en pequeños equipos con objetivos propios.7. Recuperar para el sistema el potencial de conocimientos y el grado de preparación de los

operarios...

8.7.1 Horarios de trabajo

Nuestros ritmos biológicos son producto de una larga y compleja evolución. Gracias a la tensión aque la han sometido la Naturaleza y la sociedad, la persona ha evolucionado, de lo que no cabe lamenor duda, pues existe una enorme diferencia fisiológica y psicológica entre una persona delmedioevo y su actual homólogo, al margen de casos típicos.

Sin embargo, para una parte de la población mundial –no para toda–, estos cambios han ido sufriendouna aceleración debido a una sobrecarga de cambios tecnológicos, que está provocando unsobreesfuerzo biológico con tensiones mayores por su naturaleza que las acostumbradas.

El trabajo, sus métodos y formas, se han ido "organizando" de una forma más acelerada a partir de larevolución industrial. Hasta hace relativamente poco tiempo (comparóndolo con la edad del homosapiens sobre la tierra), el hombre trabajaba sin la presión de un horario establecido, horario quesurgió, fundamentalmente, con la revolución industrial y la aparición de la clase obrera, la cual senutrió fundamentalmente de campesinos y artesanos. Ya esto representó la generación de importantestensiones psicológicas muy claras de ver si comparamos, aún hoy en día, a un campesino o a unartesano con un obrero, en su manera de pensar y reaccionar.

El establecimiento de horarios de trabajo, representó forzosamente un gran cambio en un tiempo muybreve para los ritmos biológicos del ser humano, pues campesinos y artesanos, aunque trabajaban, lohacían con mayor espontaneidad (dentro de determinados límites) a la hora de escoger la forma, elmomento y la duración de sus actividades; esta espontaneidad, quedó severamente restringida por laorganización industrial marcada por los ritmos impuestos por el reloj despertador, la sirena de lafábrica, la cadencia de la máquina, la producción en cadena, los ciclos, etcétera.

Sin embargo, pronto toda la sociedad fue adaptando su ritmo de trabajo –y naturalemente de vida– alde la producción, pasando a ser éste, el marcapasos de la época. Ya desde sus tiempos iniciales, estorepresentó un reto para las personas: se necesitaba más resistencia física y psíquica, disciplina yfuerza de voluntad, que significara una mayor capacidad adaptativa para enfrentar largas jornadas detrabajo que generalmente comenzaban con la salida del sol y terminaban con su puesta. No pocos

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sucumbieron ante el cambio; devorados por las enfermedades, provocadas por el trabajo excesivo omal concebido, por las sustancias nocivas utilizadas, por el ambiente perjudicial, por los accidentesdel trabajo causados por los medios de producción que, generalmente, estaban diseñados sin tener encuenta a la persona que debía operarlos, por actos inseguros derivados de la fatiga física y mental, opor las luchas sociales que se desencadenaron como consecuencia de todo lo anterior.

Fig. 8.9 Esquema causas y síntomas de dolencias (Grandjean)

Cuando la jornada de trabajo y los horarios no están adecuadamente organizados, sobre todo cuandoexiste trabajo nocturno, se produce la desincronosis, con la alteración de los ritmos circadianos; elsueño se hace insuficiente y aparece la fatiga crónica, se presentan determinadas manifestaciones derechazo por parte del organismo que se resiste al cambio, y se producen trastornos nerviosos ydigestivos, además de otras consecuencias derivadas de las anteriores.

En el fenómeno de la fatiga crónica hay que tener en cuenta que existen varios factores queinteraccionan entre sí para constituir una causa. Son los siguientes:

D Í A N O C H E

Alteración de los ritmos circadianos

Sueño insuficiente

Fatiga crónica

Trastornos nerviosos Trastornos digestivos

SUEÑO TRABAJO

Cap. 8 28/9/99 16:25 Página 224


1. Duración e intensidad del esfuerzo físico y del esfuerzo mental.2. El ambiente laboral (microclima, ruido, iluminación, vibraciones…). 3. Alteraciones de los ritmos circadianos. 4. Problemas psíquicos presentes en la persona (responsabilidades, conflictos, preocupaciones,

malestares y enfermedades que pueda padecer el sujeto...).5. Una alimentación inadecuada y/o no bien organizada.

La capacidad de recuperación del hombre dependerá, no sólo de sus posibilidades personales, sinofundamentalmente de las condiciones de trabajo.

Fig. 8.10 Esquema de la fatiga crónica

Queda, pues, bien clara la importancia de considerar y prever en el diseño de PP.TT. los factorescríticos de la organización que interferirán en la jornada de trabajo: los horarios de trabajo, las pausasde descanso, la alteración de los ritmos circadianos, y la alimentación, son, entre otros, determinantesen la salud de la persona y, por simpatía, en la eficiencia y calidad de su trabajo, donde, en no pocasocasiones, un error, un descuido, una acción torpe o lenta o una reacción tardía, provocadas por lafatiga, pueden acarrear resultados catastróficos para el operario, para sus compañeros o para elsistema productivo completo.

Duración e intensidaddel esfuerzo físico

y del esfuerzo mental

Ambiente: microclima,ruido, iluminación,etc.

Ritmos circadianos

Recuperación

Máximo

Nivel de fatiga

Mínimo

Problemas psíquicos:

responsabilidades,

conflictos,

preocupaciones

Malestares,

enfermedades

Alimentación

Cap. 8 28/9/99 16:25 Página 225


8.7.2 Los ritmos de trabajo

Desde hace ya muchos años se intuyó la presencia de los ritmos en todas las manifestaciones de lanaturaleza. Esto se ha podido comprobar científicamente desde las partículas y subpartículas atómicashasta los movimientos galácticos, y, naturalmente, en todos los organismos vivos, incluida la persona.En el esquema que se muestra a continuación, a manera de ejemplo, se pueden observar algunas de lamuchas manifestaciones de los ritmos: 1. a nivel atómico; 2. a nivel molecular; 3. a nivel celular, 4. anivel de órgano; 5. a nivel de ser vivo; 6. a nivel del planeta y 7. a nivel del universo.

Fig. 8.11 Esquema de los ritmos

I II III

…

…

1

2

3

4

5

6

7

1a

2a

3a

3a

5a

6a

7a

a

b

d

c

10 – 10-15 -14

10 – 10-14 -12

10 – 10-2 2

Cap. 8 28/9/99 16:25 Página 226


La persona, ya se sabe, es un ser que, como todo lo existenete en el universo, es producto de una largaevolución, cuyo motor es la misma búsqueda incesante de la armonía entre la existencia y el medio.Somos, pues, el resultado de las contradicciones que nos han ido obligando a adaptarnos a lascondiciones, que también son cambiantes, en un proceso eterno que no hallará su fin mientras exista.Así pues, nuestros ritmos biológicos son los más apropiados para sobrevivir en el medio en que nosha tocado vivir; los organismos que no se adaptaron perecieron, quedaron en el camino de laevolución.

La vida de las personas se halla sujeta a un gran número de ritmos biológicos impuestos por el medio.De todos ellos el ritmo circadiano (del latín: circa: cerca y dian: diario; cercano al día), que duraaproximadamente 24 horas, es el más estudiado, pero se sabe que también los ritmos mensuales,anuales, etc, y otros con períodos menores que el circadiano, ejercen una gran influencia en elhombre. Los estudios han revelado que el "reloj biológico" del hombre sufre cuando se le fuerza avivir marcando el tiempo de forma desfasada con el ritmo propio.

Fig. 8.12 Variación diurna de la temperatura oral

Las personas se han ido formando permaneciendo en vigilia durante el día y durmiendo durante lanoche, significando el sueño un mecanismo de recuperación física y psíquica de importancia vital, sinel cual resulta imposible la vida. Las personas realizan mejor sus actividades durante el día, y serecuperan durante el sueño nocturno. A pesar de esto, algunas personas podrían afirmar que realizanmejor sus actividades durante la noche que durante el día; estos casos son, efectivamente, verídicos,aunque con toda seguridad, deban pagar a la naturaleza su cara cuota de alguna manera por lainversión del ritmo día–noche. Lo cierto es que una persona sometida a condiciones que le obliguen aforzar sus ciclos sufre determinadas alteraciones funcionales.

Ciclo empírico (uniforme)

de la temperatura oral

Tem

pera

tura

99

98

9708 10 12 14 16 18 20 22 24 02 04 06 08

37,2

36,7

36,2

Horas del día

Ciclo típico sueño-vigilia

Ciclo típico trabajo-descanso

Despierto Dormido

Trabajando Descansando

°F °C

Cap. 8 28/9/99 16:25 Página 227


Los ritmos biológicos están presentes en todas las actividades fisiológicas del hombre, se manifiestanen los cambios del ritmo de la respiración, de consumo de oxígeno, de la actividad gastrointestinal, dela actividad cardíaca, de la temperatura, etc. En la figura 8.12 puede observarse el ritmo o ciclo de latemperatura oral del hombre durante el día y la noche.

De acuerdo con los valores obtenidos por Kleitman, existe una clara variación cíclica entre latemperatura oral y la hora, la temperatura comienza a incrementarse por encima de la media alrededorde las 9 de la mañana, alcanza los valores más altos en horas de la tarde y comienza a disminuir pordebajo de la media alrededor de las 10 de la noche. Los valores menores se observan entre las 3 y las4 de la madrugada.

La alteración de los ciclos biológicos del hombre, aún no desentrañada del todo, se manifiesta en laafectación del sueño.

El sueño normalmente se va haciendo más profundo en cinco etapas, siendo las cuatro primerasllamadas de sueño lento y la última y más profunda denominada sueño paradójico. Este ciclo se repitetambién cinco veces durante el sueño, de manera que el sueño paradójico se desarrolla en cincoocasiones y es precisamente la eliminación o la perturbación crónica de éste lo que produce losllamados transtornos del sueño. El nivel de perturbación del sueño paradójico depende de muchosfactores, como son: la edad, tipo de actividad laboral, sistema de turnos, condiciones ambientales, etc.

Si comparamos el sueño diurno con el sueño nocturno de trabajadores con turnos rotativos nocturnos,podremos observar cómo la duración del sueño nocturno es mucho mayor que el sueño diurno enestos trabajadores.

Fig. 8.13 Duración del sueño diurno y del nocturno

0 5 10 15 20 25 30

Días

12

10

8

6

4

2

0

Dur

ació

n de

l sue

ño

Horas

Cap. 8 28/9/99 16:25 Página 228


De acuerdo con las encuestas (NTP–260, 1989), existe un 10% de trastornos del sueño entrabajadores del turno de mañana, un 7% en los del turno de la tarde y un 35% en los del turno denoche. En la misma NTP–260 se plantea la utilización del cuestionario C.J.R.F.I. KOGI, 1970,relacionado con los síntomas subjetivos de la fatiga mental en trabajadores nocturnos:1 Síntomas de activación nerviosa general: sentir la cabeza pesada, sentirse fatigado, sentir las

piernas pesadas, bostezar, sentir que las ideas se embarullan, tener sueño, sentir los ojosfatigados, sentirse torpe y adormecido, sentirse vacilante y tener ganas de estirarse.

2 Síntomas de motivación: tener dificultades para pensar, no tener ganas de hablar, sentirsenervioso, sentirse incapaz de concentrarse, sentir desinterés, olvidar las cosas con facilidad,cometer errores con más frecuencia que lo normal, sentirse inquieto, sentirse incapaz de tenerseen pie y falta de paciencia.

3 Síntomas corporales: tener dolor de cabeza, sentir los hombros pesados, sentir dolor de riñones,tener dificultades respiratorias, tener la boca seca, la voz enronquecida, sentir que la cabeza davueltas, sentirse deslumbrado o con excesivo parpadeo de ojos, tener temblor de brazos o piernasy no sentirse bien.

Por otra parte, se pueden agravar los trastornos cardiovasculares y perturbar las funciones biológicascon la reducción de las defensas inmunitarias del organismo. El trabajador atacado por los trastornosnerviosos provocados por la fatiga puede manifestar, ademas de los trastornos del sueño, asteniafísica matutina y astenia psíquica, trastornos del humor y del carácter, y trastornos somáticos, como lacefalea matinal. Como se puede comprender este operario difícilmente cumplirá las tareas asignadas ycon la calidad que todo sistema productivo actual impone.

Además, no pueden ser pasadas por alto las consecuencias sociales y familiares de estasmanifestaciones, como por ejemplo los trastornos del humor y del carácter. Sin duda alguna larepercusión en las relaciones familiares y sociales es evidente y en no pocas ocasiones se transformanen situaciones insostenibles tanto para el individuo como para su familia, compañeros de trabajo yamigos.

Otro tema emergente es el Burn Out (fundirse, quemarse), síndrome de agotamiento físico yemocional, que está atacando a los profesionales, sobre todo, de la salud y la educación. Pudieraperfectamente tener una buena parte de sus raíces en la organización del trabajo, horarios, turnos detrabajo e incluso en el tipo de alimentación de las personas que ejercen su tarea por la noche.

Por si no fuese suficiente lo expresado anteriormente, en el trabajador nocturno pueden presentarsetrastornos digestivos e intestinales, renales, perturbaciones del apetito, debido a que la comidanocturna provoca trastornos en el ritmo circadiano al encontrarse los mecanismos de digestión ymetabólicos en condiciones de descanso.

8.7.3 La duración de la jornada

Durante mucho tiempo se buscó un incremento de la productividad con el aumento del tiempo detrabajo, y aún hoy en día hay quienes piensan que tal cosa es posible. Independientemente de quepuedan existir factores como la estimulación económica, la motivación personal, etc., que produzcan

Cap. 8 28/9/99 16:25 Página 229


un incremento temporal de la productividad con un aumento de la jornada de trabajo, está demostradoque, generalmente, se presenta el fenómeno inverso, es decir, un decremento de la productividad.

Lehmann plantea en el gráfico siguiente la relación entre el rendimiento y las horas de trabajo diario.Obsérvese cómo en las primeras horas de la jornada, tanto para una carga media de trabajo (B), comopara una alta carga (C), el rendimiento está por debajo de la recta A que indica una proporcionalidadlineal. La carga media (B) se demora casi una hora más que la carga alta (C) en alcanzar la recta. Sinembargo, en la actividad media (B) se ve un incremento del rendimiento más sostenido, aún despuésde las 8 horas de trabajo

Fig. 8.14 Gráfico de la relación entre el tiempo de trabajo y el rendimiento

Por su parte, Grandjean establece en los siguientes gráficos la relación existente entre el rendimiento(producción de piezas), manual y mecánico, con las horas de trabajo semanales. En ellos se observacómo se incrementa la productividad, sobre todo en la actividad manual, con la disminución de lashoras de trabajo semanales.

Grandjean, citando a Behrems, muestra el siguiente gráfico en el que se relacionan las horasextraordinarias trabajadas con el absentismo por enfermedad y accidente, durante un año, en el cual seve claramente cómo en verano se produce un fuerte incremento del absentismo por enfermedad.Seguramente una buena parte de la responsabilidad está en las horas de trabajo extraordinarias.

130

120

110

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

%

Ren

dim

ient

o

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Horas

Tiempo de trabajo diario

B

C

A

Cap. 8 28/9/99 16:25 Página 230


Fig. 8.15 Gráficos de piezas por hora contra horas/semana

Fig. 8.16 Gráfico de los efectos del tiempo extra de trabajo vs. enfermedad

66-0 54-4 47-5 h/sem.

Pie

zas

por

hora

160

140

120

100

80

8000

7600

7200

6800

6400

Pie

zas

por

día

A) Trabajo manual

108

7178

131

7126

169

8028

64-9 54-8 48-1 h/sem.

Pie

zas

por

hora

140

120

100

80

7400

7000

6600

6200 Pie

zas

por

día

B) Trabajo con máquina

1006490

121

6631

133

6397

100000

90000

80000

70000

60000

50000

40000

30000

20000

10000

0Ener. Feb. Marz. Abril Mayo Junio Julio Agos. Sept. Oct. Nov. Dic.

6%

5%

4%

3%

Horas extras por mes

Enfermedad (promedio mensual)

Cap. 8 28/9/99 16:25 Página 231


8.7.4 Las pausas y las comidas

Las pausas de descanso intercaladas en la jornada de trabajo, constituyen una forma adecuada derecuperar capacidades. En los gráficos que se muestran a continuación de pruebas realizadas porHanhart, se ilustran los resultados obtenidos intercalando pausas de descanso durante la jornada.Véase la comparación del incremento del rendimiento considerando el primer gráfico, con sólo los 2recesos tradicionales, como normal, con el gráfico B, donde se han intercalado 6 pausas de 3 minutos,y con el gráfico C, donde se han intercalado el mismo número de pausas pero de sólo 1,5 minutos deduración. Sin duda con pausas de 3 minutos se han obtenido mejores resultados.

Fig. 8.17 Efectos de las pausas de descanso

Respecto a la alimentación, no es suficiente garantizar una alimentación adecuada desde el punto devista cualitativo; es necesario organizar el suministro de estos alimentos durante el día y distribuirlosadecuadamente.

Los siguientes gráficos son de Haggard and Greenberg, y en ellos se comparan las situaciones de laseficiencias (medidas a través del coeficiente respiratorio) de una muestra de trabajadores, en un caso

400

300

200

100

0

7 h 8 9 10 11 12 13 14 15 16

C

400

300

200

100

0

7 h 8 9 10 11 12 13 14 15 16

A

400

300

200

100

0

7 h 8 9 10 11 12 13 14 15 16

B

CA

NT

IDA

D D

E P

IEZ

AS

/15

MIN

.

Rendimiento normal

Hora del día

Receso a media mañana

Receso al medio día

Cap. 8 28/9/99 16:25 Página 232


con 2 comidas y en el otro con 5 comidas. La recuperación de los sujetos es sustancialmente muchomayor con 5 comidas distribuidas a lo largo de la jornada laboral, que con 2.

Fig. 8.18 Comparación de rendimiento con 2 y 5 comidas

En estos otros gráficos, tomados de Grandjean, se ilustra con otro ejemplo, la relación existente entrepausas de descanso, alimentación y rendimiento del trabajador.

Sin embargo, es necesario tener en cuenta un determinado aspecto relacionado con la ingestión dealimentos. El consumo de alimentos pesados obliga al organismo a tensar sus mecanismos digestivos,con lo cual pueden manifestarse ciertas situaciones de somnolencia que sin duda afectan al trabajo, ymuy particularmente a la seguridad en el trabajo. Grandjean, en el gráfico que se muestra acontinuación, revela que en un estudio efectuado en conductores de camión, se producen situacionesde somnolencia al volante entre las 12 y las 15 horas y las 23 y las 5 horas. Sin duda, aquí estánpresentes tanto las comidas como el trabajo nocturno.

Por otro lado, Bjerner, Holm and Swensson, efectuaron durante 19 años un amplio estudio entreinspectores de consumo de gas, que demostró que los errores en la lectura de los medidores se

1 2 3 4 5

95

90

85

80

75

701 2 3 4 5

Número de horas entre 2 comidas

Coe

ficie

nte

resp

irato

rio

1 2 3 1 2

95

90

85

80

75

701 2 1 2 1

Número de horas entre 5 comidas

Coe

ficie

nte

resp

irato

rio

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incrementaban notoriamente en dos periodos: después de la comida (es decir, durante la digestión), ydurante la madrugadada.

Fig. 8.19 Tiempo de trabajo, consumo de alimentos y aptitud

Fig. 8.20 Gráfico de conductores de camión

Disposición de las pausas de descanso

6 7 8 9 10 11 12 13 14 Hora

A

B

del día

Promedio de piezas elaboradas

A (sin pausa de descanso) = 1770

B (con pausas de descanso cortas) 2212

A

B

Trabajo secundario Pausas de descansoespontáneo

Pausas de descansoprescritas

Proporciones de tiempos de trabajo y de descanso durante el día

78-5 %

87-5 %

1 2 3 4 5 6 7 8 Horas

9

10

11

12

Seg

undo

s

%

12

10

8

6

4

2

0

6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 2 4 6

Hora del día

Frec

uenc

ia d

e do

rmirs

e al

vol

ante

12 - 15 h. 23 - 5 h.

25% 58%

Cap. 8 28/9/99 16:25 Página 234


Fig. 8.21 Errores cometidos en la lectura por los inspectores de gas

Estudios reportados por Adams y Chiles y reseñados por Bennet, consistentes en variaciones deregímenes de trabajo y descanso de dos grupos confinados de tripulaciones de B–52, 11 sujetos entotal, en un período de 15 días, con trabajo mental de distintas intensidades y naturalezas, se confirmael ritmo de 24 horas en el comportamiento de los sujetos.

Sin entrar a analizar estos experimentos, exponemos algunos resultados a manera de ejemplo. En lasgráficas que se muestran a continuación, que han sido tomadas de Bennet, Degan y Spiegel, seobservan algunas curvas de comportamiento por tareas: Y. computación aritmética mental; II.discriminación de figuras; III. dirección de instrumentos; IV. dirección de luces de alarma.

En las primeras cuatro gráficas, se puede observar fundamentalmente cómo en la computaciónaritmética mental (I), el número medio de respuestas correctas va decreciendo, mientras que en latarea de discriminación de figuras (II) el número de respuestas correctas va en aumento. De igualmanera, las tareas relacionadas con la dirección de instrumentos (III) se van realizando cada vez conmayor lentitud; sin embargo, los tiempos de reacción –dirección de luces de alarma– (IV), no se venafectados durante los 15 días. Obsérvese en todos los casos el ritmo de 24 horas presente en las cuatrotareas.

En las siguientes cuatro gráficas se observa el ritmo diario según las horas, para los 15 días, para lastareas y los indicadores antes señalados.

Y para finalizar, se muestran las gráficas de los comportamientos de la resistencia galvánica cutánea ydel ritmo cardíaco durante la ejecución de las tareas, para los 15 días, por días (I y II) y por horas (IIIy IV), en los cuales también está presente el ritmo diario.

6000

5000

4000

3000

2000

10006 10 14 18 22 2 6

Hora del día

Cap. 8 28/9/99 16:25 Página 235


Días75

70

65

60

55

Núm

ero

med

io d

e re

spue

stas

cor

rect

as

Discriminación de figuras

Días 1-5

Días 6-10

Días 11-15

1 2 3 4 56 7 8 9 1011 12 13 14 15

B

Días

130

125

120

115

110

105

100

Núm

ero

med

io d

e re

spue

stas

cor

rect

asComputación aritmética

Días 1-5

Días 6-10

Días 11-15

1 2 3 4 56 7 8 9 1011 12 13 14 15

A

Días

II)

I)

Cap. 8 28/9/99 16:25 Página 236


Fig. 8.22 Gráficas I, II, III y IV

1 2 3 4 56 7 8 9 1011 12 13 14 15

10.0

9.0

8.0

9.0

8.0

9.0

8.0

Late

ncia

med

ia d

e re

spue

sta,

esc

ala

norm

aliz

ada

Dirección de instrumentos

DDías 1-5

Días 6-10

Días 11-15

Días

Días 11-15

Días 6-10

Días 1-5

1 2 3 4 56 7 8 9 1011 12 13 14 15

140

130

120

110

100

90

80

70

60

50

Tie

mpo

med

io d

e de

tecc

ión,

en

segu

ndos

Dirección de instrumentos

CDías 1-5

Días 6-10

Días 11-15

Días

IV)

III)

Cap. 8 28/9/99 16:25 Página 237


Fig. 8.23 Relación error-tipo de tarea.

Prueba A: computación artmética. Prueba B: discriminación de figuras

Los investigadores concluyeron que, de los individuos utilizados en las pruebas, los altamenteestimulados (se presentaron voluntariamente) fueron capaces de mantener niveles aceptables decomportamiento frente al plan de trabajo propuesto y que, al parecer, estos sujetos estuvieron menosafectados por las condiciones adversas de las pruebas que los que fueron sometidos a ellas obligados.

130

125

120

115

110

105

Núm

ero

med

io d

e re

spue

stas

cor

rect

as

Computación aritmética

10.3

0

12.3

0

14.3

0

16.3

0

18.3

0

20.3

0

22.3

0

00.3

0

02.3

0

04.3

0

06.3

0

08.3

0

Hora del día

Días 1-5Días 6-10Días 11-15

A

80

75

70

65

60

55

Núm

ero

med

io d

e re

spue

stas

cor

rect

as

Discriminación de figuras

10.3

0

12.3

0

14.3

0

16.3

0

18.3

0

20.3

0

22.3

0

00.3

0

02.3

0

04.3

0

06.3

0

08.3

0

Hora del día

Días 1-5Días 6-10Días 11-15

B

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8.7.5 Rotación de turnos de trabajo

Ya que tenemos que trabajar, y además, trabajar sometidos a un horario establecido y, hasta quizás,en horas nocturnas, lo más inteligente sería encontrar aquellos sistemas de rotación de turnos quemenos nos perjudicaran, y éstos son, precisamente, los que nos garantizarían la menor pérdida desueño nocturno posible y el mayor tiempo de contacto con nuestra familia, amigos, etc. Estos trabajosa turnos son aquellos que contienen aislados turnos de noche seguidos inmediatamente por 24 horasde descanso.

Existe el sistema de tres turnos que divide el día de 24 horas en tres turnos de 8 horas cada uno. Estesistema tiene muchas variantes; en los Estados Unidos se utiliza mucho el sistema de tres turnos8–16–24 que tiene ciertas ventajas. También se utiliza el sistema de dos turnos de 12 horas cada uno,pero no es recomendable un período de tiempo de trabajo de 12 horas.

En Inglaterra están ampliamente difundidos dos sistemas de rotación de turnos: el sistema 2–2–2,también llamado "Metropolitan rota" y el sistema 2–2–3 o "Continental rota", ambos de rotacionescortas. El sistema 2–2–2 sólo garantiza un fin de semana (sábado/domingo) libre cada 8 semanas,mientras que el sistema 2–2–3 lo garantiza cada 4 semanas, por lo que es, en este aspecto, mejor. Acontinuación se muestran ambos para su análisis.

A modo de conclusiones podríamos decir: que el trabajo nocturno continuado es perjudicial a lasalud; que las personas menores de 25 y mayores de 50 años deben evitar el trabajo nocturno; que laspersonas con tendencia a molestias estomacales e intestinales, emocionalmente inestables, propensasa síntomas psicosomáticos y al insomnio, no deben ser empleadas en turnos de noche; que laspersonas que viven solas, o en lugares muy alejados del lugar de trabajo, o en lugares muy ruidososno son adecuadas para el trabajo nocturno; que las rotaciones de períodos cortos son mejores que lasde períodos largos; que realizar turnos de noche consecutivos, sin cambios, debe ser evitado; que unbuen sistema de rotación debe poseer turnos de noche dispersos y aislados, como los sistemas 2–2–2y 2–2–3; que cuando se trabajan dos o tres noches consecutivas, inmediatamente debe descansarsedurante 24 horas; que todo plan de turnos rotativos debe incluir algunos fines de semana con unmínimo de dos días consecutivos de descanso; que en todos los turnos deben incluirse pausas parauna comida caliente para garantizar una alimentación adecuada; que en los turnos de noche debenconsumirse comidas ligeras, calientes y zumos de frutas; y que en todos los turnos, especialmente enlos de noche, deben establecerse adecuados regímenes de trabajo y descanso, según la naturaleza deltrabajo que se realiza.

A modo de pautas básicas para el diseño de PP.TT. que comporten la necesidad de trabajo nocturnodebemos rescatar las siguientes ideas: reducir la duración del turno de noche y el número de nochespor ciclo; ajustar al máximo el horario que respete el sueño paradójico; reducir la carga de trabajonocturno; mejorar las condiciones del puesto de trabajo; adoptar periodos de altenancia y permitir aloperario elegir los días de descanso; evitar el trabajo aislado; y tener un seguimiento médicoexhaustivo del operario.

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Lu NMa NMi –Ju –

5 semana Vi MSá MDo M

Lu TMa TMi N

6 semana Ju NVi –Sá –Do –

Lu NMa NMi –Ju –

5 semana Vi MSá MDo T

Lu TMa NMi N

6 semana Ju –Vi –Sá MDo M

Lu TMa TMi N

7 semana Ju NVi –Sá –Do M

Lu MMa TMi T

8 semana Ju NVi BSá –Do –


Fig. 8.24 Sistemas 2–2–2 y 2–2–3

Lu MMa MMi TJu T

1 semana Vi NSá NDo –

Lu –Ma MMi M

2 semana Ju TVi TSá NDo N

Lu –Ma –Mi M

3 semana Ju MVi TSá TDo N

Lu NMa –Mi –

4 semana Ju MVi MSá TDo T

Sistema de turnos: 2-2-2 (“Metropolitan rota”)

Lu MMa MMi TJu T

1 semana Vi NSá NDo N

Lu –Ma –Mi M

2 semana Ju MVi TSá TDo T

Sistema de turnos: 2-2-3 (“Continental rota”)

M = turno en la mañana T = turno en la tarde N = turno en la mañana

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9. Metodología 241

9 Metodología

9.1 Aproximación al problema

Como hemos repetido hasta la saciedad, la ergonomía pretende que cualquier actidad sea segura,confortable y efectiva. Para conseguir estos objetivos, las actuaciones ergonómicas tienen que trabajarbajo la consigna de manejar datos e informaciones fiables, y por lo tanto, el ergónomo tiene quedotarse de estrategias válidas que le permitan acceder a la información relevante, precisa y exacta encada caso.

Antes de iniciar el proceso de toma de datos que creamos necesaria para nuestra intervención, hay quehacer una observación directa del PP.TT.: pisar el terreno es una condición necesaria y básica, ya quenos puede mostrar alguna variable relevante que no habíamos considerado en la fase de proyectoconceptual. Los autores del libro proponen huir, en la medida de lo posible, de los datos aportados porpersonas ajenas al proyecto, así como del uso de la teleergonomía, ya que los informes, medidas,videos... de fuentes externas al equipo de ergonomía acostumbran a representar más “el ojo” del quelos ha recogido que una visión objetiva del problema; por lo tanto, consideramos que la metodologíacoherente es la que se apoya en el uso de datos de primera mano, y de consultas de informacionesexistentes y pertinentes que hagan referencia al objeto del proyecto, ya que de este modo ahorraremosdisgustos, tiempo y dinero.

En una de nuestras intervenciones fuimos requeridos para solucionar un problema de excesivo caloren un puesto de control visual de planchas acero para la fabricación de automóviles. El operario teníaencomendada la tarea de encontrar fallos (rugorosidades, golpes, etc.) en las superficies de metal.Para ello, se había incrementado notablemente el nivel de iluminación y esto había generado unatemperatura excesiva que provocaba molestias térmicas al operario.

Después de visitar el área de trabajo el equipo de ergonomía llegó a la conclusión de que eranecesario reducir drásticamente el nivel de iluminación y cambiar el sistema de alumbrado, por otroque fuera rutilante rasante y que permitiera destacar los fallos de la chapa. Obviamente, cuandocorregimos el tipo de iluminación desapareció el problema microclimático.

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Sirva este ejemplo para destacar cómo una posible intervención teleergonómica hubiera, sin lugar adudas, llevado a unas inversiones en aclimatación, que en el mejor de los casos redundarían en lamejora de las condiciones de trabajo del operario aproximándolo a la zona de confortabilidad térmica.Pero mucho nos tememos que la calidad del proceso hubiera continuado siendo defectuosa, por laconfusión existente en el criterio de selección del tipo de iluminación que requería la tarea.

O sea, la observación por parte del ergónomo del operario mientras éste ejecuta sus tareas esfundamental para detectar cómo trabaja, qué indumentaria viste, cómo sujeta las herramientas, si hatenido un correcto aprendizaje en el uso del material, etc. Por este motivo, es imprescindible que estaetapa del proyecto no se realice de forma que el trabajador se sienta cohibido o estimulado (efectoHawthorne); el operario tiene que trabajar de la forma más parecida a como lo hace siempre. El darpor hecho un protocolo de actividades, un estilo en la resolución de tareas, o suponer que se actúasegún procedimientos, sin comprobar la veracidad de esto es fuente de distorsión y error.

De todas formas, para aligerar el trabajo de campo es aconsejable confeccionarse un check-list deanálisis ergonómico ad hoc al tipo de tarea, que prevea las variables que se deberían considerar ymedir, pero que en la medida de lo posible mantenga los máximos grados de libertad que eviten losanálisis uniformes, rígidos y excesivamente pautados.

Las fuentes de información que puede encontrar el ergónomo pueden ser de toda índole: catálogos,planos o manuales de las máquinas, informes o estadísticas propias de la empresa o públicos, bases dedatos relacionales, bibliografía, etc. Recordar que la interpretación excesiva y/o precipitada, lainflexibilidad, la insuficiencia de datos, la validez, y la calidad o cantidad son problemas habitualesen la búsqueda de información ya registrada, y con la que muchas veces tenemos que tomardecisiones.

Finalmente, y como punto prioritario del ergónomo, un cambio de impresiones (entrevista) con eltrabajador más o menos pautado, o en su defecto un cuestionario abierto o cerrado, dan a la toma dedatos un sesgo subjectivo, imprescindible para conocer los problemas reales del PP.TT.

9.2 Desarrollo de un caso práctico mediante el programa TAYLOR (hecho a medida)

Supongamos que la empresa Ergofit recibe quejas continuadas de una sección debido a problemasmusculares. Para ello se decide proceder al análisis de la interacción trabajadores-máquina paracomprobar los desajuste que pudiera haber, de la siguiente forma:

1. Se efectúa un análisis del puesto de trabajo in situ, para conocer qué se hace, cómo se actúa y enqué estado se escuentran las relaciones entre el puesto de trabajo y los operarios.

Nos encontramos con un puesto rotativo por el que deben pasar todos los operarios de esa sección, un

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9. Metodología 243

total de 21 (6 mujeres y 15 hombres). La máquina tiene un botón (On-Off) al que se accede unpromedio de tres a cuatro veces al día. La operación consta de recoger una pieza de 10 kg desde unaposición lateral a su izquierda a 60 cm del suelo, hasta la bancada frontal a 1,20 m y descargarla hastauna cinta que está a 75 cm del suelo a su derecha. La frecuencia del ciclo es de 30 piezas por hora.

Por otro lado, el operario ajusta la pieza para su mecanización con un volante que tiene un momentode giro de 5 Nm; esta operación la realiza 2 veces por pieza (apretar y aflojar) con una cadencia de 60veces por hora. El volante está situado a su izquierda a 75 cm del suelo, y a 50 cm del centro deloperario.

Para desarrollar la operación de mecanizado el operario debe tirar de una palanca 4 veces por pieza(120 veces por hora) con un esfuerzo de 50 N, y con la mano vista sobre el dorso.

2. Decididas las dimensiones relevantes, se toman las medidas de las 21 personas. En la figura 1 semuestran como ejemplo las dimensiones de diez de ellas.

TAYLOR: Diseño ergonométrico de lugares de trabajo

np = 21 nps = 21 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Sexo h h h m h m h h h m

Edad 24 23 30 24 25 25 26 24 23 24

Altura poplítea 43 42 46 41 44 41 45 46 46 45

Distancia sacro-poplítea 51 49 51 43 47 42 51 54 51 50

Distancia sacro-rótula 60 58 61 54 57 53 58 66 64 59

Altura muslo-asiento 16 17 14 16 15 12 13 15 17 17

Altura muslo-suelo 57 56 58 57 58 54 59 57 58 58

Altura codo-asiento 26 20 17 23 19 17 20 15 26 22

Alcance mínimo 46 36 44 47 43 34 54 42 45 46

Alcance máximo 78 70 78 79 80 68 80 78 76 76

Altura ojos-suelo sentado 118 119 121 116 120 113 115 117 118 122

Anchura caderas 41 46 45 45 42 41 40 47 41 43

Anchura codos 52 52 57 48 57 47 54 60 54 56

Anchura hombros 46 44 49 43 44 42 47 52 48 46

Altura codo-suelo de pie 108 99 113 101 110 100 110 105 113 108

Altura ojos-suelo de pie 164 156 167 157 166 149 162 163 167 164

Estatura 176 168 179 176 174 160 176 180 180 174

Distancia resp.-pecho 22 23 24 25 23 24 19 22 24 23

Distancia resp.-abdomen 24 29 23 24 22 23 23 21 23 23

Altura hombros sentado 103 104 106 99 100 97 103 101 103 120

Altura hombros de pie 149 141 152 140 148 135 148 146 148 142

Distancia codo-mano 35 30 38 41 37 29 46 36 37 39

F1: Ayuda F9: Modificar 1 de 21 ESC

Fig. 9.1 Medidas antropométricas relevantes de un grupo de 10 personas para el puesto de trabajo analizado

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En la figura 9.2 se muestra a Maximín, como representante plenipotenciario de las 21 personas queocupan el puesto, y en la figura 9.3 las solicitaciones del puesto a partir de las necesidades deMaximín, en nombre de las necesidades del colectivo.

Fig. 9.2 Solicitaciones del puesto una vez posicionado Maximín. a) Planta

Fig. 9.3 Solicitaciones del puesto una vez posicionado Maximín. b) Perfil

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9. Metodología 245

3. Análisis de las diferentes interacciones que realizará Maximín en función de los requerimientosde la tarea que tienen asignada.

En primer lugar analizaremos si el alcance está dentro de los rangos admisibles (como mando sólo escrítico el de On-Off). Con los mapas zonales de alcance podemos observar que está fuera de una zonaconfortable, pero su función y cadencia recomiendan dejarlo en ese lugrar topográfico, ya que surelevancia aconseja un uso discriminado del mismo.

Fig. 9.4 Mapa zonal de alcance en perfil

En segundo lugar procedemos a analizar el posicionamiento del display visual de aviso delfuncionamiento correcto de la máquina, mediante el color del DIV (verde-rojo). Observamos en lafigura 9.5 que el display está correctamente situado.

4. Análisis para comprobar si la fuerza solicitada se ajusta a las recomendaciones de AFNOR. En lafigura 9.6 podemos ver que este esfuerzo está por encima del valor recomendado que estaríapróximo a 38 N.

El giro del volante lo analizamos por el método de REFA, y encontramos que el giro a izquierdas escorrecto, y que en el otro sentido está fuera de rango.

5. Análisis del transporte de cargas, para el cual escogemos el método NIOSH. Podemos observarque aunque los valores relativos son los mismos, el análisis de la carga y de la descarga esdiferente.

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Fig. 9. 5 Campos visuales y posición del DIV en planta

Fig. 9.6 Ábaco de AFNOR en el que aparece una solicitud por encima de límite

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9. Metodología 247

Fig. 9.7 a) Vista en planta en la que observamos que el giro de abducción es correcto a izquierdas

Fig. 9.7 b) Vista en planta en la que se observa que el giro de adducción está fuera de rango

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Fig. 9.8 Operación de carga fuera del límite de NIOSH

Fig. 9.9 Operación de descarga dentro de los límites

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9. Metodología 249

Con este análisis se puede comprobar que mientras el mando, el DIV, y el proceso de descarga estáncorrectamente implentados, el esfuerzo de la palanca, el giro de adducción y el proceso de carga estánmal diseñados. Para ello el programa nos ofrece las soluciones y alternativas que nos permitenoptimizar todo el proceso.

9.3 Alternativas de TAYLOR a los problemas detectados

En el campo de los esfuerzos, según AFNOR, hay dos posturas que permiten realizar este esfuerzo:sentado con apoyapies o de pie con dos manos. Pero para hacer compatible esta solución con eltransporte de cargas analizado por NIOSH (sólo válido para posturas de pie), nos vemos obligados autilizar la solución de AFNOR que contempla la postura de pie y actuando con dos manos.La intervención consistiría en un rediseño de la palanca que obligaría al operario a trabajar con lasdos manos.

Fig. 9.10 Abaco de AFNOR con la solución al problema de solicitud de fuerza

Para el volante tenemos que actuar buscando que el valor máximo exigido sea el mínimo admisible,que pueda realizarse indistintamente en abducción y addución, ya que si uno de estos momentos degiro queda fuera de rango invalidaría el diseño. Siempre el esfuerzo limitante es el de addución (porsu penosidad); no obstante, debemos observar el proceso de producción y procurar colocar siemprelos volantes para que el operario realize los giros en abducción (más fácil), y con su mano dominante.

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En el proceso de carga la solución pasa por el rediseño de las alturas de los planos de trabajo. Nopodemos actuar sobre el plano de la máquina ya que implicaría cambiar todo el sistema, luegodebemos actuar sobre la altura del plano de la cinta de aprovisionamiento. Un rediseño óptimocontemplaría subir la cinta 10 centímetros y reducir el movimiento de rotación del raquis unos 10°.

Fig. 9.11 Iteracción de las variables de NIOSH hasta encontrar la solución óptima

Como es evidente, realizar toda esta matemática de los diferentes métodos (AFNOR, REFA, NIOSH,ISO, Maximín) para diseñar PP.TT. sin un sistema informatizado es una tarea inviable, ya querequeriría combinar los cálculos de todos y cada uno de los métodos para todas y cada una de lastareas. Luego la matriz de cálculo convertiría el proceso matemático en un trabajo dantesco.

Por otro lado, si sólo utilizáramos un macroprograma de cálculo que tuviera enquistados losdiferentes algorítmos de estos métodos, las soluciones encontradas tendrían que llevarse a la prácticapara poder optimizar el monto de soluciones. Y es ahí precisamente donde TAYLOR gana claramentela partida, ya que no sólo nos aporta las soluciones matemáticas, sino que además nos ofrece lasposibles iteraciones y alternativas, y una visión gráfica del problema, lo que permite al proyectistadespreciar soluciones numéricamente correctas, pero no aplicables en la práctica (mandossuperpuestos a zonas de trabajo, esfuerzos fuera de alcance, posiciones forzadas, etcétera) y rescatarotras soluciones que estarían en el borde aceptable del puro cálculo matemático.

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10 Soporte informático TAYLOR 251

10 Soporte informático TAYLOR (hecho a medida)

10.1 Simulación y diseño de PP.TT.

El Departamento de Proyectos de Ingeniería de la Universitat Politècnica de Catalunya conjuntamentecon Mutua Universal han desarrollado una metodología de trabajo para el análisis y diseñoergonómico de PP.TT. que se ha concretado en la creación de un soporte informático, el programaTAYLOR 1.0.

Para conseguir los objetivos de realizar proyectos de diseño y de correción de los diferentes PP.TT. seha diseñado TAYLOR estructurado en cinco campos: gestión, persona, lugar de trabajo,antropometría e interacción, correspondiente cada uno de ellos a una de las problemáticas existentesen la concepción de los PP.TT.

Las áreas persona y lugar de trabajo son los inputs del programa, los datos necesarios para trabajar,mientras que antropometría e interacción hacen el tratamiento de toda esta información, dando losresultados según cada método, criterio o norma utilizados.

El orden de las operaciones que se deban realizar dentro del programa refleja la operativa habitual delergónomo en el tratamiento de esta clase de problemas: recogida de los datos, tanto de personas comodel puesto que se quiera estudiar, operar por separado los datos, y una última etapa de interacción, locual o bien nos permitirá diseñar el área de actividad y las diferentes tareas a realizar, o bien nossuministrará aquellas alternativas coherentes a la problemática ocasionada por el PP.TT.

La primera necesidad a cubrir en la creación de una metodología de trabajo propia es la de poderacceder a una base de datos suficientemente flexible para manejar con soltura toda la información depersonas y lugares de trabajo que tengamos.

La información necesaria referente a la persona se ha reducido a veinte medidas antropométricasrelevantes, que cubren gran parte de los proyectos de diseño de PP.TT. La persona objeto del estudiopuede englobar en ella un solo individuo, un grupo o una población, en el segundo y tercer casos es loque hemos dado en denominar Maximín.

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En primer lugar, se hace una descripción geométrica del puesto de trabajo para la posterior evaluacióndel mismo, cruzando esta descripción con los datos "geométricos de la persona". Al disponer de lainformación antropométrica de los trabajadores, podemos evaluar los siguientes campos: alcance,visión, fuerzas, momentos, transportes y mobiliario.

Para la fase previa de diseño (ergonomía preventiva) se han informatizado los diferentes criterios,normas y métodos, con la máxima flexibilidad posible para facilitar la tarea de iteracción. De estaforma el ergónomo puede prescribir diferentes soluciones siempre teniendo en cuenta la persona,personas o población para la que se elabora el diseño.

Finalmente, previa definición de la “persona” y especificación del lugar de trabajo, se permite elcruce de datos, la interacción matricial PERSONA/LUGAR DE TRABAJO, detecta en cada una delas variables, los problemas y presentar las alternativas o soluciones típicos de la ergonomíacorrectiva..

10.2 Opciones de la demostración

10.2.1 Base de datos antropométricos con Taylor 1.0

En esta primera opción de la demostración del programa TAYLOR se ofrece la posibilidad demantener actualizada una base de datos de medidas antropométricas.

Como ya se ha descrito en la parte teórica del libro, tener unos datos fidedignos de las medidasantropométricas de la población laboral para la que estamos diseñando el PP.TT. es crucial, ya quepor un lado nos permite avanzar en la aplicación de la ergonomía a todos los niveles relacionados conla configuración de las tareas, y por otro posibilita el generalizar la metodología de corte ergonómicoa los diferentes departamentos de la organización.

A continuación presentamos el capítulo de ayuda que incluye el programa referente al manejo de labase de datos y a la utilización de la página de estadística.

El menú gestión permite crear, actualizar y ampliar todos los archivos.

Nuevo (n): crea dos ficheros *.per y *.lt, en la dirección y nombre indicados. Si sólo se indica elnombre, el fichero se salvará en el directorio de trabajo. El fichero *.per contiene los datosantropométricos correspondientes a la empresa y a las personas, individualizadas o en forma depoblación (medias y desviaciones), mientras que *.lt contiene información referente a los lugares detrabajo.

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NOTA: en esta demostración el usuario sólo tiene acceso a los ficheros individualizados. Por estoomitiremos lo referente a los otros ficheros.

Abrir (b): abre los ficheros *.per y *.lt, salvados en la dirección indicada. Si sólo se indica elnombre, el fichero se buscará en el directorio de trabajo.

Actual (c): da acceso al fichero abierto.

Ampliar personas (p): permite añadir al fichero *.per abierto si tiene estructura individualizada.

Salir (s): finaliza el trabajo con TAYLOR.

El menú individualizado ofrece todas las opciones de trabajo con el fichero abierto.

F2 Ficha: muestra la ficha de identificación de la empresa. Consta de cinco campos de informacióngeneral.

F3 Lista personas: ofrece el sexo, la edad y las medidas antropométricas de todas las personasseleccionadas.

F4 Lista individualizada: muestra la ficha y las medidas antropométricas de todas las personasseleccionadas.

F5 Lista de lugares de trabajo: ofrece la ficha y permite el acceso a todos los lugares seleccionados.

F6 Selección: permite seleccionar las personas y los puestos de trabajo en función de diversasvariables. Las personas pueden seleccionarse por el sexo (h: hombres; m: mujeres; t: todos), edadmínima (16), edad máxima (65) y/o lugar de trabajo. Los lugares de trabajo pueden seleccionarse porsu nombre y/o departamento.

El menú antropometría ofrece los resultados estadísticos, si hay un fichero abierto, y losantropométricos si se ha realizado el diseño.

Estadística: muestra los valores máximo, mínimo, media, desviación tipo y horquilla de percentil,del conjunto seleccionado si hay un fichero abierto o la persona activa correspondiente a la población.Se da acceso a la selección (F6) y al menú de percentiles (F7).

10.2.2 Ejemplos con casos prácticos con Taylor 1.0

Para explicar y visualizar todas las posibilidades del programa TAYLOR, se ha estructurado unademostración con tres casos que que describen distintas situaciones que se dan habituamente en lospuestos de trabajo.

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A continuación se enuncian los tres casos y se hace un seguimiento comentado de la demostración.

Caso 1: Sala de control

Este primer caso plantea el estudio de un operador en la sala de control de una industria química.

Este trabajador, tiene una jornada laboral continua de 8 horas. Su tarea consiste en el seguimiento, através de monitores, del estado de los diferentes equipos y del proceso en general de una línea deproducción. Algunas irregularidades las puede corregir él directamente y para otras debe avisar amantenimiento. Por último tiene acceso a la alarma de seguridad de la planta.

Para ello se encuentra en la sala de control que consiste en unos pupitres, que tienen incorporados elteclado y el monitor, con una silla con intervalo de ajuste para la altura.

El plano de trabajo en el cual está situado el teclado se encuentra inclinado y por encima del borde dela mesa.

La información a través de los monitores consiste en un diagrama del proceso, con la descripción delos diferentes equipos (bombas, compresores, etc.) a través de las variables que los definen.

El botón de alarma consiste en un mando tipo “seta”.

A lo largo del día puede realizar otras tareas de oficina.

El operario se queja frecuentemente de dolores en las vértebras cervicales.

Seguimiento

Inicio "Entramos en la gestión de ficheros para recuperar los datos"• "Abrimos el fichero para leer los datos". Tanto los datos antropométricos de los

trabajadores como la descripción de los distintos lugares de trabajo se puedenalmacenar en un archivo.

• "No modificamos la ficha y continuamos". Como identificación de cualquier archivoexiste una ficha de datos genéricos.

• "Veamos los datos de esta persona". Toda persona se define en el programa con veintemedidas antropométricas relevantes y una ficha personal para hacer estudiossectoriales.

ESC "Listamos el lugar de trabajo". Un fichero puede almacenar todos los puestos de trabajode una empresa.

• Al igual que las personas existe una ficha de datos genéricos.INT Un solo puesto de trabajo puede incluir puntos o zonas de alcance, dispositivos

visuales, esfuerzos, manutención manual y el mobiliario utilizado.Letra código Cada campo se define por diversas variables, siendo común la localización espacial

para el análisis dimensional del puesto. En el caso de DIV’s se pide además lascaracterísticas del carácter alfanumérico.

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ESCESC "Salimos de la gestión para hacer el diseño"

• "Salimos de la gestión para hacer el diseño"• "Entramos en el menú de la persona". En esta área se puede hacer todo el tratamiento

de los datos de las personas.• "Haremos el diseño para esta persona". En este caso, como se trata de un solo

individuo, la persona resultante para el análisis posterior coincidirá exactamente con elindividuo aquejado.

• "Lo hacemos según el criterio de individuo"• "Operamos"• "Diseño realizado"• "Salimos del menú persona para ver el puesto trabajo"• "Entramos en el menú del lugar para visualizar la especificación". Al igual que en el

menú persona, desde aquí se puede acceder a cualquier variable de cualquier puesto detrabajo.

• "Veamos el gráfico esquemático del lugar de trabajo". Toda la especificación del lugarde trabajo se puede visualizar gráficamente a través de iconos.

• "Escogemos la vista de perfil". Las presentaciones gráficas se ofrecen en las tres vistas:planta, alzado y perfil.

• "Salimos del lugar de trabajo"• "Para diseñar, en antropometría tenemos los resultados". Se presentan resultados

estadísticos y antropométricos. Como sólo hay un individuo no tiene sentido entrar enlos estadísticos; pasemos directamente a los antropométricos.

• "Los resultados antropométricos". Los resultados ofrecidos son criterios, métodos onormas internacionales.

• "Los mapas zonales de alcance función del confort". A través de una codificación decolores se presentan las zonas isoconfortables de alcance.

• "Escogemos la vista en alzado"• "Salimos de los resultados de alcance". El origen de coordenadas situado en los pies del

operario es relativo y modificable.• "Las zonas óptimas de visión". Para el estudio de la colocación de los DIV se han

informatizado dos normas europeas.• "Escogemos la normativa AFNOR". En función del tamaño del carácter ofrece la

distancia máxima a la que se puede situar el DIV y el nivel de confortabilidad enfunción de la inclinación del plano que lo contenga.

• "Escogemos la vista en perfil"• "Podemos acceder a cualquier variable e iterar". En esta fase de diseño, todas las

variables de todos los métodos son accesibles para facilitar los procesos iterativos.• "Altura carácter: 5 mm". Podemos ver que al aumentar el tamaño del carácter es

posible situar los DIV a una distancia mayor.• "Abandonamos el método AFNOR"• "Salimos de los resultados de visión"• "Salimos de los resultados para analizar nuestro problema"• "Cruzaremos nuestro puesto y la persona aquejada". Si en lugar de diseñar, analizamos

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un puesto en concreto, podemos cruzar los resultados con la especificación del lugar detrabajo.

• "La interacción de alcance es:"• "Escogemos la vista en alzado". La sobreposición de los iconos sobre los resultados

permite detectar directamente los problemas existentes.• "Salimos de la interacción de alcance"• "El análisis de visión..."• "...en la normativa ISO..."• "...y en planta es:". Al igual que en la interacción de alcance, al cruzar especificación

del puesto y resultados es posible detectar problemas y plantear soluciones.• "Salimos de la interacción de visión"• "La interacción de mobiliario es:"• "Escogemos la vista en perfil". Ahora en rojo aparecen las cotas de nuestro mobiliario

que no son correctas.• "Salimos de la interacción de mobiliario"

Fín

Caso 2: Esfuerzos en cadena de montaje

En este segundo ejemplo nos planteamos el estudio de diferentes esfuerzos en una cadena de montaje.

Los distintos puestos de una línea de producción son cubiertos a tres turnos por un total de 17operarios. Se ha detectado un nivel de absentismo laboral mayor entre los trabajadores que cubren elpuesto número 3.

Los operarios trabajan de pie y el ritmo de la cadena le obliga a realizar las operaciones asignadas enmedio minuto.

Seguimiento

Inicio "Entramos en la gestión de ficheros para recuperar los datos"• "Abrimos el fichero para leer los datos". El archivo creado tiene estructura de empresa,

es decir, por un lado los operarios y por el otro los puestos de trabajo; un campo encomún permite correlacionarlos.

• "No modificamos la ficha y continuamos". Como identificación de cualquier archivoexiste una ficha de datos genéricos.

• "Listamos todo el fichero con los datos antropométricos". Las personas se pueden listarde forma conjunta o individualmente.

Cursor Con el cursor y el avance/retroceso de página podrá ver todas las personas del fichero.Av/Re PágESC "Seleccionamos el subgrupo conflictivo". Para hacer estudios sectoriales hay cinco

variables de selección. En nuestro caso escogemos las que trabajan en el puesto nº3.

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• "Listamos las personas del subgrupo individualmente". Ahora podemos ver de formaindividual las personas que pasan por este puesto.

Av/Re Pág Con el avance/retroceso de página podemos ver los datos completos de todos ellos.ESC "Listamos los lugares de trabajo seleccionados"

•INTLetra código Para definir un esfuerzo (fuerza o momento), se pide el valor, la dirección y el sentido,

la localización, el número y la posición de las manos, el tiempo de esfuerzo, el ciclo defuerza y la frecuencia horaria.


• "Entramos en el menú de la persona"• "Haremos el diseño para las personas del puesto 3"• "Lo hacemos según el criterio de grupo". Con este criterio se configurará nuestro

Maximín, escogiendo para cada medida antropométrica el valor máximo o mínimo delgrupo.

• "Operamos". Con este paso el programa calcula Maximín según el criterio y lasvariables de selección.

• "Diseño realizado"• "Salimos para ver la 'persona' resultante"• "La 'persona' actual es la resultante del diseño". Esta persona es la que nos resume los

condicionantes antropométricos de todo el grupo y para la cual diseñaremos.• "Con esta 'persona' trabajaremos a partir de ahora"• "Salimos del menú persona para ver el puesto de trabajo"• "Entramos en el menú del lugar para visualizar la especificación"• "Veamos el gráfico esquemático del lugar de trabajo"• "Escogemos la vista de planta"• "Salimos del lugar de trabajo"• "Para diseñar, en antropometría tenemos los resultados"• "Tenemos los resultados estadísticos".

F7 Podemos escoger la horquilla de percentil que deseemos.CursorINT En el diseño para un grupo se trabaja con los máximos y mínimos de cada medida.ESCESC "Y los resultados antropométricos"

• "Para evaluar esfuerzos se han informatizado reconocidos métodos"• "Según el caso utilizaremos uno u otro. Cojamos el AFNOR". En función de la

dirección y sentido de la fuerza, la posición y el mobiliario y el número de manos, nosda la curva Newtons/Frecuencia horaria. Se presentan también los valores 50%, 75% y90% del esfuerzo para facilitar los estudios.

• "Podemos acceder a cualquier variable e iterar"• "Número de manos (1 ó 2):". Se aprecia como si se utilizan dos manos es posible

realizar más esfuerzo cuando se está de pie.

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• "Abandonamos el método AFNOR"• "Abandonemos el estudio de las fuerzas"• "Estudiemos los momentos o giros solicitados"• "Según el caso utilizaremos uno u otro. Cojamos el Refa-Siemens"• "Escogemos la vista en planta". Este método nos presenta, con zonas posicionadas en el

espacio, el esfuerzo que podemos realizar.• "Podemos acceder a cualquier variable e iterar"• "Altura (1 ó 2):". Este método es el único que tiene en cuenta las medidas

antropométricas en el estudio de esfuerzos.• "Abandonamos el método Siemens-Refa"• "Salimos del estudio de los momentos"• "Salimos de los resultados para analizar nuestro problema"• "Cruzaremos nuestro puesto y el subgrupo escogido". Para cada esfuerzo especificado

en el puesto de trabajo se calcula el valor máximo según cada método.• "La interacción de fuerzas..."• "...según AFNOR...". Podemos ver cómo el valor de la fuerza 'y' que ejerce nuestro

operario, que trabaja de pie, con una sola mano y con una frecuencia de n veces porhora, se encuentra por encima del límite permitido según la norma AFNOR.

• "TAYLOR nos da las alternativas posturales". El programa calcula, según las variablesconsideradas por este método, las posibles soluciones.

Cursor Si hay más de una solución, se ofrecen todas ellas.ESC

• "Abandonamos el método AFNOR"• "Abandonemos el estudio de las fuerzas"• "Analicemos el momentos o giro solicitado..."• "...según Siemens..."• "....y en planta". El esfuerzo en concreto analizado se puede presentar de tres formas:

- azul: correcto, se puede ejercer.- amarillo: el punto de aplicación está dentro de la zona de alcance pero en una posicióndonde no se puede ejercer este par.- rojo: el punto de aplicación está fuera del alcance confortable de la persona.

• "TAYLOR nos da las alternativas posicionales". Si existen, el programa nos busca laszonas del espacio donde este esfuerzo se pueda realizar y nos las marca con un puntoazul.

CursorESC

• "Abandonamos el método Siemens"• "Abandonemos el estudio de los momentos"

Fín

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Caso 3: Levantamiento manual de cargas

Finalmente planteamos el estudio de los mozos de almacén de una cadena de supermercados.Seguimiento

Inicio "Entramos en la gestión de ficheros para recuperar los datos"• "Abrimos el fichero para leer los datos". El fichero de personas puede tener estructura

individual, cuando conocemos las medidas antropométricas de cada uno de ellos, opoblacional, cuando nuestra información se reduzca a la media y a la desviación tipo decada medida.

• "Listamos las medias antropométricas de la población..."• "... y las desviaciones estándar de cada una de ellas."• "Salgamos de los datos antropométricos"• "Listamos los lugares de trabajo seleccionados"

INTLetra código En este ejemplo sólo hay descritos transportes manuales de carga, para los que se indica

la masa, el origen y final, el número y la posición de las manos, la calidad del agarre,los tiempos de esfuerzo y el ciclo de fuerza y la frecuencia.


• "Entramos en el menú de la persona"• "Haremos el diseño para esta población." • "Lo hacemos según el criterio de población"• "Operamos". Ahora las medidas de Maximín se calcularan a partir de las medias y

desviaciones tipo y en función del percentil escogido.• "Diseño realizado"• "Salimos para ver la 'persona' resultante"• "La 'persona' actual es la resultante del diseño". Esta persona es la que nos resume los

condicionantes antropométricos de todo el grupo y para la cual diseñaremos.• "Con esta 'persona' trabajaremos a partir de ahora"• "Salimos del menú persona para ver el puesto de trabajo"• "Entramos en el menú del lugar para visualizar la especificación"• "Veamos el gráfico esquemático del lugar de trabajo"• "Escogemos la vista de perfil". En los transportes de cargas manuales se codifican por

colores las parejas inicio - final.• "Salimos del lugar de trabajo"• "Para diseñar, en antropometría tenemos los resultados"• "Tenemos los resultados estadísticos". Al tratarse de un fichero poblacional no

aparecen máximos y mínimos, sino sólo las medias y desviaciones.F7 Podemos escoger la horquilla de percentil que deseemos.CursorINTESC

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ESC "Y los resultados antropométricos"• "Estudiemos los transportes o manutención manual"• "Según el caso utilizaremos uno u otro. Cojamos el REFA". En función de las cotas de

agarre y parámetros temporales y físicos, nos ofrece la curva kilo/frecuencia máximapermitida.

• "Podemos acceder a cualquier variable e iterar". Si disminuimos la cota del agarreinferior, el operario podrá levantar menos kilos.

• "Altura agarre inferior (cm):"• "Abandonamos el método REFA"• "Abandonamos el estudio de los transportes"• "Salimos de los resultados para analizar nuestro problema"• "Cruzaremos nuestro puesto y nuestra población"• "La interacción del transporte manual solicitado..."• "...con el método NIOSH es:". Vemos en la gráfica como nuestro caso está por encima

del límite permitido.• "TAYLOR nos ofrece las posibles alternativas". El programa calcula distintas

alternativas: optimización global y modificación individual de cada cota hastaencontrarnos dentro del límite permitido.

CursorESC

• "Abandonamos el método NIOSH"• "Abandonamos el estudio de los transportes"

Fín

10.2.3 Secuencia de Taylor 2.0

A través de una serie de pantallas podrá observar las nuevas opciones que ofrece la versión 2.0 deTAYLOR.

10.3 Otras utilidades de TAYLOR 2.0

Como cualquier programa informático TAYLOR está sometido a un proceso de mejora, de ahí que enla última revisión que ha sufrido permita realizar otras funciones básicas en el diseño y rediseño dePP.TT., que no habían sido contempladas en la versión 1.0.

La posibilidad de trazar un esquema unifilar articulado del operario y de los planos de trabajo ylugares en que se han de situar las cargas ha sido un avance considerable, ya que de esta forma el

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ergónomo puede, en cualquier momento, seguir visualmente el recorrido de la carga y las diferentesposturas por las que pasará el trabajador.

De este modo, se nos presenta una visión secuenciada y clara del recorrido que debe realizar eloperario, y no un cliché momentáneo y radiográfico del operario interaccionando con la carga. Alposeer una visión de todas y cada una de las posturas que se deberán desarrollar en el traslado decargas, el desplazamiento del operario, la colocación de la persona con respecto a sus planos deactividad, etc. y apoyándonos en la visualización del PP.TT. mediante la función de video delprograma, podremos, como proyectistas, salvar las dificultades intrínsecas que requeriríandeterminadas tareas a desarrollar, ya sea por los tipos de posturas exigidos, o por los ángulos a que severían sometidas diferentes articulaciones, por cualquier otro tipo de error que pudieramos cometer enla etapa proyectual, y que una vez implementado haría incompatible la persona con el PP.TT., orebajaría el bienestar del sujeto y/o la productividad del sistema.

Por último, recordar que al interaccionar esfuerzos, alcances, posturas y ángulos de las extremidadesy columna, etc., con los espacios de actividad, podemos, por ejemplo, en la fase de ergonomíapreventiva, cambiar distribuciones en planta, seleccionar diversos tipos de mobiliario, recortarrecorridos, bajar o subir planos de trabajo, etc. De esta forma, el ergónomo posee una herramientaeficaz con la que ahorrar tiempo, trazar distintas alternativas, y modelar el problema en la etapa dediseño teórico, antes de pasar a acotar el proyecto, ya que cualquier cota que coloquemos en un planoes, sin duda, una solicitación de requerimientos psicofísicos de los operarios, y el mínimo desliz quecometamos en la fase proyectual repercutirá negativamente en la concepción de los puestos deactividad de las personas, y reducirá su calidad de vida laboral, que contagiará negativamente laproductividad del sistema.

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